单目显微成像系统三维形变测量方法

为实现玻璃光纤、石英光纤等光学产品高精度、低成本的三维微纳尺度形变检测,提出了一种单目显微成像系统三维形变测量新方法。根据图像球面化算法建立了面内位移与离面位移的几何关系,在采用数字图像相关算法或光流法测量变形前后图像的面内位移后,根据常规斜面模型从面内位移中提取离面位移,完成三维形变测量。模拟实验与应用实验的结果表明在50倍光学显微镜下测量的绝对误差均小于0.2μm,证实了方法的有效性。该方法充分利用了面内位移场携带的离面位移信息,只需要一部工业相机拍摄显微镜下两幅图像即可完成测量,提取离面位移时无需转换到频域和相位解包操作,具有检测成本低、光路简单、普适性强等优势。目前该方法已被用于玻璃光纤、石英光纤等光学产品的工业生产检测与监控中,同时为其它固体材料的微纳米尺度形变动态测量提供了新的思路。