[发明专利]基于单幅正交栅线的宏微观三维变形测量方法

权利要求书

1.一种基于单幅正交栅线的宏微观三维变形测量方法，其特征在于，该方法包括：

(1)在待测物体的表面制作具有特定频率的正交栅线形成所述待测物体表面，根据待测物体的尺寸及三维变形量的大小范围，选择图像采集仪器，通过调整图像采集仪器对所述待测物体表面的参数，使所述待测物体表面待测区域的正交栅线在图像采集仪器焦距范围内；

(2)旋转调整试样台的仰俯，按照旋转轴须与正交栅线中某一栅线方向平行的原则，使试样台倾斜一个角度β，并调整所述图像采集仪器对所述待测物体表面的参数，使所述待测物体表面待测区域的正交栅线在图像采集仪器焦距范围内，得出所述待测物体表面待测区域的变形前后的正交栅线；

(3)对(2)中得到的变形前后的每一幅正交栅线，经傅里叶变换和逆傅立叶变换进行解耦，得到栅线方向与旋转轴平行的单向栅线，同时得出栅线方向与旋转轴垂直的单向栅线；

(4)将(3)中所述解耦后得到的不同方向的单向栅线进行位移计算，得出变形前且所述栅线方向与旋转轴垂直的单向栅线的位移场A，变形后所述栅线方向与旋转轴垂直的单向栅线位移场B，以及变形后所述栅线方向与旋转轴平行的单向栅线位移场C；

(5)根据(4)中所述得到的位移场A和B、C，利用

h(x,y)=C-B cosβsinβϵ(x,y)=B2+C2-2BC cosβ-AsinβAsinβ]]>

得到被测物体的高度h_(x，y)和面内真实应变值ε_(x，y)。

2.根据权利要求1所述的基于单幅正交栅线的宏微观三维变形测量方法，其特征在于，所述特定频率的正交栅线，进一步为：根据所述待测物体以及该待测物体的变形尺寸范围确定，当变形在微米尺度时，选用频率为大于等于10线/毫米的正交栅线，当变形在纳米尺度时，选用频率为大于等于1000线/毫米的正交栅线。

3.根据权利要求1所述的基于单幅正交栅线的宏微观三维变形测量方法，其特征在于，所述图像采集仪器，进一步为：

根据待测物体的尺寸及三维变形量的大小范围是宏观、微观或纳观尺度决定，对应采取的所述图像采集仪为电荷耦合器件相机及对离面变形不敏感的物方远心/双远心镜头、超景深镜头的光学显微镜或电子显微镜。

4.根据权利要求1所述的基于单幅正交栅线的宏微观三维变形测量方法，其特征在于，所述待测物体表面的参数，进一步为：物方远心/双远心镜头的焦距、超景深镜头的光学显微镜的焦距和电子显微镜的工作距离。

5.根据权利要求1所述的基于单幅正交栅线的宏微观三维变形测量方法，其特征在于，所述单向栅线位移场C，进一步为：所述待测物体表面的高度信息与面内变形耦合的位移场。