一种相位误差补偿方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106170679A(43)申请公布日2016.11.30(21)申请号201580008066.8(51)Int.Cl.(22)申请日2015.09.02G01B11/25(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日2016.08.22(86)PCT国际申请的申请数据PCT/CN2015/0888782015.09.02(71)申请人深圳大学地址518060广东省深圳市南山区南海大道3688号(72)发明人刘晓利蔡泽伟彭翔何文奇姜昊(74)专利代理机构深圳中一专利商标事务所44237代理人张全文权利要求书3页说明书8页附图3页(54)发明名称一种相位误差补偿方法及装置(57)摘要一种相位误差补偿方法及装置，包括：通过相移轮廓术测量系统获取条纹序列图(S101)；基于希尔伯特变换将所述条纹序列图由空域变换到希尔伯特变换域(S102)；基于最小二乘相移法，分别对空域和希尔伯特变换域的所述条纹序列图求解相位，得到空域的相位图和希尔伯特变换域的相位图(S103)；对所述空域的相位图和所述希尔伯特变换域的相位图进行平均，得到平均相位，利用所述平均相位进行相位误差补偿(S104)。本发明具有自补偿机制，无需额外的辅助条件，满足基于相移轮廓术的高速、高精度、高普适性的三维数字成像和测量要求。CN106170679ACN106170679A权利要求书1/3页1.一种相位误差补偿方法，其特征在于，包括：通过相移轮廓术测量系统获取条纹序列图；基于希尔伯特变换将所述条纹序列图由空域变换到希尔伯特变换域；基于最小二乘相移法，分别对空域和希尔伯特变换域的所述条纹序列图求解相位，得到空域的相位图和希尔伯特变换域的相位图；对所述空域的相位图和所述希尔伯特变换域的相位图进行平均，得到平均相位，利用所述平均相位进行相位误差补偿。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，获取到的所述条纹序列图如下：其中，是相移轮廓术测量系统输出的条纹序列中第n幅相移图的强度，A是条纹背景强度，B是条纹调制强度，φ是经待测表面调制的真实相位，B0是直流分量，Bk是k阶谐波的强度大小，δn＝2π(n-1)/N是第n幅相移图的相移量，N是相移轮廓术测量系统所使用的相移轮廓术的相移步数，φn＝φ+δn是调制的相移相位，γ是系统的gamma系数，表征系统的非线性效应。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于希尔伯特变换将所述相移条纹序列图由空域变换到希尔伯特变换域包括：通过将所述相移条纹序列图由空域变换到希尔伯特变换域，其中，H(g)表示希尔伯特变换，是相移轮廓术测量系统输出的条纹序列中第n幅相移图在所述变换后的强度。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于最小二乘相移法，分别对空域和希尔伯特变换域的所述条纹序列图求解相位，得到空域的相位图和希尔伯特变换域的相位图包括：利用对空域的所述条纹序列图求解相位；利用对希尔伯特变换域的所述条纹序列图求解相位，其中，φC为在空域中对所述条纹序列图求解得到的相位，φHC为在希尔伯特变换域中对所述条纹序列图求解得到的相位。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述空域的相位图和所述希尔伯特变换域的相位图进行平均包括：2CN106170679A权利要求书2/3页通过对所述空域的相位图和所述希尔伯特变换域的相位图进行平均，其中，φM是所述平均之后得到的平均相位。6.一种相位误差补偿装置，其特征在于，包括：获取单元，用于通过相移轮廓术测量系统获取条纹序列图；变换单元，用于基于希尔伯特变换将所述条纹序列图由空域变换到希尔伯特变换域；求解单元，用于基于最小二乘相移法，分别对空域和希尔伯特变换域的所述条纹序列图求解相位，得到空域的相位图和希尔伯特变换域的相位图；相位误差补偿单元，用于对所述空域的相位图和所述希尔伯特变换域的相位图进行平均，得到平均相位，利用所述平均相位进行相位误差补偿。7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取单元获取到的所述条纹序列图如下：其中，是相移轮廓术测量系统输出的条纹序列中第n幅相移图的强度，A是条纹背景强度，B是条纹调制强度，φ是经待测表面调制的真实相位，B0是直流分量，Bk是k阶谐波的强度大小，δn＝2π(n-1)/N是第n幅相移图的相移量，N是相移轮廓术测量系统所使用的相移轮廓术的相移步数，φn＝φ+δn是调制的相移相位，γ是系统的gamma系数，表征系统的非线性效应。8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述变换单元具体用于：通过将所述相移条纹序列图由空域变换到希尔伯特变换域，其中，H(g)表示希尔伯特变换，是相移轮廓术测量系统输出的条纹序列中第n幅相移图在所述变换后的强度。9.如权利要求8所述的装置，其特征在于