基于仿真模型的數(shù)字激光散斑圖像L型梯度位移檢測法研究.pdf

1、散斑現(xiàn)象普遍存在于光學成像的過程中，由于激光的高度相干性，散斑的現(xiàn)象就更加明顯。在研究的過程中可以發(fā)現(xiàn)了散斑攜帶了光束和光束所通過或反射的物體的信息。若處在激光散射場中的散射體發(fā)生變化，通過獲取變換前后的散斑光強分布，就可以精確測出散射體的變化量。散斑這一特征的發(fā)現(xiàn)引發(fā)了基于激光散斑的微位移測量、變形測量、振動測量等方面的研究。 本文對動態(tài)激光散斑進行了建模仿真研究，建立了有效實用的模型，可以隨意調(diào)節(jié)產(chǎn)生散斑的偏振態(tài)、光強分布和

2、散斑大??；提出一種激光散斑圖像位移測量的方法，給出了原理、實驗步驟和實驗結(jié)果，并總結(jié)了該算法的特點。 本文的主要工作和內(nèi)容如下： 1、通過對激光散斑圖像模型的研究，本文給出了一種仿真算法，分析并建立了激光散斑的產(chǎn)生模型。利用隨機向量抽樣法模擬產(chǎn)生高斯相關(guān)隨機表面，利用模型模擬了在夫瑯和費面上的散斑場；通過平移和加噪聲，模擬產(chǎn)生了動態(tài)激光散斑圖像序列，統(tǒng)計特性顯示，模擬的散斑場是對實際散斑場很好的近似。 2、本文提

3、出了L型梯度位移檢測法，實驗及理論分析表明本算法具有檢測精度高、計算速度快、采樣面積小的特點。采樣面積相同的情況下，本方法的檢測精度是一維梯度算法的3倍以上，是矩形梯度算法的2倍以上，在運算量方面，本方法與矩形梯度算法相當，只有一維梯度算法的1/25。 3、給出了一種面向芯片設(shè)計的激光散斑圖像位移測量方案，該方案針對L型梯度位移檢測算法，從散斑圖像的統(tǒng)計特性入手，分析了影響檢測精度的因素，為芯片設(shè)計的最小采樣面積的選定提供了理論