本发明涉及光学测量,更具体的涉及一种透镜面型重建方法及装置。
背景技术:
1、光学镜头表面形貌的测量技术已经在多个领域中得到广泛应用,包括光学设计、制造、质量控制和科研等。传统的光学镜头表面形貌测量方法主要依赖于光学干涉和机械触发的方法。现有的光学镜头表面形貌测量方法中存在多方面的缺陷:适用性有限、测量角度和范围受限等。其中,光学干涉测量方法需要高精度设备且处理繁琐,机械触发测量放法容易损伤镜头且扫描速度慢。
2、综上所述,现有的测量方法针对复杂形状和大倾斜角的镜头时,存在测量效果不佳以及对操作环境要求严格的问题。
技术实现思路
1、本发明实施例提供一种透镜面型重建方法及装置,用于解决现有的测量方法针对复杂形状和大倾斜角的镜头时,存在测量效果不佳以及对操作环境要求严格的问题。
2、本发明实施例提供一种透镜面型重建装置,包括双目系统,待测透镜,光学隔振平台,光束整形系统,激光器和电位移台;
3、待测透镜,其位于所述光学隔振平台的上方,用于在激光的照射下产生丁达尔散射光束;
4、双目系统,两对所述双目系统对称设置在所述光学隔振平台内部和外侧,均与所述待测透镜之间的距离相等,其用于从所述待测透镜的入射面方向或出射面方向拍摄散射图像;
5、电位移台,其通过轨道设置在所述光学隔振平台的下侧;
6、激光器,其设置在所述电位移台上,在所述电位移台的作用下沿预设路线移动并实现对所述待测透镜的多角度、多位置的激光照射;
7、光束整形系统,其设置在所述激光器上,用于对来自所述激光器的激光进行整形。
8、优选地,所述双目系统包括第一双目系统和第二双目系统;
9、所述第一双目系统设置在所述光学隔振平台的上方一侧,用于从所述待测透镜的出射面拍摄丁达尔散射图像;
10、所述第二双目系统设置在所述光学隔振平台的内部,且所述第二双目系统和所述第一双目系统对称,用于从所述待测透镜的入射面拍摄丁达尔散射图像。
11、优选地,所述激光器为短波激光器,其波长为450nm。
12、优选地,所述轨道由两个正交轨道组成;或者
13、所述轨道由两个正交轨道和旋转轴组成;或者
14、所述轨道由两个正交轨道和云台组成。
15、本发明实施例还提供一种透镜面型重建方法,包括:
16、对双目系统的相对位置进行标定,调整激光器发射角度及光束整形系统,以使激光光束束腰位置与待测透镜的中心位置重合;
17、对所述双目系统获取的待测透镜的出射面散射图像和入射面散射图像进行预处理,根据特征点提取匹配算法,对预处理后的所述出射面散射图像的出射端点和所述入射面散射图像的入射端点进行提取和匹配,得到出射端点坐标和入射端点坐标,根据所述双目系统的相对位置,将所述出射端点坐标和所述入射端点坐标统一到世界坐标系下;
18、控制电动位移台带动所述激光器在预设轨道上移动,以使激光光束在所述双目系统的镜头上按照设定方式进行扫描,所述双目系统获取待测透镜不同位置的扫描散射图像;
19、根据所述扫描散射图像的特征点得到点云数据,对所述点云数据进行处理、特征提取、拟合和重建,得到所述待测透镜的三维面型模型。
20、优选地,所述设定扫描方式包括点扫描、线扫描、面扫描;
21、所述以使激光光束在所述双目系统的镜头上按照设定方式进行扫描,具体包括:
22、在所述双目系统的镜头上选择一个基准点,通过控制所述电动位移台的移动,以使激光光束围绕所述基准点进行一定范围的扫描,所述双目系统获取扫描散射图像;
23、完成基准点扫描之后,通过控制所述电动位移台沿某一轴方向移动,以使激光光束沿某一轴方向扫描,所述双目系统获取一条线上的扫描散射图像,逐步完成整个镜头的扫描。
24、优选地,所述预设轨道包括:双正交轨道、双正交轨道及旋转轴、双正交轨道及云台;
25、所述控制电动位移台带动所述激光器在预设轨道上移动,具体包括:
26、当所述电动位移台带动所述激光器在双正交轨道上移动时,激光光束的扫描顺序沿x或y轴方向逐点移动完成一条线的扫描,所述双目系统获取一条线上的扫描散射图像,逐步完成整个镜头的扫描;
27、所述电动位移台带动所述激光器在双正交轨道及旋转轴上移动时,通过所述旋转轴调节所述激光器的入射角度,以使所述双目系统在不同角度获取扫描散射图像;
28、所述电动位移台带动所述激光器在双正交轨道及云台上移动时,通过所述云台调节所述激光器的入射角度,以使所述激光光束能够覆盖到镜头表面的每个部分。
29、本发明实施例提供本发明实施例提供一种计算机设备,所述计算机设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行上述任意一项所述透镜面型重建方法。
30、本发明实施例提供一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,使得所述处理器执行上述任意一项所述透镜面型重建方法。
31、本发明实施例提供的透镜面型重建装置及方法,该装置包括双目系统,待测透镜,光学隔振平台,光束整形系统,激光器和电位移台;待测透镜,其位于所述光学隔振平台的上方,用于在激光的照射下产生丁达尔散射光束;双目系统,两对所述双目系统对称设置在所述光学隔振平台内部和外侧,均与所述待测透镜之间的距离相等,其用于从所述待测透镜的入射面或出射面拍摄散射图像;电位移台,其通过轨道设置在所述光学隔振平台的下侧;激光器,其设置在所述电位移台上,在所述电位移台的作用下沿预设路线移动并实现对所述待测透镜的多角度、多位置的激光照射;光束整形系统,其设置在所述激光器上,用于对来自所述激光器的激光进行整形。通过预设结构和位置搭建透镜面型重建装置,该装置中采用短波激光束照射待测透镜,以使待测透镜产生丁达尔效应散射光,并通过双目系统捕捉入射面方向和出射面方向的散射光场分布图像,结合特征点提取和匹配算法,实现对透镜面型的高精度重建;其克服了传统测量装置中测量角度受限的问题,能够对大倾斜角的自由曲面透镜进行不同角度的测量;通过调整设置激光的电位移台,可以实现激光光束多角度、多位置的激光照射,同时,通过调整设置光学隔振平台内外的双目系统实现对待测透镜的图像捕捉,能够对待测透镜的上表面和下表面进行同时测量,可以适用于复杂结构的自由曲面透镜的测量;该装置利用丁达尔效应散射光特性,简化了待测透镜面形测量过程,同时也提升了待测透镜面型检测效率。
1.一种透镜面型重建装置,其特征在于,包括双目系统,待测透镜,光学隔振平台,光束整形系统,激光器和电位移台;
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述双目系统包括第一双目系统和第二双目系统;
3.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述激光器为短波激光器,其波长为450nm。
4.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述轨道由两个正交轨道组成;或者
5.一种透镜面型重建方法,其特征在于,包括:
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述设定扫描方式包括点扫描、线扫描、面扫描;
7.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述预设轨道包括:双正交轨道、双正交轨道及旋转轴、双正交轨道及云台;
8.一种计算机设备,其特征在于,所述计算机设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行如权利要求5-7任意一项所述透镜面型重建方法。
9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,使得所述处理器执行如权利要求1-7任意一项所述透镜面型重建方法。
