基于差动共焦法向测量配准的自由曲面测量方法

侯宇亮; 唐颖奇; 刘昱含; 王允

doi:10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2024.05.014

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基于差动共焦法向测量配准的自由曲面测量方法

光学传感与检测 | 更新时间：2025-09-01

- 基于差动共焦法向测量配准的自由曲面测量方法
- Free-form surface measurement method based on differential confocal normal measurement registration
- 光学技术 2024年50卷第5期页码：626-633
- 作者机构：
  
  1:北京理工大学光电学院复杂环境智能感测技术工信部重点实验室
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  民用航天技术预先研究项目(D020402)
- DOI：10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2024.05.014
  中图分类号： TP391.41
- 纸质出版：2024
- 稿件说明：
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侯宇亮, 唐颖奇, 刘昱含, 等. 基于差动共焦法向测量配准的自由曲面测量方法[J]. 光学技术, 2024,50(5):626-633.

Free-form surface measurement method based on differential confocal normal measurement registration[J]. 2024, 50(5): 626-633.
侯宇亮, 唐颖奇, 刘昱含, 等. 基于差动共焦法向测量配准的自由曲面测量方法[J]. 光学技术, 2024,50(5):626-633. DOI： 10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2024.05.014.

Free-form surface measurement method based on differential confocal normal measurement registration[J]. 2024, 50(5): 626-633. DOI： 10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2024.05.014.

摘要

针对自由曲面设计坐标系和测量坐标系基准不同带来的测量问题，提出了一种基于差动共焦法向测量配准的自由曲面测量方法。方法利用差动共焦曲线过零点位置与被测点准确对应的特性，实现了对被测点的精确定焦；利用PSD在传感器焦点位置对被测点倾角进行精确测量；根据被测点倾角，利用ICP Point to Plane方法进行点云配准，提高了点云配准精度，显著提升了面形测量精度。经理论分析和初步实验证明，方法测量面形PV值的精度可以达到65nm

RMS值达到10nm

PV值与zygo干涉仪测量结果相差7nm

RMS值相差1nm

测量结果误差较小。该方法为自由曲面面形的高精度测量提供了一种新的技术途径。

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Free-form surface measurement method based on differential confocal normal measurement registration

DOI：10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2024.05.014

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