[发明专利]一种提高白光色散共焦三维测量效率的方法

权利要求书

1.一种提高白光色散共焦三维测量效率的方法，实现该方法的装置包括分光光路部分和光谱信息探测器部分，所述分光光路部分包括狭缝(1)、凹球面反射准直镜(2)、反射光栅(3)和凹球面反射聚焦镜(4)，所述光谱信息探测器部分包括设置在凹球面反射聚焦镜(4)聚焦位置的用于将光信号转换为模拟信号的线阵CCD芯片(5)、连接线阵CCD芯片(5)将其模拟信号转换为数字信号的A/D转换芯片(6)以及连接对线阵CCD芯片(5)和A/D转换芯片(6)进行时序控制并接收所述数字信号进行图像处理的FPGA芯片(7)，其特征在于，方法包括：

步骤1，由白光色散共焦测量仪通过光纤传入的复合光先后经过狭缝(1)、凹球面反射准直镜(2)、反射光栅(3)和凹球面反射聚焦镜(4)色散成不同波长的光线；

步骤2，利用布置在凹球面反射聚焦镜(4)聚焦位置的线阵CCD芯片(5)将光信号转换为模拟信号；

步骤3，将所述模拟信号放大后送入A/D转换芯片(6)转换为数字信号；

步骤4，利用FPGA芯片(7)直接接收所述数字信号并图像处理得到光强最强光线所对应的波长信息，通过对波长-物体表面高度的编码执行解码求出物体表面高度；所述FPGA芯片(7)中按流水线布置高斯滤波算法、外包络线提取算法以及峰值提取算法以实现图像处理，在第一个像元的数字信号转换结束后即开始执行高斯滤波算法。

2.根据权利要求1所述的一种提高白光色散共焦三维测量效率的方法，其特征在于，所述图像处理的逻辑延迟时间，即像素值最大的像元所转化的数字信号输入图像处理的时刻到该信号被判定为波峰信号被输出时所花费的时间，加上光谱信息探测器可测最大波长光线聚焦的像元输出时间，小于线阵CCD芯片(5)工作周期时间，即达到实时数据处理。

3.根据权利要求2所述的一种提高白光色散共焦三维测量效率的方法，其特征在于，所述光谱信息探测器可测最大波长光线的波长为800nm。

4.根据权利要求1所述的一种提高白光色散共焦三维测量效率的方法，其特征在于，所述FPGA芯片(7)中，将求出的波长信息传入FIFO缓存，当FIFO为非空时，通过UART串口(8)将波长信息传入上位机，省略FPGA芯片(7)向外部存储器进行像元数据存入/读出过程。