[发明专利]一种单步相移电子散斑干涉测量方法、系统、装置和存储介质

说明书

本发明公开了一种单步相移电子散斑干涉测量方法、系统、装置和存储介质，所述的测量方法是在传统相移电子散斑干涉测量法的基础上增加插值计算这一概念，通过插值计算的方法，获得被测物体变形前所需的多幅相移图像和物体变形后所需的多幅相移图像，代替传统测量方法中逐个采集的物体变形前和物体变形后多个相移图像，消除在物体变形前后状态下对多幅相移图像的需要，从而解决现有相移电子散斑干涉测量法只能在静态或准静态测量中使用的问题，实现动态测量；并且，本发明专利不需要增加使用额外的光学器材或布置，只需利用传统相移电子散斑干涉测量装置，便能够实现动态测量。本发明可应用于光学测量技术领域。

技术领域

本发明涉及光学测量领域，尤其是一种单步相移电子散斑干涉测量方法、系统、装置和存储介质。

背景技术

电子散斑干涉术(ESPI)法因具有全场、非接触、高精度、实时性和抗振性好等特点而被广泛应用于材料弹性模量测量、表面粗糙度评价、应力应变分析、振动分析和无损检测等领域。电子散斑干涉测量法是一种常用的全场表面位移测量的光学实验技术，表面位移的范围从几十纳米到几微米，这种全场测量具有广泛的实际应用，包括汽车工业中的机械应力评估，机械部件振动模式的研究，微机电系统的质量测试和生物样本的健康监测。

电子散斑干涉测量法通过对记录在光学粗糙表面上观察到的干涉图案来得到需要测量的信息。一种常见的方法是在物体变形之前采用四步相移得到的四幅图像，并在变形之后采用四步相移得到的另外四幅图像；相移通常使用压电致动镜完成，对所测量的相移图像内的强度变化的分析使得能够在相应的像素处确定相位变化并因此确定表面位移。

电子散斑干涉测量法的现有技术由于通常需要在被测物变形前后分别采集多组散斑图像，相移图像的需要通常限制了传统相移电子散斑干涉测量法只能在静态或准静态测量中使用。如果在图像采集期间表面显着移动，则除了由相移引起的相位变化之外还发生相位变化。基于多个波长，频率扫描或使用多相机系统等方法可以测量振动和动态运动，但这些方法需要复杂且昂贵的光学布置。

发明内容

为了解决上述至少一个技术问题，本发明的目的在于提供一种单步相移电子散斑干涉测量方法、系统、装置和介质。

本发明所采取的技术方案是：一方面，本发明实施例包括一种单步相移电子散斑干涉测量方法，包括：

采集被测物体的电子散斑图像；

从第一时刻采集所得的所述电子散斑图像中提取一幅第一相移图像；

从第二时刻采集所得的所述电子散斑图像中提取一幅第二相移图像；

对第一相移图像和第二相移图像进行插值计算；

根据插值计算的结果，生成所述第一相移图像的至少一幅子图像；

根据插值计算的结果，生成所述第二相移图像的至少一幅子图像；

对第一相移图像、第一相移图像的子图像、第二相移图像和第二相移图像的子图像进行分析，计算并提取得到第一时刻与第二时刻之间的相位差；所述相位差用于描述被测物体的表面位移的变化。

进一步地，所述对第一相移图像和第二相移图像进行插值计算这一步骤，具体包括：

从所述电子散斑图像中提取前相移图像组和后相移图像组；所述前相移图像组包括在目标相移图像之前提取得到的多幅相移图像，所述后相移图像组包括在目标相移图像之后提取得到的多幅相移图像；所述目标相移图像分别为第一相移图像和第二相移图像；

利用提取得到的所述前相移图像组和所述后相移图像组，进行插值计算。

进一步地，所述插值计算是通过以下公式执行的：