基于并行保像散共焦检测的三维表面重构与可视化测量

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:QUFENGJUN
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共焦显微成像技术有高分辨率、高精度及独特的轴向层析成像能力等特点,因此在生命医药、材料学、半导体加工及精密加工行业等领域得到了广泛地应用。近年来,基于并行共焦的探测技术引起各国专家的普遍关注,并进行了大量的研究,并取得了一定的成果。论文选题来源于国家自然科学基金项目,研究基于并行像散共焦探测系统所提供的被测微结构三维坐标信息,采用样条插值函数重构微结构表面,实现了被测微结构的可视化。通过研究轮廓参数测量的数学模型,规划了测量过程中的软件交互方式,实现了对微结构轮廓参数的可视化测量。研究为促进并行共焦探测系统的实际应用、满足目前精密加工行业和IC行业对微结构轮廓高精度测量的要求作了一些有益的尝试。  论文首先介绍分析了通过并行像散共焦探测系统采集被测微结构三维坐标数据的原理、方法及步骤。根据数据特点、对重构的高精度要求及对微结构表面的适应性,选定了具有保凸、保形、重构表面通过数据点的累加弦长双三次样条插值算法重构被测表面,分析研究了重构参数与微结构表面特点对重构精度的影响,提出高的细分倍率有利于提高重构精度、被测表面的几何特性影响重构精度。其次在实现重构表面可视化的基础上,提出采用点拾取和要素拾取两种拾取方式实现轮廓参数的测量,基于OpenGL定义的空间体系,设计并实现了直接拾取累加弦长双三次样条插值曲面点,避免了三角面片与重构曲面之间的误差,提高了拾取精度。最后基于VC++、MFC和OpenGL软件实现了被测微结构表面的重构以及可视化,设计了要素拾取的轮廓参数计算模型,规划了测量过程中的交互流程,最终实现了微结构轮廓参数的可视化测量。
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