[发明专利]一种物体动态三维变形的实时测量方法

摘要

本发明公开了激光测量技术领域中的一种物体动态三维变形的实时测量方法。本发明将面内X方向测量子系统、面内Y方向测量子系统和离面Z方向测量子系统的散斑图成像于CCD上，对CCD获得的散斑图进行傅立叶变换，获得频谱图，通过频谱图获得物体基于时间的相位变化量，从而算出基于时间的形变化量，得到整个物体三维的形变量。本发明精简了检测的系统，提高了测量的精度和测量的范围，具有实时测量、三维测量、精确测量、抗干扰性强和应用范围广等特点。

主权项

一种物体动态三维变形的实时测量方法，该方法应用于激光测量装置，该装置包括He‑Ne激光器(1)、偏振控制器(2)、空间滤波器和扩束装置(3)、普通分光镜(4)、第一检偏器(5)、第一远心成像系统(6)、第一平面反射镜(7)、第二检偏器(8)、第一偏振分光棱镜(9)、待测物体(10)、第二偏振分光棱镜(11)、第二平面反射镜(12)、第三平面反射镜(13)、第四平面反射镜(14)、第五平面反射镜(15)、第三检偏器(16)和第二远心成像系统(17)；利用以上组成部分构成的面内X方向测量子系统、面内Y方向测量子系统和离面Z方向测量子系统实现；其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1：He‑Ne激光器(1)输出的偏振光通过偏振控制器(2)后变为含有两个频率的正交线偏振光；步骤2：上述含有两个频率的正交线偏振光经过空间滤波器和扩束装置(3)进行滤波和扩束；并分为以下三个方向的光路：X方向：经过第二偏振分光棱镜(11)进入面内X方向测量子系统；Y方向：经过第二偏振分光棱镜(11)进入面内Y方向测量子系统；Z方向：经过普通分光镜(4)进入离面Z方向测量子系统；步骤3：进入面内X方向测量子系统或面内Y方向测量子系统的含有两个频率的正交线偏振光入射到第二偏振分光棱镜(11)后被分开为两束光；第一束光被第二偏振分光棱镜(11)反射到第二平面反射镜(12)上，经反射后照射在待测物体(10)上；第二束光通过第三平面反射镜(13)和第四平面反射镜(14)改变方向后也照射在待测物体(10)上；照射在待测物体(10)上的两束光通过第五平面反射镜(15)被反射向上通过第三检偏器(16)，经第二远心成像系统(17)发生干涉形成散斑图，将该散斑图成像于CCD上；步骤4：进入离面Z方向测量子系统的含有两个频率的正交线偏振光入射到普通分光镜(4)后，经第一偏振分光棱镜(9)被分开为两束光；第一束光被第一偏振分光棱镜(9)反射通过第二检偏器(8)入射到第一平面反射镜(7)上，被反射后再次通过第二检偏器(8)，在第一偏振分光棱镜(9)处被反射回到普通分光镜(4)处作为参考光；第二束光通过第一偏振分光棱镜(9)后入射到待测物体(10)上发生漫反射，带有物体变形信息的散射光反射回第一偏振分光棱镜(9)并透过其入射到普通分光镜(4)上，该光束作为测量光；参考光和测量光被普通分光镜(4)反射，通过第一检偏器(5)后发生干涉，形成带有物体变形信息的散斑图，第一远心成像系统(6)将散斑图成像于CCD上；步骤5：对CCD获得的散斑图进行傅立叶变换，获得频谱图，通过频谱图获得物体基于时间的相位变化量，从而算出基于时间的形变化量，得到整个物体三维的形变量。