[发明专利]点衍射干涉三维定位方法、电子设备及点衍射干涉装置

说明书

本申请公开了一种点衍射干涉三维定位方法，包括步骤如下：搭建神经网络模型；采集被测目标的干涉图像；根据干涉图像重构出被测目标所在位置的相位差矩阵；将相位差矩阵输入进神经网络模型中进行计算处理，得到被测目标的空间三维坐标。该方法解决了由测量设备的误差导致测量准确率低、测量精度不够高、测量效率低下等问题，且具有很好的通用性。本申请还公开了能够实现上述方法的电子设备及点衍射干涉装置，能够实现高精度、高效率的三维定位。

技术领域

本申请属于测量技术领域，具体涉及点衍射干涉三维定位方法、电子设备及点衍射干涉装置。

背景技术

精密定位测量技术是现代制造业与仪器测量领域为了满足产品制造工艺的重要技术手段。随着精密制造技术的不断发展，制造业对测量精度以及测量速度要求的提高，三维定位测量技术得到了广泛的研究与发展，尤其在工业制造、空间探测、逆向工程等领域方面，物体的三维定位起到主要作用，被广泛应用于定位、尺寸测量和逆向工程等领域。近年来，测量技术和点衍射干涉技术发展迅速，传统的基于PZT移相的点衍射干涉三维测量系统易受外界环境干扰。

现有技术中，中国专利申请公布号CN110160443A公开了一种名称为“一种用于瞬态三坐标测量的光纤点衍射干涉装置及方法”的发明专利申请文件，该专利采用数字偏振相机与点衍射干涉相结合的光路结构，利用偏振相机前置的偏振片阵列透光轴方向的改变可以同时获得四步移相的干涉图，省去了PZT移相器，以实现瞬态三维坐标的测量。

发明人在实现本申请实施例的过程中，发现上述技术至少存在以下缺陷：

原有专利在瞬态三维坐标的测量上受硬件条件限制，如点衍射干涉测头倾斜调整误差，偏振相机视场误差等，导致测量的瞬态三维坐标的准确率低，精度不够高，且测量时还存在计算速度慢导致测量效率低下的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提出一种点衍射干涉三维定位方法、电子设备及点衍射干涉装置，解决了现有技术中针对基于偏振瞬态移相的三维定位点衍射干涉系统的精度不够高的问题。

根据本发明的目的提出的一种点衍射干涉三维定位方法，包括步骤如下：搭建神经网络模型；采集被测目标的干涉图像；根据所述干涉图像重构出所述被测目标所在位置的相位差矩阵；将所述相位差矩阵输入进所述神经网络模型中进行计算处理，得到所述被测目标的空间三维坐标。

优选的，搭建神经网络模型包括：构建训练神经网络；通过仿真获取相位差矩阵ϕ_train及其对应的坐标真值X_predict；将相位差矩阵ϕ_train输入到所述训练神经网络中，通过所述训练神经网络获得训练坐标值X_train；将所述坐标真值与训练坐标值进行对比；获得对比误差，并根据所述对比误差改变所述训练神经网络的至少部分参数；使所述对比误差逐渐减小，直到所述对比误差小于等于误差阈值。

优选的，获得对比误差，并根据所述对比误差改变所述训练神经网络的至少部分参数为：建立损失函数，所述损失函数L(X_train)在迭代过程中对所述训练神经网络中神经元的权值和偏置参数进行逐层更新，使得所述损失函数L(X_train) 小于等于误差阈值。