【摘 要】
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随着低功耗、高性能、高集成度且具备良好便携性的产品的社会需求不断增加,嵌入式处理平台开始为越来越多的产品提供解决方案。白光干涉仪能够实现对微观表面形貌的纳米级测
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随着低功耗、高性能、高集成度且具备良好便携性的产品的社会需求不断增加,嵌入式处理平台开始为越来越多的产品提供解决方案。白光干涉仪能够实现对微观表面形貌的纳米级测量,然而国内对其干涉数据的处理一直无法摆脱对传统PC机的依赖。因此,本文主要设计了基于嵌入式平台的白光干涉数据处理系统。本文通过对国内外白光干涉仪产品以及嵌入式处理器的调研和分析,选用GPU+ARM架构的NVIDIA Jetson TX2嵌入式平台进行应用程序的开发,搭建了简易的白光干涉光路,验证了其功能和可行性。设计了系统的总体设计方案。对白光干涉仿真图像进行了光强峰值提取算法的研究和实现,通过对比不同算法的提取精度、速度以及抗干扰能力的大小,发现七步相移法具备较强的综合优势,选用该算法完成高度信息的提取并获得待测件表面的点云数据。基于Qt完成了图形交互界面的设计并将其集成到嵌入式数据处理系统的顶层用户应用程序中。交互界面采用多个堆栈窗口创建不同的功能界面。使用Open GL ES图形接口实现三维表面形貌的重建,通过对三维模型的几何变换处理并基于帧缓存技术将三维图形渲染到纹理,便于从不同角度实现对待测件表面形貌变化的观测并实现高度差测量等功能。使用GLSL着色语言实现其在GPU中的加速处理,通过对几何顶点的插值处理使得表面形貌更加平滑真实。此外,本系统中还具备多项处理和测量功能,具体包括:点云文件生成、图形截面轮廓曲线绘制、基于表面形貌的多种图像预处理功能,以及多种尺寸测量功能。
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