本發(fā)明涉及面形檢測(cè)，具體而言，涉及一種面形干涉系統(tǒng)的補(bǔ)償控制方法及補(bǔ)償控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，天文學(xué)、空間探測(cè)技術(shù)和先進(jìn)光學(xué)儀器的發(fā)展，大尺寸光學(xué)元件成為上述領(lǐng)域的關(guān)鍵部件之一，對(duì)大尺寸光學(xué)元件的尺寸要求越來(lái)越大，精度要求也越來(lái)越高。為了保證大尺寸光學(xué)元件的精度，依賴(lài)于對(duì)大尺寸光學(xué)元件的檢測(cè)技術(shù)。

2、由于采用與被測(cè)光學(xué)元件尺寸相同或更大的大口徑干涉儀，成本高，加工難度大?，F(xiàn)有技術(shù)中，通常采用將大尺寸光學(xué)元件放置于二維運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)臺(tái)上，使用小口徑的干涉儀對(duì)大尺寸光學(xué)元件進(jìn)行局部面形檢測(cè)后進(jìn)行拼接完成，大尺寸光學(xué)元件為被測(cè)對(duì)象。但是，現(xiàn)有技術(shù)還存在如下技術(shù)問(wèn)題：由于干涉儀的坐標(biāo)系與運(yùn)動(dòng)臺(tái)的坐標(biāo)系之間存在夾角，對(duì)被測(cè)對(duì)象做單次面形檢測(cè)，運(yùn)動(dòng)臺(tái)帶動(dòng)被測(cè)對(duì)象沿第一方向運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致被測(cè)對(duì)象在干涉儀的坐標(biāo)系中沿第三方向移動(dòng)且沿第四方向發(fā)生偏移，第四方向與第三方向垂直，導(dǎo)致干涉儀的坐標(biāo)系中的圖像拼接不連續(xù)，在拼接處出現(xiàn)臺(tái)階，即，導(dǎo)致拼接后的面形檢測(cè)與被測(cè)對(duì)象的實(shí)際尺寸、輪廓不一致，影響對(duì)大尺寸被測(cè)對(duì)象的拼接后的面形檢測(cè)精度。

3、本
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

4、本發(fā)明的第一方面提供一種面形干涉系統(tǒng)的補(bǔ)償控制方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中采用小口徑面形干涉儀對(duì)大尺寸被測(cè)對(duì)象進(jìn)行面形檢測(cè)拼接時(shí)，拼接處不連續(xù)，存在臺(tái)階；拼接后的面形檢測(cè)與被測(cè)對(duì)象的實(shí)際尺寸、輪廓不一致；大尺寸被測(cè)對(duì)象的拼接后的面形檢測(cè)精度低的技術(shù)問(wèn)題。

5、本發(fā)明的第一方面提供一種面形干涉系統(tǒng)的補(bǔ)償控制方法，面形干涉系統(tǒng)包括運(yùn)動(dòng)臺(tái)和干涉儀，所述運(yùn)動(dòng)臺(tái)具有放置被測(cè)對(duì)象的載物區(qū)，所述被測(cè)對(duì)象位于所述干涉儀的檢測(cè)范圍內(nèi)；所述運(yùn)動(dòng)臺(tái)能夠帶動(dòng)所述被測(cè)對(duì)象在所述運(yùn)動(dòng)臺(tái)的坐標(biāo)系中沿第一方向和與所述第一方向相垂直的第二方向移動(dòng)，所述被測(cè)對(duì)象能夠在所述干涉儀的坐標(biāo)系中沿第三方向和與所述第三方向相垂直的第四方向移動(dòng)；

6、所述面形干涉系統(tǒng)的補(bǔ)償控制方法包括以下步驟：

7、控制所述運(yùn)動(dòng)臺(tái)帶動(dòng)所述被測(cè)對(duì)象沿所述第一方向移動(dòng)，使所述被測(cè)對(duì)象沿所述第三方向移動(dòng)預(yù)設(shè)位移量x，獲取所述被測(cè)對(duì)象沿所述第一方向的位移量ix、沿所述第三方向的預(yù)設(shè)位移量x以及沿所述第四方向的偏移量y；

8、基于所述預(yù)設(shè)位移量x和所述偏移量y的第一函數(shù)關(guān)系以及所述位移量ix和所述預(yù)設(shè)位移量x之間的第二函數(shù)關(guān)系，確定所述被測(cè)對(duì)象沿所述第二方向的補(bǔ)償量iy；

9、基于所述預(yù)設(shè)位移量x、所述位移量ix和所述補(bǔ)償量iy，控制所述運(yùn)動(dòng)臺(tái)移動(dòng)，若所述被測(cè)對(duì)象沿所述第三方向移動(dòng)所述預(yù)設(shè)位移量x時(shí)，則控制所述運(yùn)動(dòng)臺(tái)沿所述第一方向移動(dòng)所述位移量ix，且控制所述運(yùn)動(dòng)臺(tái)沿所述第二方向的反方向移動(dòng)所述補(bǔ)償量iy。

10、本發(fā)明通過(guò)基于預(yù)設(shè)位移量x、位移量ix和補(bǔ)償量iy，調(diào)整運(yùn)動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，使得運(yùn)動(dòng)臺(tái)帶動(dòng)被測(cè)對(duì)象沿第一方向移動(dòng)時(shí)，被測(cè)對(duì)象的圖像在干涉儀坐標(biāo)系中沿第三方向移動(dòng)，提升對(duì)大尺寸被測(cè)對(duì)象拼接后的面形檢測(cè)精度，以及保證拼接后的面形檢測(cè)與被測(cè)對(duì)象的實(shí)際尺寸、輪廓的一致性。

11、進(jìn)一步地，所述獲取所述被測(cè)對(duì)象沿所述第三方向的預(yù)設(shè)位移量x以及沿所述第四方向的偏移量y包括：控制所述被測(cè)對(duì)象在所述干涉儀坐標(biāo)系中依次運(yùn)動(dòng)到第一預(yù)設(shè)位置、第二預(yù)設(shè)位置、…、第k預(yù)設(shè)位置、…、第n-1預(yù)設(shè)位置、第n預(yù)設(shè)位置，分別獲取所述被測(cè)對(duì)象在所述干涉儀的坐標(biāo)系中相對(duì)于初始像素點(diǎn)坐標(biāo)(x0，y0)沿所述第三方向的所述預(yù)設(shè)位移量x和沿所述第四方向的所述偏移量y；

12、所述預(yù)設(shè)位移量x和所述偏移量y的第一函數(shù)關(guān)系，滿(mǎn)足公式：

13、y＝f(x)；

14、其中，x＝[x1x2…xk…n-1xn]，y＝[y1y2…yk…yn-1n]，n≥2；

15、構(gòu)造f(x)的插值函數(shù)p(x)，滿(mǎn)足公式：

16、p(xk)＝(xk)；

17、其中，x1，x2，…，xk，…，n-1，xn為插值函數(shù)p(x)的插值基點(diǎn)，n≥2。

18、本發(fā)明通過(guò)構(gòu)建偏移量f(x)的插值函數(shù)p(x)，填充f(x)的空隙點(diǎn)，提高偏移量y確定的準(zhǔn)確性，進(jìn)而提升對(duì)大尺寸被測(cè)對(duì)象拼接后的面形檢測(cè)精度，以及保證拼接后的面形檢測(cè)與被測(cè)對(duì)象的實(shí)際尺寸、輪廓的一致性。

19、進(jìn)一步地，所述插值函數(shù)p(x)為分段插值函數(shù)，多個(gè)所述分段插值函數(shù)拼接成樣條曲線，其中，相鄰的所述分段插值函數(shù)在所述插值基點(diǎn)處光滑且連續(xù)，滿(mǎn)足公式：

20、

21、本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)構(gòu)建偏移量y的分段插值函數(shù)，提高對(duì)運(yùn)動(dòng)臺(tái)帶動(dòng)被測(cè)對(duì)象沿第二方向的補(bǔ)償量iy的控制精度，進(jìn)而提升對(duì)大尺寸被測(cè)對(duì)象拼接后的面形檢測(cè)精度，以及保證拼接后的面形檢測(cè)與被測(cè)對(duì)象的實(shí)際尺寸、輪廓的一致性。

22、進(jìn)一步地，所述插值函數(shù)p(x)為任意階分段多項(xiàng)式插值函數(shù)。

23、進(jìn)一步地，所述插值函數(shù)p(x)為分段線性插值函數(shù)，滿(mǎn)足公式：

24、

25、進(jìn)一步地，所述獲取所述被測(cè)對(duì)象沿所述第一方向的位移量ix包括：獲取所述被測(cè)對(duì)象在所述運(yùn)動(dòng)臺(tái)坐標(biāo)系相對(duì)于初始對(duì)象坐標(biāo)(i0，i0)沿所述第一方向的所述第一位移量ix；

26、所述位移量i和所述預(yù)設(shè)位移量x之間的第二函數(shù)，滿(mǎn)足公式：

27、i＝α*x；

28、其中，x＝[x1x2…xk…n-1xn]，ix＝[ix1i2…ixk…in-1in]，n≥2，α為系數(shù)，0＜α≤1。

29、進(jìn)一步地，所述被測(cè)對(duì)象沿所述第二方向的補(bǔ)償量iy，滿(mǎn)足公式：

30、i＝α*p(x)；

31、所述控制所述運(yùn)動(dòng)臺(tái)移動(dòng)包括：

32、若所述被測(cè)對(duì)象沿所述第三方向移動(dòng)所述預(yù)設(shè)位移量x時(shí)，則控制所述運(yùn)動(dòng)臺(tái)沿所述第一方向移動(dòng)所述位移量i以及控制所述運(yùn)動(dòng)臺(tái)沿所述第二方向的反方向移動(dòng)所述補(bǔ)償量i為α*p(x)。

33、進(jìn)一步地，所述被測(cè)對(duì)象具有角點(diǎn)、中心點(diǎn)或標(biāo)記點(diǎn)；

34、獲取所述被測(cè)對(duì)象沿所述第一方向的位移量ix、沿所述第三方向的預(yù)設(shè)位移量x以及沿所述第四方向的偏移量y為：獲取所述角點(diǎn)、中心點(diǎn)或標(biāo)記點(diǎn)沿所述第一方向的位移量ix、沿所述第三方向的預(yù)設(shè)位移量x以及沿所述第四方向的偏移量y；和/或所述被測(cè)對(duì)象為光學(xué)反射鏡。

35、本發(fā)明的第二方面提供一種面形干涉系統(tǒng)的補(bǔ)償控制系統(tǒng)，應(yīng)用上述所述的面形干涉系統(tǒng)的補(bǔ)償控制方法，補(bǔ)償控制系統(tǒng)包括：

36、第一控制模塊，用于控制所述運(yùn)動(dòng)臺(tái)帶動(dòng)沿所述第一方向移動(dòng)，使所述被測(cè)對(duì)象沿所述第三方向運(yùn)動(dòng)所述預(yù)設(shè)位移量x；

37、采集模塊，用于獲取所述被測(cè)對(duì)象沿所述第一方向的位移量ix、沿所述第三方向的預(yù)設(shè)位移量x以及沿所述第四方向的偏移量y；

38、計(jì)算模塊,用于基于所述預(yù)設(shè)位移量x和所述偏移量y的第一函數(shù)關(guān)系以及所述位移量ix和所述預(yù)設(shè)位移量x之間的第二函數(shù)關(guān)系，確定所述被測(cè)對(duì)象沿所述第二方向的補(bǔ)償量iy；

39、第二控制模塊，用于基于所述位移量ix和所述補(bǔ)償量iy，控制所述運(yùn)動(dòng)臺(tái)移動(dòng)，若所述被測(cè)對(duì)象沿所述第三方向移動(dòng)所述預(yù)設(shè)位移量x時(shí)，則控制所述運(yùn)動(dòng)臺(tái)沿所述第一方向移動(dòng)所述位移量ix，且控制所述運(yùn)動(dòng)臺(tái)沿所述第二方向的反方向移動(dòng)所述補(bǔ)償量iy。

40、因此，本發(fā)明通過(guò)基于預(yù)設(shè)位移量x、位移量ix和補(bǔ)償量iy，調(diào)整運(yùn)動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，使得運(yùn)動(dòng)臺(tái)帶動(dòng)被測(cè)對(duì)象沿第一方向移動(dòng)時(shí)，被測(cè)對(duì)象的圖像在干涉儀坐標(biāo)系中沿第三方向移動(dòng)，提升對(duì)大尺寸被測(cè)對(duì)象拼接后的面形檢測(cè)精度，以及保證拼接后的面形檢測(cè)與被測(cè)對(duì)象的實(shí)際尺寸、輪廓的一致性。

41、進(jìn)一步地，所述補(bǔ)償控制系統(tǒng)還包括：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)所述被測(cè)對(duì)象沿所述第一方向的位移量ix、沿所述第三方向的預(yù)設(shè)位移量x以及沿所述第四方向的偏移量y，以及存儲(chǔ)所述第一函數(shù)關(guān)系和所述第二函數(shù)關(guān)系。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路