영상 인식 알고리즘 기반의 영상식 변위 측정은 높은 견고성과 오차 허용성을 가지며, 새로운 디지털 변위 측정 기술이다. 측정 시스템의 크기를 줄이고 동시에 고해상도 직선 변위 측정을 실현하기 위해, 구면 광 투영 이미징 기반 직선 변위 측정 시스템을 설계하였다. 먼저 구면 광 투영의 확대 효과를 이용하여 구면 광 투영 이미징 확대 광로를 설계하고, 광파 평면 모델에 따라 이미지 센서가 수집한 픽셀 그레이 값 보정을 수행하였다. 다음으로 단일 코드 채널에서 절대 위치 측정 및 코드 요소 구분을 구현하기 위해 의사 난수열 인코딩 방식과 폭 임계값 기반 디코딩 방식을 설계하였다. 그다음 아분할 수준의 직선 변위 측정 및 시스템 정밀도 향상을 위해 직선 변위 세분화 알고리즘 및 다중 중심 융합 알고리즘을 설계하였다. 마지막으로 제안한 방법을 실험 검증하기 위해 실험 장치를 설계하였다. 설계된 실험 장치의 측정 광로 높이는 5 mm에 불과하다. 실험 결과 제안된 방법이 250 mm 범위 내에서 이론 해상도 5 nm, 오차 범위 -3.3~3.6 μm, 보정 후 오차 범위 -0.6~1 μm의 직선 변위 측정을 실현할 수 있음을 보여주었다. 수행된 연구는 시스템 부피를 줄이면서 고해상도 직선 변위 측정을 실현할 수 있어 고해상도 직선 변위 측정 연구에 기술적 기반을 제공한다.

구면 광 투영 이미징;영상식 직선 변위 측정;높은 견고성;높은 오차 허용성;고해상도