基于快速搜索粒子群算法的点衍射干涉绝对位移测量方法

作     者：王道档 徐杨波 陈茜茜 郭天太 孔明 赵军 朱保华 

作者机构：中国计量学院计量测试工程学院浙江杭州310018 桂林电子科技大学广西自动检测技术与仪器重点实验室广西桂林541004 桂林电子科技大学广西高校光电信息处理重点实验室广西桂林541004 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2016年第36卷第1期

页      面：121-128页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(11404312 51375467) 国家重大科学仪器设备开发专项(2011YQ03011208) 浙江省自然科学基金(LQ13F050002) 浙江省"仪器科学与技术"重中之重学科开放基金(JL150508) 广西高校光电信息处理重点实验开放基金(KFJJ2014-03) 广西自动检测技术与仪器重点实验开放基金(YQ15204) 广西自然科学基金(2013GXNSFDA019002 2014GXNSFGA118003) 

主　　题：测量 绝对位移 点衍射干涉 快速搜索粒子群算法 

摘      要：为了解决目前点衍射绝对位移测量系统中位移重构算法存在的收敛率低问题,并针对实际测量中时效性和高精度要求,提出了基于快速搜索粒子群算法的点衍射干涉绝对位移测量方法。点衍射干涉绝对位移测量系统根据点衍射干涉场相位差的分布重构出点衍射探头的三维绝对位移。所提出的快速搜索粒子群算法针对测量中大量像素点数据的高效处理需要,在三维绝对位移迭代重构过程中采取非线性增加样本点数量的搜索方法,进而在保证测量精度的同时极大提高了测量效率。分别进行了仿真分析、测量实验以及三坐标机测量比对以检验所提出测量方法的可行性与稳定性。结果表明,该方法可实现三维绝对位移的快速检测,其收敛率可达90%,且在200 mm×200 mm×300 mm的测量区域中达到优于微米量级测量精度。所提出的三维绝对位移测量方法具有较高的测量效率和精度,且具备高抗噪能力和可靠性,对其在微加工技术和高精度测量中的应用具有重要意义。