本发明专利技术提供了一种提高激光干涉测量精度的方法和装置，涉及激光干涉的技术领域，包括：利用第一载波条纹和第二载波条纹分别对激光进行干涉，得到第一干涉图和第二干涉图，其中，第一载波条纹的方向与第二载波条纹的方向之间的夹角为直角；分别对第一干涉图和第二干涉图进行傅里叶变换，得到第一频谱图和第二频谱图；分别计算第一频谱图和第二频谱图的相位集中度，得到第一相位集中度和第二相位集中度；基于二分法、第一相位集中度和第二相位集中度，确定出直角内目标方向的载波条纹，并利用目标方向的载波条纹对激光进行干涉，其中，目标方向的载波条纹为直角内相位集中度最大的载波条纹，解决了现有的激光干涉测量的精度较低的技术问题。低的技术问题。低的技术问题。
【技术实现步骤摘要】
一种提高激光干涉测量精度的方法和装置
[0001]本专利技术涉及激光干涉的
，尤其是涉及一种提高激光干涉测量精度的方法和装置。
技术介绍
[0002]激光干涉作为最精密的位移、振动测量技术之一，在工业及科研的很多领域得到了广泛的应用，但市面上激光干涉测振仪一般只为单束激光，仅能够对单点的位移或振动进行测量，若需获取全场信息，一般只能进行单点光束的扫描。但这一方案无法同时得到大范围信息，在一些情况下，扩束后的大光束由于能够同时生成全场干涉条纹而被需要。
[0003]全场的干涉条纹无法使用原有单束激光的简单方法进行处理，现有激光干涉条纹场的处理方法主要分为基于强度和基于相位两种，基于强度的方法有条纹细化图像分割、条纹跟踪技术以及直接基于光强定义处理的方法，但这些方法多需人工对干涉条纹标签或区别，难以实现激光干涉的自动化处理。除了基于强度的方法外，还有一些基于相位的方法，如条纹傅里叶分析、移相干涉技术等，这些技术可直接进行较为简单的处理获取相位，但其中移相干涉技术需拍摄三个相位的图样进行处理，难以进行高频测量，因而，在更多复杂环境下，条纹傅里叶分析技术更加使用。
[0004]条纹傅里叶分析技术最早由Takeda在1982年提出，他将干涉光路中的一路倾斜一个小角度，使得条纹带有细密的干涉条纹，使用细密载波携带待测信息，并最终实现复原。
[0005]现有激光干涉多使用的条纹傅里叶分析技术，在获取干涉条纹时需要引入一细密的载波条纹，但一般在使用中，学者们一般未关注载波条纹的方向，直接进行干涉及处理，这种做法可能会引入较大误差。
[0006]针对上述问题，还未提出有效的解决方案。
技术实现思路
[0007]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种提高激光干涉测量精度的方法和装置，以缓解了现有的激光干涉测量的精度较低的技术问题。
[0008]第一方面，本专利技术实施例提供了一种提高激光干涉测量精度的方法，包括：利用第一载波条纹和第二载波条纹分别对激光进行干涉，得到第一干涉图和第二干涉图，其中，所述第一载波条纹的方向与所述第二载波条纹的方向之间的夹角为直角；分别对所述第一干涉图和所述第二干涉图进行傅里叶变换，得到第一频谱图和第二频谱图；分别计算所述第一频谱图和所述第二频谱图的相位集中度，得到第一相位集中度和第二相位集中度；基于二分法、所述第一相位集中度和所述第二相位集中度，确定出所述直角内目标方向的载波条纹，并利用所述目标方向的载波条纹对所述激光进行干涉，其中，所述目标方向的载波条纹为所述直角内相位集中度最大的载波条纹。
[0009]进一步地，所述相位集中度的计算公式为，为频谱图中的任一像素点与图像中心的距离，，为频谱图中一阶谐振瓣
的幅值最大点，为截至半径。
[0010]进一步地，基于二分法、所述第一相位集中度和所述第二相位集中度，确定出所述直角内目标方向的载波条纹，包括：二分步骤，对所述第一载波条纹的方向与所述第二载波条纹的方向之间的夹角进行二分，得到初始方向；干涉步骤，利用所述初始方向的载波条纹对所述激光进行干涉，得到第三频谱图；计算步骤，计算所述第三频谱图的相位集中度，得到第三相位集中度；确定步骤，确定出所述第一相位集中度、所述第二相位集中度和所述第三相位集中度中最小的相位集中度，并将所述第一相位集中度、所述第二相位集中度和所述第三相位集中度中除所述最小的相位集中度以外的相位集中度确定为目标相位集中度；若所述最小的相位集中度不是所述初始方向的载波条纹对应的相位集中度，则将所述目标相位集中度对应的载波条纹确定为所述第一载波条纹和第二载波条纹，重复执行所述二分步骤、所述干涉步骤、所述计算步骤和所述确定步骤，直至所述目标相位集中度对应的两个载波条纹的方向之间的夹角小于预设夹角，并将所述目标相位集中度中最大相位集中度对应载波条纹确定为所述目标方向的载波条纹。
[0011]进一步地，所述方法还包括：若所述最小的相位集中度为所述初始方向的载波条纹对应的相位集中度，则确定出第二初始方向，其中，所述第二初始方向与所述第一载波条纹的方向和所述第二载波条纹的方向中任一方向之间的夹角为所述直角的补角；将所述补角确定为所述第一载波条纹的方向与所述第二载波条纹的方向之间的夹角，重复执行所述二分步骤、所述干涉步骤、所述计算步骤和所述确定步骤，直至所述目标相位集中度对应的两个载波条纹的方向之间的夹角小于预设夹角，并将所述目标相位集中度中最大相位集中度对应载波条纹确定为所述目标方向的载波条纹。
[0012]进一步地，所述方法还包括：基于预设角度对所述直角和所述补角进行划分，得到多个划分角度；分别确定出各个划分角度对应的相位集中度；将所述各个划分角度对应的相位集中度中最大的划分角度对应的载波条纹，确定为所述目标方向的载波条纹。
[0013]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种提高激光干涉测量精度的装置，包括： 干涉单元，用于利用第一载波条纹和第二载波条纹分别对激光进行干涉，得到第一干涉图和第二干涉图，其中，所述第一载波条纹的方向与所述第二载波条纹的方向之间的夹角为直角；变换单元，用于分别对所述第一干涉图和所述第二干涉图进行傅里叶变换，得到第一频谱图和第二频谱图；计算单元，用于分别计算所述第一频谱图和所述第二频谱图的相位集中度，得到第一相位集中度和第二相位集中度；确定单元，用于基于二分法、所述第一相位集中度和所述第二相位集中度，确定出所述直角内目标方向的载波条纹，并利用所述目标方向的载波条纹对所述激光进行干涉，其中，所述目标方向的载波条纹为所述直角内相位集中度最大的载波条纹。
[0014]进一步地，所述相位集中度的计算公式为，为频谱图中的任一像素点与图像中心的距离，，为频谱图中一阶谐振瓣的幅值最大点，为截至半径。
[0015]进一步地，所述确定单元，用于：二分步骤，对所述第一载波条纹的方向与所述第二载波条纹的方向之间的夹角进行二分，得到初始方向；干涉步骤，利用所述初始方向的载波条纹对所述激光进行干涉，得到第三频谱图；计算步骤，计算所述第三频谱图的相位集中
度，得到第三相位集中度；确定步骤，确定出所述第一相位集中度、所述第二相位集中度和所述第三相位集中度中最小的相位集中度，并将所述第一相位集中度、所述第二相位集中度和所述第三相位集中度中除所述最小的相位集中度以外的相位集中度确定为目标相位集中度；若所述最小的相位集中度不是所述初始方向的载波条纹对应的相位集中度，则将所述目标相位集中度对应的载波条纹确定为所述第一载波条纹和第二载波条纹，重复执行所述二分步骤、所述干涉步骤、所述计算步骤和所述确定步骤，直至所述目标相位集中度对应的两个载波条纹的方向之间的夹角小于预设夹角，并将所述目标相位集中度中最大相位集中度对应载波条纹确定为所述目标方向的载波条纹。
[0016]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种电子设备，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储支持处理器执行上述第一方面中所述方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
[0017]第四方面，本专利技术实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种提高激光干涉测量精度的方法，其特征在于，包括：利用第一载波条纹和第二载波条纹分别对激光进行干涉，得到第一干涉图和第二干涉图，其中，所述第一载波条纹的方向与所述第二载波条纹的方向之间的夹角为直角；分别对所述第一干涉图和所述第二干涉图进行傅里叶变换，得到第一频谱图和第二频谱图；分别计算所述第一频谱图和所述第二频谱图的相位集中度，得到第一相位集中度和第二相位集中度；基于二分法、所述第一相位集中度和所述第二相位集中度，确定出所述直角内目标方向的载波条纹，并利用所述目标方向的载波条纹对所述激光进行干涉，其中，所述目标方向的载波条纹为所述直角内相位集中度最大的载波条纹。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相位集中度的计算公式为，为频谱图中的任一像素点与图像中心的距离，为频谱图中一阶谐振瓣的幅值最大点，为截至半径。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于二分法、所述第一相位集中度和所述第二相位集中度，确定出所述直角内目标方向的载波条纹，包括：二分步骤，对所述第一载波条纹的方向与所述第二载波条纹的方向之间的夹角进行二分，得到初始方向；干涉步骤，利用所述初始方向的载波条纹对所述激光进行干涉，得到第三频谱图；计算步骤，计算所述第三频谱图的相位集中度，得到第三相位集中度；确定步骤，确定出所述第一相位集中度、所述第二相位集中度和所述第三相位集中度中最小的相位集中度，并将所述第一相位集中度、所述第二相位集中度和所述第三相位集中度中除所述最小的相位集中度以外的相位集中度确定为目标相位集中度；若所述最小的相位集中度不是所述初始方向的载波条纹对应的相位集中度，则将所述目标相位集中度对应的载波条纹确定为所述第一载波条纹和第二载波条纹，重复执行所述二分步骤、所述干涉步骤、所述计算步骤和所述确定步骤，直至所述目标相位集中度对应的两个载波条纹的方向之间的夹角小于预设夹角，并将所述目标相位集中度中最大相位集中度对应载波条纹确定为所述目标方向的载波条纹。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若所述最小的相位集中度为所述初始方向的载波条纹对应的相位集中度，则确定出第二初始方向，其中，所述第二初始方向与所述第一载波条纹的方向和所述第二载波条纹的方向中任一方向之间的夹角为所述直角的补角；将所述补角确定为所述第一载波条纹的方向与所述第二载波条纹的方向之间的夹角，重复执行所述二分步骤、所述干涉步骤、所述计算步骤和所述确定步骤，直至所述目标相位集中度对应的两个载波条纹的方向之间的夹角小于预设夹角，并将所述目标相位集中度中最大相位集中度对应载波条纹确定为所述目标方向的载波条纹。5.根据权利要求4所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李敬轩，杨立军，梁炫烨，张玥，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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