基于锥光全息测量原理的测距系统研究

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1、基于锥光全息测量原理的测距系统研究ResearchOntheDistanceMeasuringSystemBasedOnConoscopicHolography学科专业：仪器科学与技术研究生：魏志博指导教师：邾继贵教授天津大学精密仪器与光电子工程学院二零零一五年十一月摘要目前随着制造业的快速发展，高精度的测距技术已经成为当前工业领域与生活建设领域的研究重点，如何提高距离测量技术的检测速度、检测精度、环境适应能力，以及如何提高工业生产材料和相关资源的利用率，已经成为当前检测领域的重点研究内容。相比其它非接触式测量技术而言，由于锥光全息技术本身的共光路特性，和其它全息

2、技术相比，光源不是相干光源时，仍然能够在CCD上采集到全息图像，因此该技术对光源依赖性不强，能够满足当前尺寸测量的复杂环境要求，具有较强的环境适应能力。目前该技术还仅仅局限于某些特定测量现场，不能被大范围使用，因此本文在简要分析锥光全息测量原理的基础上，设计出应用于距离测量的全息干涉测量系统，提出从条纹宽度变化量获取被测物移动距离的方法，并推导出条纹宽度与被测距离之间的关系，提出提高系统抗干扰能力和测量分辨力的新方法。本文在分析锥光全息测量原理基础上，根据相关光学理论设计出锥光全息测距光路系统，并在实验室搭建相关测试平台，验证本文理论的可行性。并与双频激光干涉仪进

3、行对比试验，对该系统进行系统稳定性测试、系统重复性测试，研究系统存在的问题和不足，给出相关解决方案。同时针对条纹图像散斑严重、条纹中心不确定、条纹不清晰等问题，提出相应的图像处理方法以及区域条纹搜索方法，可以选择清晰、光滑的条纹区域进行分析，进而计算被测距离。最后，搭建了锥光全息干涉测距系统，并完成了测距实验。实验结果显示，与双频激光干涉仪相比，锥光全息干涉测量系统的测距误差在10μm以内；具有较高测量精度，能够满足测量要求。关键词：锥光全息非接触测量双折射区域条纹搜索ABSTRACTWiththecurrentrapiddevelopmentofthemanuf

4、acturingsector，thedemandforthesizeofthedetectionisincreasing.Howtoimprovethedetectionrateofthedetectiontechnology,thedetectionaccuracy,environmentaladaptability,aswellashowtoreducematerialwasteofresources,ithasbecomethefocusofcurrentresearchinthefieldofdimensionalmeasurement.Comparedt

5、oothernon-contactmeasurementtechnology,commonpathistheconoscopicholographytechnologyitselfcharacteristics.Comparedwithotherholographictechnology,thelightsourceisnotacoherentlightsource,itisstillabletocaptureholographicimagesonCCD..Therefore,thistechniqueisnotgreatforlightrequirements,

6、tomeettherequirementsoftoday'scomplexenvironmentsizemeasurement,withastrongenvironmentaladaptability.Currentlythetechnologyisstillconfinedtocertainspecificmeasurementsite.Therefore,thisarticlegoonabriefanalysisonthebasisofconoscopicholographymeasurementprinciple,andtodesignappliedtoth

7、emeasureddistanceholographicinterferometrysystem.Gettingproposemovingdistancefromthemeasuredobjectstripewidthvariation,andtodeducetherelationshipstripewidthandthedistancemeasured.Thearticlegetnewwaystoimproveanti-jammingcapabilityandmeasurementresolution.Basedonthemeasurementprinciple

8、onthe