[发明专利]一种基于干涉仪复合测量的射流抛光去除函数提取方法

权利要求书

1.一种基于干涉仪复合测量的射流抛光去除函数提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采用激光干涉仪测量采斑前的工件面形；

S2、在射流抛光机床上采集入射时间为的射流抛光斑，采用激光干涉仪测量采斑后的工件面形；用白光干涉仪测量采斑后面形，测量得到的面形为的方形区域，面形用表示；

S3、将面形进行预处理，以获得无噪声且无“孔洞”的面形；

S4、通过粒子群优化算法确定面形中的方形区域；

S5、确定射流抛光斑边界；

S6、计算采斑前工件在区域内的白光干涉仪分辨率下的面形；

S7、计算去除函数矩阵：根据光斑的边界∂σ，获取面形中区域的面形，计算去除量分布矩阵；计算去除函数矩阵，其中是采斑时间，表示是矩阵的最大元素值与矩阵每个元素相减得到的新矩阵。

2.根据权利要求1所述的一种基于干涉仪复合测量的射流抛光去除函数提取方法，其特征在于，步骤S3中对面形进行预处理的方法为：

步骤一：用大尺寸窗口沿工件边界进行“粗补洞”：设扫描窗口矩阵的左上顶点为当前扫描元素，的大小为，其中，表示面形矩阵的行数；以为扫描窗口矩阵左上顶点的间距；对于每个窗口的局部面形，如果数据，则取，其中是面形矩阵有效元素的平均值；执行上述步骤，直到处理完沿边界的所有窗口；

步骤二：使用较小尺寸的窗口对整个面形进行“精补洞”：设扫描窗口矩阵的左上顶点为当前扫描元素，的大小取为，其中，以为扫描窗口矩阵左上顶点的间距；对于每个窗口的局部面形，如果数据，则取，其中是面形矩阵元素的平均值；执行上述步骤，直到处理完沿边界的所有窗口，获得无“孔洞”的采斑后工件面形；

步骤三：确定严重噪声边界区域：

（1）以面形中心位置为圆心，圆形区域的边界半径为、搜索步长为，的初始值取，计算区域的面形误差平均值；

（2）判断区域内是否存在面形元素满足，其中是给定系数；

（3）根据上一步的判断，若存在满足步骤（2）中条件的面形元素，则确定为发生严重噪声的边界；否则取，返回（2）；

步骤四：以面形的左上角元素为顶点、扫描窗口矩阵左上角顶点元素的间距，逐个提取大小为的扫描窗口矩阵覆盖面形，确定面形中的所有扫描窗口矩阵的处理顺序，这里；计算面形中所有扫描窗口矩阵的均方差值；根据的升序对所有窗口的处理顺序进行排序；

步骤五：对每个窗口矩阵按步骤一至四进行处理，其中每个窗口矩阵的去噪规则如下：取窗口矩阵的元素均值作为标准，并给定噪声阈值；如果数据和之间的差的绝对值大于阈值，则数据被视为噪声，并且将除噪声位置外的面形数据的中值替换当前的噪声数据；

依序扫描并处理所有的窗口，从而产生边界区域内没有噪声的面形；

步骤六：通过二维中值滤波函数计算最终的面形。

3.根据权利要求1所述的一种基于干涉仪复合测量的射流抛光去除函数提取方法，其特征在于，所述步骤S4中，在面形中确定方形区域的方法为：

步骤一：将区域的左上顶点在面形矩阵中的行列号记为，该顶点位于面形中给定的备选区域，面形矩阵有效数据的行列号为，白光干涉仪和激光干涉仪的分辨率是和，方形区域的位置取决于，记为；设和分别是面形和中方向区域的边界，和分别是和的有效数据个数，则区域中激光干涉仪和白光干涉仪测量的面形精度差异是：

行列号处的面形误差为：

其中，，表示的整数部分；

通过粒子群优化算法求解下面的优化问题确定行列号：

步骤二：计算面形矩阵中区域的四个顶点行列号：记，四个顶点的行列号分别为, , , 。

4.根据权利要求1所述的一种基于干涉仪复合测量的射流抛光去除函数提取方法，其特征在于，步骤S5中，的确定方法为：

（A）：计算激光干涉仪测量的采斑前后的面形之差：；根据的顶点行列号从面形矩阵提取面形，令为初始面形的峰谷值，为激光干涉仪的测量精度，是给定的正整数步长；设是第步的方形边界之外的面形峰谷值，的左上顶点在面形矩阵的指标表示为(；令，取(，；计算；

（B）：若满足，则停止搜索，将抛光斑边界取为; 否则令，，，返回步骤（A）。