[发明专利]基于分段式多项式拟合的相位-高度映射系统的标定方法

权利要求书

1.一种基于分段式多项式拟合的相位-高度映射系统的标定方法，其特征在于，包括下述步骤：

1）获取待测物体的若干个高度值及对应位置相位差，对每组所述高度值和相位差分别进行多阶次多项式拟合，依次得到各阶次拟合参数；对所述各阶次拟合参数进行偏移、放大处理，保存为图像数据，所述多阶次多项式拟合为1～6阶次多项式拟合；

2）利用步骤1）中所述各阶次拟合参数对标准校正板进行三维重建与检测，得到各阶次拟合标定参数，同时计算出标准校正板中各凸起在每个阶次下的拟合测量高度值，以及该拟合测量高度值与标准值的绝对误差，其中以绝对误差最小的拟合阶次为第一阶次；

3）提取待标定范围内一组等差间隔的相位差值，进行所述第一阶次的多项式拟合标定，得到每个间隔的标定参数并对其进行精度验证，其中具有最小平均相对误差的间隔为第一拟合间隔；

4）在待测物体具有等差的理论高度处分别进行步骤2）中所述各阶次拟合标定参数下的高度检测，并计算实际检测值和理论高度值之间的相对误差；

5）根据步骤4）所得相对误差，将待测物体的高度划分为若干区间，其中各区间采用特定阶次多项式拟合时出现最小相对误差，在500μm的量程范围内，所述若干区间为0～90μm、100～190μm、190～480μm、480～500μm；

6）通过步骤3）中所述标定参数对步骤5）中所划分的各区间采用所述第一阶次的多项式拟合并进行三维重建与检测，根据所述检测值判断每个区间的最佳拟合阶次；所述每个区间的最佳拟合阶次为：0～90μm选用4阶次多项式拟合、100～190μm选用3阶次多项式拟合、190～480μm选用1阶次多项式拟合、480～500μm选用4阶次多项式拟合；

7）根据步骤6）中所述最佳拟合阶次，计算各区间的系统标定参数并进行三维检测与重建，进而对待测物体进行分段式多项式拟合标定。

2.根据权利要求1所述的标定方法，其特征在于，步骤1）中所述多项式拟合的公式为：

；

其中，n为拟合阶次，为位置的拟合高度值，为位置的相位差，为多项式拟合系数。

3.根据权利要求1所述的标定方法，其特征在于，步骤2）中所述校正板的中间有16个凸起，包括矩形凸起和圆形凸起；所述各阶次拟合标定参数分别经过30次高度重建与检测的重复性测试。

4.根据权利要求1所述的标定方法，其特征在于，步骤1）中所述若干个高度值的范围在-250～+250μm；步骤2）中所述第一阶次为2阶。

5.根据权利要求4所述的标定方法，其特征在于，步骤3）中所述待标定范围在-250～+250μm，所述一组等差间隔为10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm；所述第一拟合间隔为90μm，所述最小平均相对误差为，系统标定时间t=33.884s。

6.根据权利要求5所述的标定方法，其特征在于，步骤4）中所述的理论高度为10μm、20μm、30μm、…、500μm。