CN113899321A - 凹面镜辅助成像的镜面物体三维形貌测量方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种凹面镜辅助成像的镜面物体三维形貌测量方法及系统。该系统包括计算机、CCD相机、凹面镜、液晶显示屏和第一高精度水平移动导轨。该方法中根据凹面镜成像原理，液晶显示屏显示的条纹图像经凹面镜反射后，再根据条纹反射原理，液晶显示屏上条纹图经凹面镜反射后的像再经待测镜面物体反射，CCD相机采集经待测镜面物体反射后的变形条纹图；经过条纹信息的解调，计算得到展开相位；再通过相位与深度间的映射关系，恢复待测镜面物体表面三维形貌数据，解决传统测量系统中由于相机景深限制造成离焦现象带来的相位获取不准确问题，测量精度高。

Description

凹面镜辅助成像的镜面物体三维形貌测量方法及系统

技术领域

本发明涉及光学非接触式镜面物体三维形貌测量领域，具体为一种凹面镜辅助成像的镜面物体三维形貌测量方法及系统。

背景技术

随着工业制造的发展，在航空航天、汽车工业、人工智能等领域存在着大量的镜面元件，精确获取其表面三维形貌对提高元件性能具有重要意义。但是由于镜面物体的反射特性，其反射光线完全受限于物面法线，相机无法任意摆放观测镜面物体三维形貌。因此，镜面物体表面三维形貌数据的精确获取一直是研究的热点和难点。

光学三维形貌测量技术由于具有非接触测量、采集速度快、全场、高精度和动态范围大等优点，被广泛应用于镜面物体的三维形貌测量中。但该测量技术仍处于发展阶段，近年来许多国内外学者进行了大量的研究。具体如下所示：

文献《Markus C.Knauer,Jurgen Kaminski,Gerd Hausler.Phase measuringdeflectometry:anew approach to measure specular free-form surfaces[P].SPIEPhotonics Europe,2004.》中，利用计算机、液晶显示屏和两个CCD相机组成镜面物体三维测量系统。两个相机分别从不同视角采集待测镜面物体表面变形条纹。根据入射光线和出射光线得到表面法向量，求得梯度数据。通过系统标定数据，利用数值积分获得镜面物体表面数据。该方法需要对两个相机进行标定，工作复杂；且通过积分恢复物体表面数据容易造成误差的累积，影响测量精度；同时也无法对大梯度和不连续镜面进行测量。

文献《刘元坤,苏显渝,姜美花等.基于相移和非相干成像的反射镜面形测量方法[J].光电子·激光,2006,17(004):458-463.》中，利用计算机、液晶显示屏、CCD相机组成镜面物体测量系统，分别在液晶显示屏上显示横竖条纹，经参考镜面或待测镜面反射后，CCD相机从另一视角采集变形后的条纹。建立相位与梯度间的对应关系，然后通过梯度积分获得镜面物体表面三维形貌。该方法系统结构简单，操作方便，但测量过程中需要分别显示横竖条纹，耗时长；且积分结果需要不断迭代以得到最精确测量数据，计算过程复杂；而且不适用于复杂镜面、大梯度和不连续镜面的测量。

文献《Zonghua Zhang,Yue Liu,Shujun Huang,et al.Full-field 3D shapemeasurement of specular surfaces by direct phase to depth relationship[P].SPIE/COS Photonics Asia,2016.》中，利用计算机、两个液晶显示屏、半透半反镜、CCD相机组成镜面物体三维测量系统。该系统直接建立相位与深度之间的关系，无需积分，可以实现大梯度、非连续镜面物体的测量。但半透半反镜的引入，限制了测量视场的大小，无法测量大尺寸的镜面物体。

通过上述文献可以看出，镜面物体光学三维形貌测量主要通过条纹反射方法。虽然该方法得到了广泛的研究，但仍然存在许多问题。为实现复杂、大梯度、非连续镜面物体三维形貌测量，需要建立相位与深度之间的直接对应关系。现有方法由于受到相机镜头有限景深范围的影响，液晶显示屏上显示的条纹图经待测镜面物体反射后所成虚像位于相机景深之外，使液晶显示屏上条纹和被测镜面无法同时清晰成像，严重影响三维测量精度。因此提供一种测量系统不受相机景深限制影响、测量精度高、硬件结构简单的非连续镜面物体测量方法为现有技术中亟待解决的难题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种凹面镜辅助成像的镜面物体三维形貌测量方法及系统。

本发明解决所述方法技术问题的技术方案是，提供一种凹面镜辅助成像的镜面物体三维形貌测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)搭建测量系统：第一高精度水平移动导轨固定在光学平台上；凹面镜垂直固定于光学平台上；第一高精度水平移动导轨与凹面镜的主轴相互平行；液晶显示屏设置于第一高精度水平移动导轨上，液晶显示屏垂直于光学平台且能够沿第一高精度水平移动导轨直线移动；凹面镜所在平面和液晶显示屏相互平行，凹面镜所在平面为过凹面镜顶点的切平面；CCD相机的光轴与光学平台平行；液晶显示屏、凹面镜和待测镜面物体在空间上呈三角测量关系；凹面镜、待测镜面物体和CCD相机在空间上呈三角测量关系；计算机分别与CCD相机和液晶显示屏通讯连接；

(2)标定测量系统：

首先将标定用平面反射镜和第二高精度水平移动导轨置于测量系统中：第二高精度水平移动导轨固定在光学平台上，凹面镜的主轴、第一高精度水平移动导轨和第二高精度水平移动导轨相互平行；标定用平面反射镜垂直于光学平台且能够沿第二高精度水平移动导轨直线移动；凹面镜所在平面、液晶显示屏和标定用平面反射镜相互平行；液晶显示屏、凹面镜和标定用平面反射镜在空间上呈三角测量关系；凹面镜、标定用平面反射镜和CCD相机在空间上呈三角测量关系；

再根据CCD相机采集的条纹图像将液晶显示屏和标定用平面反射镜置于凹面镜二倍焦距位置处，液晶显示屏和标定用平面反射镜关于凹面镜的主轴对称，此位置的液晶显示屏为位置一；根据此时标定用平面反射镜的位置标定CCD相机的景深范围，使标定用平面反射镜位于该景深范围内；

再利用第一高精度水平移动导轨将液晶显示屏移动一个距离，同时液晶显示屏位于CCD相机的景深范围，此位置的液晶显示屏为位置二；利用第二高精度水平移动导轨将标定用平面反射镜移动一个距离，移动方向与液晶显示屏的移动方向相反；CCD相机采集此时经过标定用平面反射镜反射后的条纹图像，计算机分析条纹图像的正弦特性，同时根据凹面镜的成像原理，将此时理论上条纹图像的正弦特性与实际分析得到的条纹图像的正弦特性进行比较，确定标定用平面反射镜的位置；

处于位置一的液晶显示屏显示的正弦条纹经凹面镜反射后显示在标定用平面反射镜中的像与处于位置二的液晶显示屏显示的正弦条纹经凹面镜反射后显示在标定用平面反射镜中的像之间的距离为d；

(3)利用第二高精度水平移动导轨将标定用平面反射镜移动至液晶显示屏位于位置一处时的所在位置，此时标定用平面反射镜作为参考镜面，分别计算两个位置处的液晶显示屏的相位信息：

首先利用计算机生成三组正弦条纹，每组包含四幅彼此间有π/2相位移动量的正弦条纹；

处于位置一的液晶显示屏显示三组正弦条纹，依次经凹面镜和参考镜面反射后，CCD相机采集反射后的三组条纹图像；计算机处理CCD相机采集的条纹图像，将每组四幅彼此间有π/2相位移动量的正弦条纹利用四步相移法得到一个折叠相位，一共得到三组折叠相位，再通过最佳三条纹选择法利用三组折叠相位计算得到液晶显示屏位于位置一时参考镜面表面的展开相位

然后利用第一高精度水平移动导轨将液晶显示屏移动至位置二处，利用同样的方法计算得到液晶显示屏位于位置二时参考镜面表面的展开相位

(4)移除参考镜面，将待测镜面物体放在参考镜面位置处；再根据步骤(3)的方法，分别计算得到液晶显示屏位于位置一时待测镜面物体表面的展开相位

以及液晶显示屏位于位置二时待测镜面物体表面的展开相位

(5)建立展开相位与待测镜面物体表面的深度数据的映射关系如公式(1)所示，进而得到待测镜面物体表面的深度数据，完成镜面物体三维形貌测量；

式(1)中，h为待测镜面物体表面的深度信息。

本发明解决所述系统技术问题的技术方案是，提供一种凹面镜辅助成像的镜面物体三维形貌测量系统，其特征在于，该系统包括计算机、CCD相机、凹面镜、液晶显示屏和第一高精度水平移动导轨；

第一高精度水平移动导轨固定在光学平台上；凹面镜垂直固定于光学平台上；第一高精度水平移动导轨与凹面镜的主轴相互平行；液晶显示屏设置于第一高精度水平移动导轨上，液晶显示屏垂直于光学平台且能够沿第一高精度水平移动导轨直线移动；凹面镜所在平面和液晶显示屏相互平行，凹面镜所在平面为过凹面镜顶点的切平面；CCD相机的光轴与光学平台平行；

液晶显示屏、凹面镜和待测镜面物体在空间上呈三角测量关系；凹面镜、待测镜面物体和CCD相机在空间上呈三角测量关系；

计算机分别与CCD相机和液晶显示屏通讯连接。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：

1、测量精度高：传统相位测量偏折术以及直接相位测量偏折术中，测量精度都会受到相机景深范围的影响。在传统方法中，通常将相机聚焦于被测镜面位置处。但由于相机景深范围有限，会使得液晶显示屏上显示条纹的虚像无法在相机景深范围内清晰成像，使利用条纹获得的相位信息不准确，影响测量精度。在本发明中，利用凹面镜改变光路传播方向，使液晶显示屏上显示条纹的虚像与待测镜面物体位于同一位置处，在相机景深范围内同时清晰成像，解决了由于相机景深限制带来的相位信息获取不准确问题，提高了系统的测量精度。

2、系统简便，易于调节：本测量系统结构紧凑，组件灵活，易于调节。在实际测量待测镜面物体时，无需再进行复杂过程，操作方便。

3、建立了相位与深度的直接映射关系：传统相位测量偏折术利用梯度积分的方法恢复镜面物体的三维形貌。但积分的方法在计算过程中容易造成误差的累积，且该方法只适用于连续镜面物体的测量。本发明提出一种新的数学几何模型，利用系统中元器件的空间几何关系和成像原理，建立了相位与深度之间的直接映射关系，避免了传统方法中的误差累积，且该方法可用于非连续、大曲率复杂镜面物体三维形貌测量，适用范围更加广泛。

4、测量系统中引入凹面反射镜，设计巧妙：在本发明中，巧妙借助凹面镜反射成像基本原理，解决了镜面物体三维形貌测量中离焦造成相位信息获取不准确的一大难题。

5、本发明的方法及系统，具有通用性、普遍性、易推广性。

附图说明

图1为本发明的测量系统的结构示意图；

图2为本发明系统标定过程中的结构示意图；

图3为本发明的测量原理示意图。

图中，1、计算机；2、CCD相机；3、凹面镜；4、液晶显示屏；5、第一高精度水平移动导轨；6、标定用平面反射镜；7、待测镜面物体；8、第二高精度水平移动导轨。

具体实施方式

下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请权利要求的保护范围。

本发明提供了一种凹面镜辅助成像的镜面物体三维形貌测量方法(简称方法)，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)搭建测量系统：第一高精度水平移动导轨5固定在光学平台上；凹面镜3垂直固定于光学平台上；第一高精度水平移动导轨5与凹面镜3的主轴相互平行；液晶显示屏4设置于第一高精度水平移动导轨5上，液晶显示屏4垂直于光学平台且能够沿第一高精度水平移动导轨5直线移动；凹面镜3所在平面和液晶显示屏4相互平行，凹面镜3所在平面为过凹面镜顶点的切平面；凹面镜3所在平面与凹面镜3的主轴相互垂直；CCD相机2的光轴与光学平台平行；液晶显示屏4、凹面镜3和待测镜面物体7在空间上呈三角测量关系；凹面镜3、待测镜面物体7和CCD相机2在空间上呈三角测量关系；计算机1分别与CCD相机2和液晶显示屏4通讯连接；

(2)为了实现高精度镜面三维形貌测量，需要标定测量系统：

首先将标定用平面反射镜6和第二高精度水平移动导轨8置于测量系统中：第二高精度水平移动导轨8固定在光学平台上，凹面镜3的主轴、第一高精度水平移动导轨5和第二高精度水平移动导轨8相互平行；标定用平面反射镜6垂直于光学平台且能够沿第二高精度水平移动导轨8直线移动；凹面镜3所在平面、液晶显示屏4和标定用平面反射镜6相互平行；液晶显示屏4、凹面镜3和标定用平面反射镜6在空间上呈三角测量关系；凹面镜3、标定用平面反射镜6和CCD相机2在空间上呈三角测量关系；

再根据CCD相机2采集的条纹图像将液晶显示屏4和标定用平面反射镜6置于凹面镜3二倍焦距位置处(根据凹面镜成像原理，在凹面镜二倍焦距位置处的物体，经凹面镜反射后会成一个倒立等大的像)，液晶显示屏4和标定用平面反射镜6关于凹面镜3的主轴对称，此位置的液晶显示屏4为位置一(处于位置一的液晶显示屏4在图3中标记为LCD1)；根据此时标定用平面反射镜6的位置标定CCD相机2的景深范围，使标定用平面反射镜6位于该景深范围内；

再利用第一高精度水平移动导轨5将液晶显示屏4移动一个距离(优选沿远离凹面镜3的方向移动)，同时液晶显示屏4位于CCD相机2的景深范围，此位置的液晶显示屏4为位置二(处于位置二的液晶显示屏4在图3中标记为LCD2)；利用第二高精度水平移动导轨8将标定用平面反射镜6移动一个距离(优选沿靠近凹面镜3的方向移动)，移动方向与液晶显示屏4的移动方向相反；CCD相机2采集此时经过标定用平面反射镜6反射后的条纹图像，利用计算机1的Matlab软件分析条纹图像的正弦特性，同时根据凹面镜3的成像原理，将此时理论上条纹图像的正弦特性与实际分析得到的条纹图像的正弦特性进行比较，确定标定用平面反射镜6的位置(即液晶显示屏4的成像位置)；

处于位置一的液晶显示屏4显示的正弦条纹经凹面镜3反射后显示在标定用平面反射镜6中的像(在图3中标记为LCD1’)与处于位置二的液晶显示屏4显示的正弦条纹经凹面镜3反射后显示在标定用平面反射镜6中的像(在图3中标记为LCD2’)之间的距离为d；

(3)利用第二高精度水平移动导轨8将标定用平面反射镜6移动至液晶显示屏4位于位置一处时的所在位置，此时标定用平面反射镜6作为参考镜面，分别计算两个位置处的液晶显示屏4的相位信息：

首先利用计算机1中的Matlab软件生成三组正弦条纹，每组包含四幅彼此间有π/2相位移动量的正弦条纹；按照测量视场需求选择最佳正弦条纹个数，并且三组正弦条纹的条纹个数满足最佳三条纹选择法；

处于位置一的液晶显示屏4显示三组正弦条纹，依次经凹面镜3和参考镜面反射后，CCD相机2采集反射后的三组条纹图像；计算机1处理CCD相机2采集的条纹图像，将每组四幅彼此间有π/2相位移动量的正弦条纹利用四步相移法得到一个折叠相位，一共得到三组折叠相位，再通过最佳三条纹选择法利用三组折叠相位计算得到液晶显示屏4位于位置一时参考镜面表面的展开相位

然后利用第一高精度水平移动导轨5将液晶显示屏4移动至位置二处，利用同样的方法计算得到液晶显示屏4位于位置二时参考镜面表面的展开相位

(4)移除参考镜面，将待测镜面物体7放在参考镜面位置处；再根据步骤(3)的方法，分别计算得到液晶显示屏4位于位置一时待测镜面物体表面的展开相位

以及液晶显示屏4位于位置二时待测镜面物体表面的展开相位

(5)求解待测镜面物体7表面的深度信息：

建立展开相位与待测镜面物体7表面的深度数据的映射关系如公式(1)所示，进而得到待测镜面物体7表面的深度数据，完成镜面物体三维形貌测量；

式(1)中，h为待测镜面物体7表面的深度信息。

本发明同时提供了一种凹面镜辅助成像的镜面物体三维形貌测量系统(简称系统)，其特征在于，该系统包括计算机1、CCD相机2、凹面镜3、液晶显示屏4和第一高精度水平移动导轨5；

第一高精度水平移动导轨5固定在光学平台上；凹面镜3垂直固定于光学平台上；第一高精度水平移动导轨5与凹面镜3的主轴相互平行；液晶显示屏4设置于第一高精度水平移动导轨5上，液晶显示屏4垂直于光学平台且能够沿第一高精度水平移动导轨5直线移动；凹面镜3所在平面和液晶显示屏4相互平行，凹面镜3所在平面为过凹面镜顶点的切平面；CCD相机2的光轴与光学平台平行；

液晶显示屏4、凹面镜3和待测镜面物体7在空间上呈三角测量关系；凹面镜3、待测镜面物体7和CCD相机2在空间上呈三角测量关系；

计算机1通过HDMI接口与液晶显示屏4通讯连接，控制液晶显示屏4分别显示三组具有最佳条纹个数的正弦条纹；计算机1通过USB3.0接口与CCD相机2通讯连接，控制CCD相机2采集条纹图像；计算机1存储CCD相机2采集的条纹并进行数据运算。计算机1也可分别与第一高精度水平移动导轨5和第二高精度水平移动导轨8通讯连接，控制其上的液晶显示屏4和标定用平面反射镜6精确移动。

优选地，所述标定用平面反射镜6为表面带圆环标识的平面反射镜。

优选地，凹面镜3所在平面是通过Matlab软件提取凹面镜3边缘的标识点，根据提取标识点的像素坐标，利用最小二乘法拟合出的一个平面。

优选地，计算机1、CCD相机2、液晶显示屏4、第一高精度水平移动导轨5和第二高精度水平移动导轨8均为市购产品，其中计算机1中安装有生成条纹和图像处理的软件(本实施例为Matlab软件)，以及控制相机采集和存储图像的软件，这些软件为公知技术，可以商购获得。

优选地，凹面镜3为硅硼材质且表面镀银的反射镜，镜面直径为300mm，曲率半径为500mm，精度为0.05mm。

实施例

本实施例中选择所投影的三组正弦直条纹个数分别是49、48和42。

本发明的测量方法是基于凹面镜3反射成像原理和条纹反射方法。根据凹面镜3成像原理，液晶显示屏4显示的条纹图像经凹面镜3反射后，在通过凹面镜3主轴与液晶显示屏4对称的位置会成一个包含相同条纹信息的条纹图像；再根据条纹反射方法的基本原理，液晶显示屏4上条纹图经凹面镜3反射后的像再经待测镜面物体7反射，CCD相机2采集经待测镜面物体7反射后的变形条纹图；经过条纹信息的解调，计算得到展开相位；再通过相位与深度间的映射关系，恢复待测镜面物体7表面三维形貌数据。

利用凹面镜3的成像原理，使条纹图像与待测镜面物体7位于同一位置处，CCD相机2在测量过程中只需聚焦于待测镜面物体7，不会产生条纹的离焦现象，消除了相机景深对测量系统的限制，避免了镜面三维物体测量中，由于相机景深限制引入的测量误差。在理论创新方面，本发明对光学测量领域新技术的研究开发具有重要意义。在实际应用中，本发明也对航空航天、汽车工业、人工智能等领域中镜面元件的精确测量发挥重要的应用价值。

本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (6)

1.一种凹面镜辅助成像的镜面物体三维形貌测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)搭建测量系统：第一高精度水平移动导轨固定在光学平台上；凹面镜垂直固定于光学平台上；第一高精度水平移动导轨与凹面镜的主轴相互平行；液晶显示屏设置于第一高精度水平移动导轨上，液晶显示屏垂直于光学平台且能够沿第一高精度水平移动导轨直线移动；凹面镜所在平面和液晶显示屏相互平行，凹面镜所在平面为过凹面镜顶点的切平面；CCD相机的光轴与光学平台平行；液晶显示屏、凹面镜和待测镜面物体在空间上呈三角测量关系；凹面镜、待测镜面物体和CCD相机在空间上呈三角测量关系；计算机分别与CCD相机和液晶显示屏通讯连接；

(2)标定测量系统：

首先将标定用平面反射镜和第二高精度水平移动导轨置于测量系统中：第二高精度水平移动导轨固定在光学平台上，凹面镜的主轴、第一高精度水平移动导轨和第二高精度水平移动导轨相互平行；标定用平面反射镜垂直于光学平台且能够沿第二高精度水平移动导轨直线移动；凹面镜所在平面、液晶显示屏和标定用平面反射镜相互平行；液晶显示屏、凹面镜和标定用平面反射镜在空间上呈三角测量关系；凹面镜、标定用平面反射镜和CCD相机在空间上呈三角测量关系；

再根据CCD相机采集的条纹图像将液晶显示屏和标定用平面反射镜置于凹面镜二倍焦距位置处，液晶显示屏和标定用平面反射镜关于凹面镜的主轴对称，此位置的液晶显示屏为位置一；根据此时标定用平面反射镜的位置标定CCD相机的景深范围，使标定用平面反射镜位于该景深范围内；

再利用第一高精度水平移动导轨将液晶显示屏移动一个距离，同时液晶显示屏位于CCD相机的景深范围，此位置的液晶显示屏为位置二；利用第二高精度水平移动导轨将标定用平面反射镜移动一个距离，移动方向与液晶显示屏的移动方向相反；CCD相机采集此时经过标定用平面反射镜反射后的条纹图像，计算机分析条纹图像的正弦特性，同时根据凹面镜的成像原理，将此时理论上条纹图像的正弦特性与实际分析得到的条纹图像的正弦特性进行比较，确定标定用平面反射镜的位置；

处于位置一的液晶显示屏显示的正弦条纹经凹面镜反射后显示在标定用平面反射镜中的像与处于位置二的液晶显示屏显示的正弦条纹经凹面镜反射后显示在标定用平面反射镜中的像之间的距离为d；

(3)利用第二高精度水平移动导轨将标定用平面反射镜移动至液晶显示屏位于位置一处时的所在位置，此时标定用平面反射镜作为参考镜面，分别计算两个位置处的液晶显示屏的相位信息：

首先利用计算机生成三组正弦条纹，每组包含四幅彼此间有π/2相位移动量的正弦条纹；

处于位置一的液晶显示屏显示三组正弦条纹，依次经凹面镜和参考镜面反射后，CCD相机采集反射后的三组条纹图像；计算机处理CCD相机采集的条纹图像，将每组四幅彼此间有π/2相位移动量的正弦条纹利用四步相移法得到一个折叠相位，一共得到三组折叠相位，再通过最佳三条纹选择法利用三组折叠相位计算得到液晶显示屏位于位置一时参考镜面表面的展开相位

然后利用第一高精度水平移动导轨将液晶显示屏移动至位置二处，利用同样的方法计算得到液晶显示屏位于位置二时参考镜面表面的展开相位

(4)移除参考镜面，将待测镜面物体放在参考镜面位置处；再根据步骤(3)的方法，分别计算得到液晶显示屏位于位置一时待测镜面物体表面的展开相位

以及液晶显示屏位于位置二时待测镜面物体表面的展开相位

(5)建立展开相位与待测镜面物体表面的深度数据的映射关系如公式(1)所示，进而得到待测镜面物体表面的深度数据，完成镜面物体三维形貌测量；

式(1)中，h为待测镜面物体表面的深度信息。

2.根据权利要求1所述的凹面镜辅助成像的镜面物体三维形貌测量方法，其特征在于，计算机通过HDMI接口与液晶显示屏通讯连接，控制液晶显示屏分别显示三组具有最佳条纹个数的正弦条纹；计算机通过USB3.0接口与CCD相机通讯连接，控制CCD相机采集条纹图像。

3.根据权利要求1所述的凹面镜辅助成像的镜面物体三维形貌测量方法，其特征在于，计算机分别与第一高精度水平移动导轨和第二高精度水平移动导轨通讯连接，控制其上的液晶显示屏和标定用平面反射镜精确移动。

4.根据权利要求1所述的凹面镜辅助成像的镜面物体三维形貌测量方法，其特征在于，所述标定用平面反射镜为表面带圆环标识的平面反射镜。

5.根据权利要求1所述的凹面镜辅助成像的镜面物体三维形貌测量方法，其特征在于，凹面镜为硅硼材质且表面镀银的反射镜，镜面直径为300mm，曲率半径为500mm，精度为0.05mm。

6.一种凹面镜辅助成像的镜面物体三维形貌测量系统，其特征在于，该系统包括计算机、CCD相机、凹面镜、液晶显示屏和第一高精度水平移动导轨；

第一高精度水平移动导轨固定在光学平台上；凹面镜垂直固定于光学平台上；第一高精度水平移动导轨与凹面镜的主轴相互平行；液晶显示屏设置于第一高精度水平移动导轨上，液晶显示屏垂直于光学平台且能够沿第一高精度水平移动导轨直线移动；凹面镜所在平面和液晶显示屏相互平行，凹面镜所在平面为过凹面镜顶点的切平面；CCD相机的光轴与光学平台平行；

液晶显示屏、凹面镜和待测镜面物体在空间上呈三角测量关系；凹面镜、待测镜面物体和CCD相机在空间上呈三角测量关系；

计算机分别与CCD相机和液晶显示屏通讯连接。

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