[发明专利]一种基于定位标记的计算机可视化子孔径拼接方法

说明书

一种基于定位标记的计算机可视化子孔径拼接方法，包括：根据平面镜口径、形状以及干涉仪检测口径划分待测子孔径的数量和位置；所有子孔径的并集完全覆盖整个平面镜镜面区域，且至少确保每个子孔径都存在重叠区域；根据划分的子孔径位置，确定出所有的子孔径的重叠区域，在重叠次数中做定位标记点；使用干涉仪对每个子孔径进行面形检测，并获取定位标记点的面形数据；利用每个子孔径上定位标记点的面形数据，对所有子孔径的面形检测结果进行定位；采用最小二乘法对子孔径面形数据进行贴合。

技术领域

本发明涉及一种基于定位标记的计算机可视化子孔径拼接方法，用于大口径平面镜面形高精度检测，属于先进光学制造与检测领域。

背景技术

在航天光学系统中，常常要用到平面反射镜。随着空间探测器分辨率的不断提高，平面反射镜的口径越来越大，从而给镜子的加工测量带来了一系列问题。目前，高精度平面镜检测的主要方法是利用干涉仪检测，但是干涉仪可测量的口径不能大于其参考镜头的口径，导致大口径平面镜的测量成为传统干涉测量的一个难题。尤其针对目前航天遥感动辄1米以上口径的超大平面镜需求，而市面上大口径干涉仪往往不超过口径800mm，并且价格成本高昂，根本满足不了超大口径平面镜的加工检测需求。

子孔径拼接干涉测量方法基于“以小拼大”的思想，将大口径镜面划分为若干相互重叠的子孔径，每个子孔径可用标准干涉仪进行测量，并通过适当的算法将各个子孔径测量结果拼接到一起，获得全口径上的面形误差分布。但目前市面上的子孔径拼接技术对子孔径检测操作过程中的定位精确度要求较高，往往需要配合精确标定的导轨和升降装置，以及成本较高的激光跟踪仪进行子孔径空间方位标定，成本高昂且操作复杂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，解决了大口径平面镜的检测困难问题。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种基于定位标记的计算机可视化子孔径拼接方法，包括：

根据平面镜口径、形状以及干涉仪检测口径划分待测子孔径的数量和位置；所有子孔径的并集完全覆盖整个平面镜镜面区域，且至少确保每个子孔径都存在重叠区域；

根据划分的子孔径位置，确定出所有的子孔径的重叠区域，在重叠次数中做定位标记点；

使用干涉仪对每个子孔径进行面形检测，并获取定位标记点的面形数据；

利用每个子孔径上定位标记点的面形数据，对所有子孔径的面形检测结果进行定位；采用最小二乘法对子孔径面形数据进行贴合。

优选的，在进行待测子孔径的数量和位置划分时，使子孔径之间的重叠面积最大，且子孔径数目尽量少。

优选的，当所有子孔径有共同的重叠区域时，仅在该共同重叠区域中采用三点式标记；否则在每个重叠区域内多的区域均采用三点式标记。

优选的，每个定位标记点口径为3～7个像素。

优选的，使用干涉仪对每个子孔径进行面形检测时，允许使用位移调整台对平面镜进行位置平移调整，以保证干涉仪采集的子孔径位置。

优选的，通过使用位移调整台对平面镜进行位置平移调整时，只采用平移操作或旋转的操作精度优于1°。

优选的，对所有子孔径的面形检测结果进行定位；采用最小二乘法对子孔径面形数据进行贴合的方法为：

a、根据干涉仪检查分辨率和平面镜镜面的全口径尺寸，计算出平面镜镜面全口径行列像素数，并根据行列像素数生成空白的拼接面板；

b、加载一个子孔径面形到拼接面板，调整该子孔径面形在拼接面板的方位，并将该子孔径面形固定在拼接面板上；

c、加载一个与上述子孔径面形存在重叠的子孔径面形到拼接面板；