[发明专利]基于共路差分的多面体工件夹角变化激光测量方法与装置

权利要求书

1.一种基于共路差分的多面体工件夹角变化激光测量方法，其特征在于，包括：

步骤1、激光器出射的一束激光，经过准直镜扩束准直成平行光束，平行光束经过起偏器后，得到两正交偏振光S光与P光，S光与P光经分光镜透射后，沿相同轨迹出射；

步骤2、所述相同轨迹出射的S光与P光入射至第一偏振分光镜后，S光被第一偏振分光镜反射、P光被第一偏振分光镜透射；

步骤3、所述第一偏振分光镜的反射光经第一反射镜反射后，变为S′光，S′光经第一偏振分光镜反射后、沿原光路返回，S′经分光镜反射、聚焦透镜聚焦、第二偏振分光镜反射后，成像在第一探测器敏感面上，根据成像坐标计算出包含光线角度漂移量误差的第一反射镜的二维角度信息；

步骤4、所述第一偏振分光镜的透射光经第二反射镜反射后、携带第二反射镜二维角度信息，变为P′光，P′光经第一偏振分光镜透射后、沿原光路返回，P′经分光镜反射、聚焦透镜聚焦、第二偏振分光镜透射后，成像在第二探测器敏感面上，根据成像坐标计算出包含光线角度漂移量误差的第二反射镜二维角度信息；所述第一反射镜与所述第二反射镜分别粘贴在多面体工件的两个面，分别表征了多面体工件两个面型的二维角度；

步骤5、根据所述第一反射镜二维角度信息、所述包含光线角度漂移量误差的第二反射镜二维角度信息，计算得到第一反射镜与第二反射镜相对二维角度变化信息，该相对二维角度变化信息表征了多面体工件两个面型的相对二维角度变化；

步骤6、将由第三偏振分光镜、第三反射镜和第四反射镜组成的校零光学单元移至分光镜与第一偏振分光镜中间，使得沿相同轨迹出射的S光与P光入射至第三偏振分光镜，S光依次被第三偏振分光镜反射、第三反射镜表面反射和第三偏振分光镜反射后，变为S₀光，P光依次被第三偏振分光镜透射、第四反射镜表面反射和第三偏振分光镜透射后，变为P₀光，S₀光与P₀光沿相同轨迹返回分光镜；

步骤7、S₀光依次经分光镜反射、聚焦透镜聚焦和第二偏振分光镜反射后，由第一探测器采集成像，根据成像坐标计算出第一探测器信号漂移量，所述第一探测器信号漂移量包含第一探测器电路漂移量与S₀光经过的光学器件的机械结构稳定性引入的误差；

第一探测器信号漂移量由如下公式计算得出：

α_s＝arctan(x_s/2f)、β_s＝arctan(y_s/2f)

步骤8、P₀光依次经分光镜反射、聚焦透镜聚焦和第二偏振分光镜透射后，由第二探测器采集成像，根据成像坐标计算出第二探测器信号漂移量，所述第二探测器信号漂移量包含第二探测器电路漂移量与P₀光经过的光学器件的机械结构稳定性引入的误差；

第二探测器信号漂移量由如下公式计算得出：

α_p＝arctan(x_p/2f)、β_p＝arctan(y_p/2f)

步骤9、根据所述第一反射镜二维角度信息、所述第二反射镜二维角度信息、所述第一探测器信号漂移量和所述第二探测器信号漂移量，计算得到消除光线角度漂移、电路漂移与机械结构稳定性误差的第一反射镜与第二反射镜相对二维角度变化信息；

第一反射镜与第二反射镜绕x轴的角度变化由如下公式计算得出：

△α＝(α₂-α_p)-(α₁-α_s)

＝arctan(x₂/2f)-arctan(x_p/2f)-arctan(x₁/2f)+arctan(x_s/2f)

第一反射镜与第二反射镜绕y轴的角度变化由如下公式计算得出：

△β＝(β₂-β_p)-(β₁-β_s)

＝arctan(y₂/2f)-arctan(y_p/2f)-arctan(y₁/2f)+arctan(y_s/2f)。