曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法及装置与流程

1.本发明涉及光学元器件技术领域，尤其涉及一种曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法及装置。


背景技术：

2.曲面光学元件是一种具有曲率形状的光学元件，广泛应用于各种光学应用中，如激光器、光纤通信、显微镜和望远镜等。曲面光学元件在研磨、抛光后常常存在各种缺陷(如划伤、凹陷、裂纹、崩边等表面缺陷)，这些缺陷不仅会降低用户体验，甚至会影响光学系统的性能。
3.目前，多通过人工目视检测曲面光学元件的表面缺陷，但人工目视检测不仅效率低下，而且主观判别准确度差。因此，如何高效且准确对曲面光学元件表面进行缺陷检测，成为亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明提供一种曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法及装置，用以解决现有技术中曲面光学元件表面缺陷检测效率和准确度较低的缺陷。
5.本发明提供一种曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法，包括：
6.基于曲面光学元件的边缘纬度以及扫描相机在所述曲面光学元件上的成像区域对应的球心角，确定所述曲面光学元件沿经线方向的第一扫描图像数量；
7.基于所述球心角以及各目标纬线的纬度，确定所述曲面光学元件在所述各目标纬线上的第二扫描图像数量；各目标纬线的纬度基于所述第一扫描图像数量以及所述边缘纬度确定；
8.基于所述第一扫描图像数量以及所述第二扫描图像数量，获取所述曲面光学元件上的多个扫描图像；所述多个扫描图像用于对所述曲面光学元件进行表面缺陷检测。
9.根据本发明提供的一种曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法，所述基于曲面光学元件的边缘纬度以及扫描相机在所述曲面光学元件上的成像区域对应的球心角，确定所述曲面光学元件沿经线方向的第一扫描图像数量，包括：
10.基于球心角间隔以及所述球心角，确定用于表征两相邻成像区域之间重叠范围的重叠系数，所述球心角间隔用于表征所述两相邻成像区域之间的球心角距离；
11.基于所述重叠系数、所述球心角以及所述边缘纬度，确定所述第一扫描图像数量。
12.根据本发明提供的一种曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法，所述基于所述球心角以及各目标纬线的纬度，确定所述曲面光学元件在所述各目标纬线上的第二扫描图像数量，包括：
13.基于所述球心角，确定在所述各目标纬线上相邻两扫描图像之间的球心角间隔；
14.基于所述球心角间隔，以及所述各目标纬线的纬度，确定所述第二扫描图像数量。
15.根据本发明提供的一种曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法，所述基于所述第一
扫描图像数量以及所述第二扫描图像数量，获取所述曲面光学元件上的多个扫描图像，包括：
16.基于所述第一扫描图像数量，以及所述球心角，确定各扫描图像的中心点纬度；
17.基于所述第二扫描图像数量、所述球心角以及所述各目标纬线的纬度，确定所述各扫描图像的中心点经度；
18.基于所述各扫描图像的中心点纬度，以及所述各扫描图像的中心点经度，获取所述多个扫描图像。
19.根据本发明提供的一种曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法，所述基于所述各扫描图像的中心点纬度，以及所述各扫描图像的中心点经度，获取所述多个扫描图像，包括：
20.基于所述扫描相机的物距、所述各扫描图像的中心点纬度以及所述曲面光学元件的球面半径，确定所述扫描相机在所述各扫描图像的中心点纬度成像时扫描平台上各平移轴的运动位移；
21.基于相邻两扫描图像的中心点经度，确定所述扫描平台上各旋转轴的旋转角度；
22.基于所述各平移轴的运动位移，以及所述各旋转轴的旋转角度，调整所述扫描相机的位置，以使调整位置后的扫描相机获取对应的扫描图像。
23.根据本发明提供的一种曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法，所述扫描平台为五轴运动平台，所述五轴运动平台包括第一平移轴、第二平移轴、第三平移轴、第一旋转轴以及第二旋转轴，所述第一平移轴与所述第二平移轴为水平方向平移轴且相互垂直，所述第三平移轴为竖直方向平移轴，所述第一旋转轴安装于所述第一平移轴与所述第二平移轴构成的平台上，所述第二旋转轴固定于所述第三平移轴上。
24.本发明还提供一种曲面光学元件表面缺陷扫描成像装置，包括：
25.第一确定单元，用于基于曲面光学元件的边缘纬度以及扫描相机在所述曲面光学元件上的成像区域对应的球心角，确定所述曲面光学元件沿经线方向的第一扫描图像数量；
26.第二确定单元，用于基于所述球心角以及各目标纬线的纬度，确定所述曲面光学元件在所述各目标纬线上的第二扫描图像数量；各目标纬线的纬度基于所述第一扫描图像数量以及所述边缘纬度确定；
27.图像获取单元，用于基于所述第一扫描图像数量以及所述第二扫描图像数量，获取所述曲面光学元件上的多个扫描图像；所述多个扫描图像用于对所述曲面光学元件进行表面缺陷检测。
28.本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一种所述曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法。
29.本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法。
30.本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法。
31.本发明提供的曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法及装置，基于曲面光学元件的边缘纬度以及球心角，确定曲面光学元件沿经线方向的第一扫描图像数量，并基于球心角
以及各目标纬线的纬度，确定曲面光学元件在各目标纬线上的第二扫描图像数量，从而可以基于第一扫描图像数量以及第二扫描图像数量准确获取曲面光学元件上的多个扫描图像，进而能够基于扫描图像高效且准确对曲面光学元件进行表面缺陷检测。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1是本发明提供的曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法的流程示意图；
34.图2是本发明提供的曲面光学元件表面扫描路径示意图；
35.图3是本发明提供的沿经线方向扫描图像的示意图；
36.图4是本发明提供的沿纬线方向扫描图像的示意图；
37.图5是本发明提供的扫描平台结构示意图；
38.图6是本发明提供的曲面光学元件表面缺陷扫描成像装置的结构示意图；
39.图7是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
40.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.目前，多通过人工目视检测曲面光学元件(以下简称“元件”)的表面缺陷，但人工目视检测不仅效率低下，而且主观判别准确度差。尤其对于具有较大曲率半径和较宽的孔径的大口径曲面光学元件，制造精度要求更高。
42.对此，本发明提供一种曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法。图1是本发明提供的曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
43.步骤110、基于曲面光学元件的边缘纬度以及扫描相机在曲面光学元件上的成像区域对应的球心角，确定曲面光学元件沿经线方向的第一扫描图像数量。
44.需要说明的是，因为元件口径较大，且扫描相机分辨率高，视场较小，对元件表面进行完整成像需要在不同位置对元件的子口径区域分别成像。元件表面成像路径应该在覆盖曲面所有区域的同时尽量减少拍照数量。为了简化图像采集路径设计方法，本发明采用了从元件中心(i
0,0
)至边缘，沿纬线扫描的方式。如图2所示，扫描图像采集顺序为其中表示在第n个纬度采集的第m张扫描图像，扫描图像的位置由其中心点在元件球面上的坐标确定。
45.此处，元件的边缘纬度用于表征元件表面的弯曲程度，边缘纬度越高，元件表面的弯曲程度越大。扫描相机指用于对元件表面进行扫描拍摄的相机。由于元件检测精度要求较高，进而扫描相机通常为高分辨率相机搭配大倍率镜头，成像景深较小，视场大小基本固定，即扫描相机在元件上的成像区域可视为球面上固定大小的圆形区域，其对应的球心角
为θ。第一扫描图像数量指沿经线方向成像区域的数量。如图2所示，以i
0,0
→i1,0
经线方向为例，i
0,0
、i
1,0
和i
2,0
分别为经线方向上成像区域的圆心，即在经线方向上的第一扫描图像数量为3。
46.考虑到两相邻成像区域之间不能有空隙，以保证完整采集元件表面的图像，基于此可以确定球心角间隔(即两相邻成像区域之间的球心角距离)与球心角之间的关系。由于元件的表面是球状的，进而沿经线方向上的各扫描图像是分层分布的，上层扫描图像中心与元件中心之间的距离小于下层扫描图像中心与元件中心之间的距离。
47.此外，球心角间隔即各层扫描图像之间的纬度差。在元件中心位置已知的情况下，可以基于该纬度差确定最下层扫描图像之间的下交点纬度。为了使得最下层扫描图像完全覆盖元件的表面，令下交点纬度大于边缘纬度，进而得到第一扫描图像数量。
48.如图2所示，以i
0,0
→i1,0
经线方向为例，以i
0,0
为中心的扫描图像为最上层扫描图像，以i
2,2
为中心的扫描图像和以i
2,1
为中心的扫描图像均为最下层扫描图像，这两张最下层扫描图像之间的下交点纬度大于边缘纬度的情况下，可以使得最下层扫描图像完全覆盖元件的表面。
49.步骤120、基于球心角以及各目标纬线的纬度，确定曲面光学元件在各目标纬线上的第二扫描图像数量；各目标纬线的纬度基于第一扫描图像数量以及边缘纬度确定。
50.具体地，在确定第一扫描图像数量后，在经线方向上均布对应的扫描图像且保证最下层扫描图像的下交点维度大于边缘纬度，进而可以确定对应扫描图像的纬度，即各目标纬线的纬度。
51.在确定各目标纬线的纬度后，可以确定对应目标纬线所构成圆形区域的大小。由于扫描相机在球面成像的圆形区域的大小是固定的，进而在保证各目标纬线上的两相邻扫描图像之间不存在空隙的前提下，可以确定各目标纬线上的第二扫描图像数量。需要说明的是，不同纬度的目标纬线，对应的第二扫描图像数量不同。
52.步骤130、基于第一扫描图像数量以及第二扫描图像数量，获取曲面光学元件上的多个扫描图像；多个扫描图像用于对曲面光学元件进行表面缺陷检测。
53.具体地，在确定第一扫描图像数量以及第二扫描图像数量后，可以确定各扫描图像对应的中心点经度和中心点纬度，进而可以基于对应的中心点经度和中心点纬度，调整扫描相机的位置，以获取对应的扫描图像。
54.其中，扫描图像用于表征元件表面对应区域的语义信息，从而可以基于扫描图像对元件进行表面缺陷检测。可选地，可以将各扫描图像输入至预先训练得到的缺陷检测模型，由缺陷检测模型提取各扫描图像的图像特征，并基于图像特征确定扫描图像对应区域是否存在缺陷，并得到检测结果。其中，缺陷检测模型可以基于样本元件图像以及对应的样本缺陷标签训练得到。
55.由此可见，本发明实施例提供的曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法，基于曲面光学元件的边缘纬度以及球心角，确定曲面光学元件沿经线方向的第一扫描图像数量，并基于球心角以及各目标纬线的纬度，确定曲面光学元件在各目标纬线上的第二扫描图像数量，从而可以基于第一扫描图像数量以及第二扫描图像数量准确获取曲面光学元件上的多个扫描图像，进而能够基于扫描图像高效且准确对曲面光学元件进行表面缺陷检测。
56.基于上述实施例，步骤110包括：
57.步骤111、基于球心角间隔以及球心角，确定用于表征两相邻成像区域之间重叠范围的重叠系数，球心角间隔用于表征两相邻成像区域之间的球心角距离；
58.步骤112、基于重叠系数、球心角以及边缘纬度，确定第一扫描图像数量。
59.为了减少路径规划复杂度，可以令同经度不同纬度扫描图像之间的球心角间隔以及同纬度不同经度扫描图像之间的球心角间隔保持一致，即球心角间隔可以设为δθ。δθ的值与单张扫描图像覆盖的扫描区域球心角θ有关，θ越大，球心角间隔δθ越大。
60.可选地，本发明实施例采用重叠系数k构建δθ与θ之间的关系，具体为：
61.δθ＝kθ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
62.其中，k用于表征两相邻成像区域(即扫描图像)间的重叠范围，k值越小，两相邻扫描图像之间的重叠范围越大。为了保证两相邻图像之间不存在空隙区域，如图3所示，图中上一层图像(i
1,0
,i
1,1
)之间的下交点应低于下一层图像(i
2,0
,i
2,1
)之间的上交点。因子口径区域的球面直径d＝rθ，即d与θ成正比关系，所以i
2,0
与a之间的距离可表示为θ/2，i
1,0
与i
2,0
之间的距离可表示为δθ，i
1,0
与i
2,1
之间的距离为对角扫描图像之间的最大距离，当最大距离大于对角扫描图像对应两个圆形区域半径之和(即θ)时，对角扫描图像之间将产生空隙，因此可得到如下几何关系：
[0063][0064]
联立公式(1)和公式(2)可得：
[0065][0066]
基于δθ的定义，首先可以确定沿经线方向的第一扫描图像的数量和位置，即确定各层图像所在的纬度值。因为第一张扫描图像的位置位于球面顶端，即球面中心，进而对应的纬度值α＝0，所以各层扫描图像之间的纬度差即为球心角间隔δθ＝kθ。如图3中所示，当最下层图像(i
2,0
,i
2,1
)之间的下交点纬度大于元件边缘纬度时，成像区域即可全覆盖元件表面。此时有：
[0067][0068]
其中，n为沿经线方向拍摄的第一扫描图像数量，即图像层数。nkθ为最下一层扫描图像中心所在的纬度，为最下一层扫描图像下交点与图像中心的纬度差。根据公式(4)可以解得：
[0069][0070]
其中，表示向上取整。
[0071]
基于上述任一实施例，步骤120包括：
[0072]
步骤121、基于球心角，确定在各目标纬线上相邻两扫描图像之间的球心角间隔；
[0073]
步骤122、基于球心角间隔，以及各目标纬线的纬度，确定第二扫描图像数量。
[0074]
如图4所示，p1，p2是在纬度αn(即目标纬线的纬度)上相邻两扫描图像的中心，相邻两扫描图像之间的经度差为δθ
β
，r为球面半径，r为纬线αn所围成的圆的半径，同时r可以视为p1或p2到元件光轴的垂线段距离。相邻两扫描图像之间的球心角间隔为δθ，则根据p1，p2之间的空间距离distance(p1,p2)可以得到如下方程组：
[0075][0076]
求解方程组(6)，得到经度差δθ
β
为：
[0077][0078]
则，第n层纬度(即目标纬线)上需要拍摄的第二扫描图像数量mn需要满足如下条件：
[0079]mn
δθ
β
≥2π
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0080]
将公式(7)代入公式(8)，可求解得到：
[0081][0082]
基于上述任一实施例，步骤130包括：
[0083]
步骤131、基于第一扫描图像数量，以及球心角，确定各扫描图像的中心点纬度；
[0084]
步骤132、基于第二扫描图像数量、球心角以及各目标纬线的纬度，确定各扫描图像的中心点经度；
[0085]
步骤133、基于各扫描图像的中心点纬度，以及各扫描图像的中心点经度，获取多个扫描图像。
[0086]
具体地，在确定第一扫描图像数量n，以及球心角θ后，可以确定各扫描图像的中心点纬度αi＝ikθi＝0
…
n。
[0087]
此外，结合球心角θ以及各目标纬线的纬度αn，采用公式(7)计算得到相邻两扫描图像的经度差δθ
β
，进而结合第二扫描图像数量mn，得到各扫描图像的中心点经度βi＝(j-1)δθ
β
j＝1
…mn
。
[0088]
在确定各扫描图像的中心点纬度，以及各扫描图像的中心点经度后，可以得到各扫描图像的位置集p[α,β]为：
[0089][0090]
在确定各扫描图像的位置后，可以根据各扫描图像的位置调整扫描相机的位置，进而使得扫描相机可以拍摄得到多个扫描图像。
[0091]
基于上述任一实施例，对各扫描区域进行扫描，得到对应的扫描图像，包括：
[0092]
基于扫描相机的物距、各扫描区域的中心点纬度以及曲面光学元件的球面半径，确定扫描相机在各扫描区域的中心点纬度成像时扫描平台上各平移轴的运动位移；
[0093]
基于相邻扫描区域的中心点经度，确定扫描平台上各旋转轴的旋转角度；
[0094]
基于各平移轴的运动位移，以及各旋转轴的旋转角度，调整扫描相机的位置，以使调整位置后的扫描相机对各扫描区域进行扫描，得到对应的扫描图像。
[0095]
以元件为凸透镜为例，沿经线方向运动时扫描平台需要参与运动的轴为x轴(平移轴)、z轴(平移轴)以及c轴(旋转轴)。令r为球面半径，l为扫描相机的物距，αi为扫描相机拍摄扫描图像中心点的纬度。设扫描相机在纬度为0处的拍照点为原点，则扫描相机在αi纬度处成像时x轴的运动位移δx1、z轴的运动位移δz1以及c轴的旋转角度δθ
c1
如下：
[0096][0097]
相应地，当元件为凹透镜时，扫描相机在αi纬度处成像时x轴的运动位移δx2、z轴的运动位移δz2以及c轴的旋转角度δθ
c2
如下：
[0098][0099]
其中，当l》r时，扫描相机在对应平移轴上正向运动，当l《r时，扫描相机在对应平移轴上反向运动。
[0100]
在沿元件纬线方向扫描时，先使元件光轴与扫描平台旋转轴a重合，此时旋转轴a的旋转角度δθa即为扫描相机成像中心在元件表面的经度变化值δβ，即：
[0101][0102]
基于上述任一实施例，扫描平台为五轴运动平台，五轴运动平台包括第一平移轴、第二平移轴、第三平移轴、第一旋转轴以及第二旋转轴，第一平移轴与第二平移轴为水平方向平移轴且相互垂直，第三平移轴为竖直方向平移轴，第一旋转轴安装于第一平移轴与第二平移轴构成的平台上，第二旋转轴固定于第三平移轴上。
[0103]
如图5所示，扫描平台为五轴运动平台，由三个平移轴x-y-z以及两个旋转轴a-c组成。其中，x-y轴相互垂直，为水平方向平移轴，z轴为竖直方向平移轴。旋转轴a固定在x-y轴平台上，用于安装载物台以及元件夹持器，放置待检测元件，旋转轴c固定在z轴上，用于安装成像系统和照明系统。
[0104]
下面对本发明提供的曲面光学元件表面缺陷扫描成像装置进行描述，下文描述的曲面光学元件表面缺陷扫描成像装置与上文描述的曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法可相互对应参照。
[0105]
基于上述任一实施例，本发明还提供一种曲面光学元件表面缺陷扫描成像装置，如图6所示，该装置包括：
[0106]
第一确定单元610，用于基于曲面光学元件的边缘纬度以及扫描相机在曲面光学元件上的成像区域对应的球心角，确定曲面光学元件沿经线方向的第一扫描图像数量；
[0107]
第二确定单元620，用于基于球心角以及各目标纬线的纬度，确定曲面光学元件在各目标纬线上的第二扫描图像数量；各目标纬线的纬度基于第一扫描图像数量以及边缘纬度确定；
[0108]
图像获取单元630，用于基于第一扫描图像数量以及第二扫描图像数量，获取曲面光学元件上的多个扫描图像；
[0109]
缺陷检测单元640，用于基于多个扫描图像，对曲面光学元件进行表面缺陷检测。
[0110]
图7是本发明提供的电子设备的结构示意图，如图7所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)710、存储器(memory)720、通信接口(communications interface)730和
通信总线740，其中，处理器710，存储器720，通信接口730通过通信总线740完成相互间的通信。处理器710可以调用存储器720中的逻辑指令，以执行曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法，该方法包括：基于曲面光学元件的边缘纬度以及扫描相机在所述曲面光学元件上的成像区域对应的球心角，确定所述曲面光学元件沿经线方向的第一扫描图像数量；基于所述球心角以及各目标纬线的纬度，确定所述曲面光学元件在所述各目标纬线上的第二扫描图像数量；各目标纬线的纬度基于所述第一扫描图像数量以及所述边缘纬度确定；基于所述第一扫描图像数量以及所述第二扫描图像数量，获取所述曲面光学元件上的多个扫描图像；所述多个扫描图像用于对所述曲面光学元件进行表面缺陷检测。
[0111]
此外，上述的存储器720中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom,read-only memory)、随机存取存储器(ram,random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0112]
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法，该方法包括：基于曲面光学元件的边缘纬度以及扫描相机在所述曲面光学元件上的成像区域对应的球心角，确定所述曲面光学元件沿经线方向的第一扫描图像数量；基于所述球心角以及各目标纬线的纬度，确定所述曲面光学元件在所述各目标纬线上的第二扫描图像数量；各目标纬线的纬度基于所述第一扫描图像数量以及所述边缘纬度确定；基于所述第一扫描图像数量以及所述第二扫描图像数量，获取所述曲面光学元件上的多个扫描图像；所述多个扫描图像用于对所述曲面光学元件进行表面缺陷检测。
[0113]
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法，该方法包括：基于曲面光学元件的边缘纬度以及扫描相机在所述曲面光学元件上的成像区域对应的球心角，确定所述曲面光学元件沿经线方向的第一扫描图像数量；基于所述球心角以及各目标纬线的纬度，确定所述曲面光学元件在所述各目标纬线上的第二扫描图像数量；各目标纬线的纬度基于所述第一扫描图像数量以及所述边缘纬度确定；基于所述第一扫描图像数量以及所述第二扫描图像数量，获取所述曲面光学元件上的多个扫描图像；所述多个扫描图像用于对所述曲面光学元件进行表面缺陷检测。
[0114]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0115]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可
借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0116]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法，其特征在于，包括：基于曲面光学元件的边缘纬度以及扫描相机在所述曲面光学元件上的成像区域对应的球心角，确定所述曲面光学元件沿经线方向的第一扫描图像数量；基于所述球心角以及各目标纬线的纬度，确定所述曲面光学元件在所述各目标纬线上的第二扫描图像数量；各目标纬线的纬度基于所述第一扫描图像数量以及所述边缘纬度确定；基于所述第一扫描图像数量以及所述第二扫描图像数量，获取所述曲面光学元件上的多个扫描图像；所述多个扫描图像用于对所述曲面光学元件进行表面缺陷检测。2.根据权利要求1所述的曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法，其特征在于，所述基于曲面光学元件的边缘纬度以及扫描相机在所述曲面光学元件上的成像区域对应的球心角，确定所述曲面光学元件沿经线方向的第一扫描图像数量，包括：基于球心角间隔以及所述球心角，确定用于表征两相邻成像区域之间重叠范围的重叠系数，所述球心角间隔用于表征所述两相邻成像区域之间的球心角距离；基于所述重叠系数、所述球心角以及所述边缘纬度，确定所述第一扫描图像数量。3.根据权利要求1所述的曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法，其特征在于，所述基于所述球心角以及各目标纬线的纬度，确定所述曲面光学元件在所述各目标纬线上的第二扫描图像数量，包括：基于所述球心角，确定在所述各目标纬线上相邻两扫描图像之间的球心角间隔；基于所述球心角间隔，以及所述各目标纬线的纬度，确定所述第二扫描图像数量。4.根据权利要求1所述的曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法，其特征在于，所述基于所述第一扫描图像数量以及所述第二扫描图像数量，获取所述曲面光学元件上的多个扫描图像，包括：基于所述第一扫描图像数量，以及所述球心角，确定各扫描图像的中心点纬度；基于所述第二扫描图像数量、所述球心角以及所述各目标纬线的纬度，确定所述各扫描图像的中心点经度；基于所述各扫描图像的中心点纬度，以及所述各扫描图像的中心点经度，获取所述多个扫描图像。5.根据权利要求4所述的曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法，其特征在于，所述基于所述各扫描图像的中心点纬度，以及所述各扫描图像的中心点经度，获取所述多个扫描图像，包括：基于所述扫描相机的物距、所述各扫描图像的中心点纬度以及所述曲面光学元件的球面半径，确定所述扫描相机在所述各扫描图像的中心点纬度成像时扫描平台上各平移轴的运动位移；基于相邻两扫描图像的中心点经度，确定所述扫描平台上各旋转轴的旋转角度；基于所述各平移轴的运动位移，以及所述各旋转轴的旋转角度，调整所述扫描相机的位置，以使调整位置后的扫描相机获取对应的扫描图像。6.根据权利要求5所述的曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法，其特征在于，所述扫描平台为五轴运动平台，所述五轴运动平台包括第一平移轴、第二平移轴、第三平移轴、第一旋转轴以及第二旋转轴，所述第一平移轴与所述第二平移轴为水平方向平移轴且相互垂
直，所述第三平移轴为竖直方向平移轴，所述第一旋转轴安装于所述第一平移轴与所述第二平移轴构成的平台上，所述第二旋转轴固定于所述第三平移轴上。7.一种曲面光学元件表面缺陷扫描成像装置，其特征在于，包括：第一确定单元，用于基于曲面光学元件的边缘纬度以及扫描相机在所述曲面光学元件上的成像区域对应的球心角，确定所述曲面光学元件沿经线方向的第一扫描图像数量；第二确定单元，用于基于所述球心角以及各目标纬线的纬度，确定所述曲面光学元件在所述各目标纬线上的第二扫描图像数量；各目标纬线的纬度基于所述第一扫描图像数量以及所述边缘纬度确定；图像获取单元，用于基于所述第一扫描图像数量以及所述第二扫描图像数量，获取所述曲面光学元件上的多个扫描图像；所述多个扫描图像用于对所述曲面光学元件进行表面缺陷检测。8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法。9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法。10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法。

技术总结
本发明提供一种曲面光学元件表面缺陷扫描成像方法及装置，所述方法包括：基于曲面光学元件的边缘纬度以及扫描相机在曲面光学元件上的成像区域对应的球心角，确定曲面光学元件沿经线方向的第一扫描图像数量；基于球心角以及各目标纬线的纬度，确定曲面光学元件在各目标纬线上的第二扫描图像数量；基于第一扫描图像数量以及第二扫描图像数量，获取曲面光学元件上的多个扫描图像；基于多个扫描图像，对曲面光学元件进行表面缺陷检测。本发明能够准确获取曲面光学元件上的多个扫描图像，并基于扫描图像高效且准确对曲面光学元件进行表面缺陷检测。缺陷检测。缺陷检测。


技术研发人员：李明威 罗惠元 钟成
受保护的技术使用者：滨州魏桥国科高等技术研究院
技术研发日：2023.06.07
技术公布日：2023/10/6