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| 一种基于显微图像的激光栅线成形质量自动检测方法 | |
田崇鑫 ; 于玉翠; 李少霞; 虞钢; 何秀丽
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| 2023-11-10 | |
| Rights Holder | 广东空天科技研究院(南沙) ; 中国科学院力学研究所 |
| Abstract | 本发明提供一种基于显微图像的激光栅线成形质量自动检测方法，包括：获取测量数据：进行激光栅线成形工艺试验，由三维形貌测量工具获取栅线表面高度数据并存储为数字量；提出测量指标：等效遮挡宽度、等效导电面积、无量纲的等效高宽比；编写计算机程序实现测量指标的自动测量。依据本发明可快速检测栅线成形质量是否合格或者符合预期，对工艺参数探索优化及激光栅线成形技术的工程应用均有较大意义。 |
| Application Date | 2023-05-10 |
| Application Number | CN202310522935.5 |
| Patent Number | CN116525480B |
| Claim | 1.一种基于显微图像的激光栅线成形质量自动检测方法，其特征在于，包括如下步骤： S100、获取测量数据：进行激光栅线成形工艺试验，由三维形貌测量工具获取栅线表面高度数据并存储为数字量，包括： S101、针对栅线的成形要求，选用匹配的激光栅线成形工艺参数，在基材上成形出所需的栅线； S102、使用可输出数字图像信号的三维形貌测量工具，视场大小设定为1024*1024pixels；移动被测量栅线的位置，使其清晰地处在视场正中并矫正、校平； S103、调整测量工具的放大倍率，使观察的激光栅线显示宽度处于256～512pixels范围内，使基平面显示宽度处于512～768pixels范围内； S104、获取视场内表面高度数据H0(i，j)，并记录放大倍数k与最大高度hmax；H0(i，j)为1024*1024的矩阵，内部元素单位为μm，其中i和j为图像两个方向的索引，取值均为1～1024；k的单位为pixel/μm；hmax为H0(i，j)内元素的最大值，单位为μm； S105、归一化的高度数据H(i，j)以公式H(i，j)＝255*(H0(i，j)/hmax)计算并取整，取值为0～255，以无符号整形即uint8的形式存储为1024*1024的矩阵；在数据存储时采用无损压缩算法进一步压缩数据； S200、提出测量指标：从测量数据中提出三个可量化的指标：等效遮挡宽度，单位为μm、等效导电面积，单位为μm2、无量纲的等效高宽比，包括： S201、选取遮挡宽度作为测量栅线宽度的基准； S202、定义等效遮挡宽度w，单位为μm，包括： 理想状态下，在基底平面上做一垂直于栅线的直线，与成形的栅线相交，形成一直线段，定义此直线段为遮挡宽度w0，单位为μm；在采样点前后各取长度为m的栅线段进行计算，即取样总长为2m+1，取其遮挡宽度的平均值定义为等效遮挡宽度w； S203、定义等效导电面积a，单位为μm2，包括： 做一垂直于栅线并且垂直于基底的平面，与成形的栅线相交，形成一轮廓曲线段，此曲线段与S202中的所述直线段形成一闭合图形，定义此闭合图形的面积为导电面积a0，单位为μm2；取一长度为2m+1的栅线段，取其导电面积的平均值定义为等效导电面积a； S204、定义等效高宽比r，包括： 将S203中的等效导电面积a除以S202中的等效遮挡宽度w的平方，得到一个无量纲的等效高宽比r，用于反应栅线的形状： S300、进行测量指标的自动测量，全流程处理速度<1s，包括： S301、对取样长度m与计算位置x进行选取： 在归一化的高度数据H(i,j)中，将i方向定义为栅线方向，j方向为与其垂直的方向；x为计算点的i坐标，取值范围为(m+1,1024-m)； S302、计算等效遮挡宽度w，单位为μm： 其中，i∈(x-m,x+m),j∈(x-m,x+m)； H1(i,j)为计算等效遮挡宽度w的中间参数，数值意义为被栅线遮挡的区域记为1，未遮挡区域记为0，公式表达为： S303、计算等效导电面积a，单位为μm2： 其中，i∈(x-m,x+m),i>0, S304、计算无量纲的等效高宽比r： S305、取m为12，计算S302～S304中w(x)、a(x)、r(x)的方差，定义为ws、as、rs；在w(x)、a(x)、r(x)分布符合3σ规则时，测量数据有效；当不符合3σ规则时，表明测量误差太大或者栅线不均匀连续，重新测量或者判断样品不合格； S306、判断数据有效性后，将采样范围内的等效遮挡宽度w、等效导电面积a、无量纲的等效高宽比r作为最终输出结果，定义为wm、am、rm： S307、描述栅线中任一处形貌的3个指标在S302～S304中被定义并编写计算机程序进行计算，经S305判断测量数据的有效性；在数据有效的情况下由S306输出最终测试结果。 |
| Language | 中文 |
| Classification | 发明授权 |
| Status | 有效 |
| Note | 授权 |
| Country | 中国 |
| Agency | 北京科迪生专利代理有限责任公司 |
| Document Type | 专利 |
| Identifier | http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/93945 |
| Collection | 宽域飞行工程科学与应用中心 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 田崇鑫,于玉翠,李少霞,等. 一种基于显微图像的激光栅线成形质量自动检测方法. CN116525480B[P]. 2023-11-10. |
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| 000000_20230801_0A_C（1567KB） | 专利 | 开放获取 | CC BY-NC-SA | View Download | ||
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