[发明专利]一种基于概率分布函数的相移误差检测方法

说明书

本发明公开了一种基于概率分布函数的相移误差检测方法，获取实际的截断相位分布，并计算出对应的PDF曲线；将所述PDF曲线与事先建立的模拟曲线数据库进行相关运算，找到所述模拟曲线数据库中与所述PDF曲线相关度最大的模拟曲线，所述相关度最大的模拟曲线的相移误差作为检测出的相移误差。利用本方法检测出的相移误差与实际相移误差非常接近，通过缩短建立模拟曲线数据库时的采样间隔，还能进一步减少检测误差。

技术领域

本发明涉及相移干涉测量领域，特别涉及一种基于概率分布函数的相移误差检测方法。

背景技术

相移干涉测量法是一种高精度的光学相位测量技术，是光学表面面型检测的重要手段之一。现在通用的实现相移的方法主要有机械式和波长调谐式两种，机械式一般采用推动压电陶瓷(PZT)、旋转偏振器件(波片、偏振片)、移动衍射光栅或者倾斜平板等手段来实现相位调制。其中推动压电陶瓷(PZT)产生相移应用最为广泛。波长调谐式则是通过光源频率的改变来实现相位调制，其光源采用波长可调谐激光器。这两种相移方式都存在一定的相移误差，包括初始相移误差和由于硬件老化等原因导致的相移误差等，相移误差被认为是影响测量精度的主要误差之一。因此，要实现高精度的三维面形测量，就必须进行精确相移量的标定。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中相移干涉测量法测量相移存在相移误差的问题，提供一种基于概率分布函数的相移误差检测方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种基于概率分布函数的相移误差检测方法，其特征在于，N步相移干涉测量产生N-1个相移误差，N大于等于3，所述相移误差的检测方法包括：

步骤一、获取实际的截断相位分布，并计算出对应的PDF曲线；

步骤二、将所述PDF曲线与事先建立的模拟曲线数据库进行相关运算，找到所述模拟曲线数据库中与所述PDF曲线相关度最大的模拟曲线，该模拟曲线的相移误差作为检测出的相移误差。

优选的，所述模拟曲线数据库的建立方法：

在设定区间内模拟产生一系列不同相移误差情况下的PDF曲线，并建立模拟曲线数据库。

优选的，所述步骤一包括：

获取N幅相移图片,描述所述相移图片中像素的光强，再根据N步相移干涉测量理想情况下的相移量，得到带有相移误差的截断相位；

根据带有相移误差的截断相位得到对应的所述PDF曲线。

优选的，第n幅所述相移图片中像素的光强I_n(x,y)：

其中，A(x,y)，B(x,y)分别表示背景光强和调制度，是待测的初始相位，δ_n是相移，并且δ₀＝0。

优选的，将检测N步相移干涉测量的相移误差的过程分解为检测个三步相移干涉测量的相移误差。

优选的，所述三步相移干涉测量的相移误差检测方法包括：

S1获取三幅相移图片,描述所述相移图片中像素的光强，再根据三步相移干涉测量理想情况下的相移量，得到有误差的截断相位；

根据有误差的截断相位得到对应的三步相移干涉测量PDF曲线；

S2将所述三步相移干涉测量PDF曲线与事先建立的三步相移干涉测量模拟曲线数据库进行相关运算，找到所述三步相移干涉测量模拟曲线数据库中与所述三步相移干涉测量PDF曲线相关度最大的模拟曲线，该模拟曲线的相移误差作为检测出的相移误差。