干涉式量块比较仪的方法实现机器视觉的自动化定标

根据等厚干涉光强分布规律，从频域的角度介绍了干涉式量块比较仪的定标方法。用CCD采集单色光等厚干涉图像，计算机对图像作傅立叶变换并提取主频信息，通过简单运算完成比较仪的自动化定标。根据定标结果，成功开发出量块比较仪机器视觉自动化读数系统，该系统测量重复性s=0.006μm，示值误差δ=0.024μm。

目前3等以下量块主要运用与2等标准量块相比较的方法进行检定［1］，所使用传统光学接触式干涉仪（如乌氏干涉仪）均是六、七十年代产品，靠人眼读取等厚干涉条纹位置刻度值，劳动强度大，易引入人为误差。为提高自动化水平，先后出现了电感式与光栅式等新型智能化比较仪，这些运用全新位移传感原理的量块比较仪相对于传统乌氏干涉仪而言造价偏高，在测量效率与准确度方面却没有明显提高，反而有所下降。可以说目前还没有一种量块比较仪在使用寿命和长期稳定性方面能与传统的等厚干涉式比较仪相媲美。

近年来机器视觉技术在干涉类长度计量领域得到广泛应用［2］。运用机器视觉技术对传统乌氏干涉仪进行改造，既能保留原等厚干涉式比较仪的技术优势，又能实现测量的自动化，且成本低廉。测量前需用单色光形成周期性等厚干涉条纹进行定标，传统的数条纹方法费时费力且不利于计算机进行自动化操作。采用傅立叶变换方法提取周期性等厚干涉条纹的主频信息，计算机能迅速完成定标操作，且具有极强的抑噪能力。