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光学相位测量是集干涉条纹图像采集、数据处理、数据分析于一体的高效、高精度、高分辨率的测量技术,已经被广泛的应用于干涉测量的各个领域,其核心是系统的测控分析软件。目前,国内对于干涉条纹图像的采集以及数据处理分析用得比较多的软件分别有LabVIEW和MATLAB;而国外的一些精密测量仪器公司已经研发出了一整套集干涉条纹图像采集,数据处理与数据分析于一体的光学相位测量软件,但价格昂贵且其算法是被封装起来的,我们实验小组提出的算法无法加入进去投入使用。所以自主研发一套用于光学相位测量的测控分析软件是非常有意义的。因此,我们实验小组开发了一套基于LabVIEW的光学相位测量分析软件。整个系统包含三大模块:采集模块,运算模块,算法对比模块。采集模块的功能是对干涉条纹图像的采集进行控制及对采集得到的图像进行保存,而本人的主要工作是对运算模块和算法对比模块程序的编写。 运算模块是对采集得到的干涉图进行数据处理与分析的模块,是整个系统的核心部分。整个模块主要采用了LabVIEW与MATLAB的混编技术,将LabVIEW快速读图的优势及MATLAB强大的算法功能优势结合起来,使得整个程序效率大大提高。此模块包括两种算法,一种是相移提取算法,另一种是相位恢复算法。相移提取算法主要是为定步长相位恢复算法找图做准备的算法。算法界面包括了对干涉条纹图像、计算区域以及处理分析后结果的展示。整个界面布局合理,内容丰富,操作简便。 算法对比模块主要包括相移提取算法对比程序,相位恢复算法对比程序,Zernike拟合求物体相位与两步法求物体相位对比的程序。本模块的编写目的在于对各种算法的精度进行分析判断,这里主要是利用RMS(均方根误差)进行判断。在编写手段上,除了应用到LabVIEW与MATLAB的混编技术,还采用了多线程与vi的静态调用技术。Vi静态调用技术的应用减少了程序的加载时间及程序框图的占用空间,这样能提高用户体验;多线程技术使得多个程序能够有条不紊的“同时”运行,这使得程序的响应速率得到有效地提高。算法对比模块界面主要为用户呈现了各种算法处理分析结果及两种算法或者多种算法对比的差值图和RMS值,利于用户进行观察对比。 另外,本人为整个系统编写了换肤,截图及鼠标点击查看某行某列或者某点的工具,为用户提供了多样便捷的操作。通过实际应用,整个光学相位测量系统程序显示出了功能完善、界面精美、运行稳定等优点。