学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于并行像散共焦检测的三维表面重构与可视化测量

作　者: 赵晶晶
导　师: 刘文文
学　校: 合肥工业大学
专　业: 精密仪器及机械
关键词: 并行共焦探测像散原理微结构三维重构可视化
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 19次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

共焦显微成像技术有高分辨率、高精度及独特的轴向层析成像能力等特点，因此在生命医药、材料学、半导体加工及精密加工行业等领域得到了广泛地应用。近年来，基于并行共焦的探测技术引起各国专家的普遍关注，并进行了大量的研究，并取得了一定的成果。论文选题来源于国家自然科学基金项目，研究基于并行像散共焦探测系统所提供的被测微结构三维坐标信息，采用样条插值函数重构微结构表面，实现了被测微结构的可视化。通过研究轮廓参数测量的数学模型，规划了测量过程中的软件交互方式，实现了对微结构轮廓参数的可视化测量。研究为促进并行共焦探测系统的实际应用、满足目前精密加工行业和IC行业对微结构轮廓高精度测量的要求作了一些有益的尝试。论文首先介绍分析了通过并行像散共焦探测系统采集被测微结构三维坐标数据的原理、方法及步骤。根据数据特点、对重构的高精度要求及对微结构表面的适应性，选定了具有保凸、保形、重构表面通过数据点的累加弦长双三次样条插值算法重构被测表面，分析研究了重构参数与微结构表面特点对重构精度的影响，提出高的细分倍率有利于提高重构精度、被测表面的几何特性影响重构精度。其次在实现重构表面可视化的基础上，提出采用点拾取和要素拾取两种拾取方式实现轮廓参数的测量，基于OpenGL定义的空间体系，设计并实现了直接拾取累加弦长双三次样条插值曲面点，避免了三角面片与重构曲面之间的误差，提高了拾取精度。最后基于VC++、MFC和OpenGL软件实现了被测微结构表面的重构以及可视化，设计了要素拾取的轮廓参数计算模型，规划了测量过程中的交互流程，最终实现了微结构轮廓参数的可视化测量。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
致谢  8-14
第一章绪论  14-21
  1.1 课题研究背景及意义  14-15
  1.2 共焦显微探测技术概述  15-20
    1.2.1 共焦显微成像技术原理  15-16
    1.2.2 测量方式的改进  16-17
    1.2.3 系统分辨率的提高  17-18
    1.2.4 三维信息处理技术的应用  18-20
  1.3 主要研究内容  20-21
第二章并行像散共焦探测系统及三维信息萃取  21-36
  2.1 基于像散原理的共焦探测系统  21-25
    2.1.1 像散原理  21-22
    2.1.2 基于远心光路设计基于像散原理的并行共焦探测系统  22-25
    2.1.3 基于像散原理的并行共焦探测系统的结构参数  25
  2.2 微结构表面三维信息萃取  25-32
    2.2.1 微结构序列图片的采集  25-27
    2.2.2 差动光能统计的算法设计  27-28
    2.2.3 散斑中心坐标的获取  28-29
    2.2.4 获取检测曲线  29-31
    2.2.5 获取被测物面的三维坐标信息  31-32
  2.3 搭建实验平台及软件实现三维信息萃取  32-35
  本章小结  35-36
第三章微结构表面重构  36-51
  3.1 曲面重构原理  36-40
    3.1.1 曲面重构方法的比较  36-37
    3.1.2 累加弦长双三次样条插值曲面算法  37-38
    3.1.3 三次样条插值函数曲线算法  38-39
    3.1.4 累加弦长三次样条插值曲线算法  39-40
  3.2 微结构表面重构的实现  40-49
    3.2.1 OpenGL开发包  40-44
    3.2.2 微结构表面重构实现  44-49
  3.3 微结构表面重构精度分析  49-50
  本章小结  50-51
第四章可视化测量原理及实现  51-62
  4.1 拾取原理  51-56
    4.1.1 点拾取  51-53
    4.1.2 要素拾取  53-56
  4.2 轮廓参数测量  56-58
  4.3 轮廓测量的软件实现  58-61
  本章小结  61-62
第五章工作总结  62-63
  5.1 论文的主要研究工作  62
  5.2 后续工作  62-63
参考文献  63-66
攻读硕士学位期间发表的论文  66-67

基于并行像散共焦检测的三维表面重构与可视化测量

内容摘要

全文目录

相似论文