專利名稱：一種激光測(cè)厚方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)厚裝置和方法領(lǐng)域，具體涉及一種基于CXD及嵌入式ARM算法處理的激光測(cè)厚方法。
背景技術(shù)：
在人類的日常生活中，測(cè)量占據(jù)了舉足輕重的地位。隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的高速發(fā)展，人們對(duì)測(cè)量要求也越來越高，并開始向著高速、高精度、小型化、智能化等方面發(fā)展。尤其是在科技高速發(fā)展的今天，對(duì)零件尺寸測(cè)量精度要求越來越高?；诰€陣CCD的非接觸式光學(xué)測(cè)量方法相對(duì)于傳統(tǒng)的的測(cè)量方法，如接觸測(cè)量、超聲波測(cè)量、X射線測(cè)量等，具有非接觸、精度高、響應(yīng)速度快、適應(yīng)性強(qiáng)、功耗低等特點(diǎn)，在質(zhì)量控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。因此對(duì)非接觸式光學(xué)測(cè)量的精度要求也越來越高。而傳統(tǒng)的非接觸式光學(xué)測(cè)量方法的測(cè)量精度主要取決于CXD的像元大小，易于受到CXD像元大小的限制，通過提高CXD像元來提高測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量精度的代價(jià)相當(dāng)高昂，為此人們提出了用圖像處理軟件算法來提高測(cè)量精度的亞像素光斑中心定位技術(shù)。但是圖像處理算法由于執(zhí)行速度慢，實(shí)時(shí)性差，難以應(yīng)用于實(shí)時(shí)在線測(cè)量中，不利于應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。國內(nèi)在激光測(cè)厚儀市場(chǎng)上的潛在的年需求在千臺(tái)以上，市場(chǎng)潛力很大，可惜目前市場(chǎng)上還是以國外的產(chǎn)品為主，國內(nèi)對(duì)基于CCD的位移測(cè)量系統(tǒng)的研究大都還停留在實(shí)驗(yàn)室階段。對(duì)于激光測(cè)厚系統(tǒng)的研究，不僅能夠減少外匯的流失，同時(shí)能夠帶動(dòng)其他相關(guān)周邊產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。例如，公開號(hào)為CN 1363820 A的中國發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種短脈沖激光超聲精確測(cè)厚方法及裝置，測(cè)厚方法是利用超快的短脈沖激光束在待測(cè)樣品前表面激發(fā)聲波，聲波傳到后表面時(shí)，引起樣品后表面發(fā)生形變，另一束從樣品后表面反射的探測(cè)光會(huì)由于這次形變而發(fā)生第一次偏轉(zhuǎn)；聲脈沖到達(dá)后表面后又從后表面向前表面反射，再從前表面反射回后表面，完成一個(gè)反射周期，這時(shí)探測(cè)光就會(huì)探測(cè)到時(shí)間上有一定延遲的第二次偏轉(zhuǎn)；兩次偏轉(zhuǎn)的時(shí)間差乘以聲波在樣品中的傳播速度，再除以二就是樣品的厚度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種激光測(cè)厚方法及裝置，基于C⑶及嵌入式ARM算法處理，速度快、精度高，能夠?qū)崿F(xiàn)在線測(cè)量。一種激光測(cè)厚方法，包括如下步驟:(I)采集基準(zhǔn)面所返回的激光光斑的圖像數(shù)據(jù)；(2)對(duì)所述激光光斑的圖像數(shù)據(jù)按如下公式進(jìn)行粗定位，
2 h(x) = f (x)*g(x) (2) h (xi) = max (h (x)) (3)
其中，σ I是g(x)的標(biāo)準(zhǔn)差，χ為像素點(diǎn)，Xi為粗定位得到的光斑中心像素點(diǎn)；(3)以Xi為中心確定一單峰區(qū)域，對(duì)單峰區(qū)域內(nèi)的若干個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)按如下公式進(jìn)行細(xì)定位，
權(quán)利要求
1.一種激光測(cè)厚方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)采集基準(zhǔn)面所返回的激光光斑的圖像數(shù)據(jù)； (2)對(duì)所述激光光斑的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后，按如下公式進(jìn)行粗定位，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光測(cè)厚方法，其特征在于，步驟(5)中由位移z計(jì)算出待測(cè)物體的厚度y的公式如下:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光測(cè)厚方法，其特征在于，步驟(3)中對(duì)以Xi為中心的單峰區(qū)域內(nèi)的3 5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行細(xì)定位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光測(cè)厚方法，其特征在于，步驟(I)中的預(yù)處理為對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光測(cè)厚方法，其特征在于，所述濾波處理采用SUSAN濾波算法。
6.一種實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1所述激光測(cè)厚方法的激光測(cè)厚裝置，包括CCD信號(hào)采集系統(tǒng)和ARM信號(hào)處理系統(tǒng)，CXD信號(hào)采集系統(tǒng)與ARM信號(hào)處理系統(tǒng)之間連接有一通信總線；其特征在于， 所述C⑶信號(hào)采集系統(tǒng)包括: CCD圖像采集器，用于根據(jù)來自SPI通信從機(jī)模塊的指令采集待測(cè)物體的光斑圖像數(shù)據(jù)，并將該光斑圖像數(shù)據(jù)傳輸給SPI通信從機(jī)模塊； SPI通信從機(jī)模塊，用于將來自ARM信號(hào)處理系統(tǒng)的指令傳輸給CCD圖像采集器，還用于接收CCD圖像采集器發(fā)送的光斑圖像數(shù)據(jù)并傳輸給ARM信號(hào)處理系統(tǒng)； 所述ARM信號(hào)處理系統(tǒng)包括: SPI通信主機(jī)模塊，用于將顯示器輸入的指令傳輸給SPI通信從機(jī)模塊，還用于接收來自SPI通信從機(jī)模塊的光斑圖像數(shù)據(jù)并傳輸給SARM存儲(chǔ)器； SRAM存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)來自所述SPI通信主機(jī)模塊的光斑圖像數(shù)據(jù)，以供中央處理器調(diào)?。? 中央處理器，用于從SRAM存儲(chǔ)器中調(diào)取光斑圖像數(shù)據(jù)，并對(duì)該光斑圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行如權(quán)利要求I中步驟(2) 步驟(5)所述的處理，并將處理結(jié)果通過顯示器顯示出來； 顯示器，用于輸入指令以啟 動(dòng)C⑶信號(hào)采集系統(tǒng)，還用于顯示中央處理器的處理結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種激光測(cè)厚方法及裝置，方法包括如下步驟(1)采集基準(zhǔn)面所返回的激光光斑的圖像數(shù)據(jù)；(2)對(duì)所述激光光斑的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后，再進(jìn)行粗定位，得到粗定位后的光斑中心像素點(diǎn)xi；(3)以xi為中心確定一單峰區(qū)域，對(duì)單峰區(qū)域內(nèi)的若干個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行細(xì)定位，得到細(xì)定位后的光斑中心，記為x1；(4)再次采集待測(cè)物體所返回的激光光斑的圖像數(shù)據(jù)，重復(fù)步驟(2)和(3)得到待測(cè)物體的細(xì)定位后的光斑中心，記為x2，待測(cè)物體和基準(zhǔn)面的光斑中心的位移z=|x1-x2|；(5)根據(jù)位移z計(jì)算出待測(cè)物體的厚度y。本發(fā)明基于CCD及嵌入式ARM算法處理，速度快、精度高，能夠?qū)崿F(xiàn)在線測(cè)量。
文檔編號(hào)G01B11/06GK103217120SQ201310094889
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月22日
發(fā)明者黃靜, 章涵博 申請(qǐng)人:浙江理工大學(xué)