影像测量仪测量误差分析
影像测量仪是近年来基于计算机视觉检测技术开发的高效新型精密测量仪器，已广泛用于机械制造，电子，汽车，航空航天等行业。它可以用于在线检测组件的尺寸，形状和相互位置，还可以用于划线，对中孔，光刻集成电路对准等。由于它的多功能性强，测量范围大，精度高，性能好性能，强大的实时性以及与灵活的制造系统的连接，它具有广泛的用途。
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影像测量仪的组成
图像测量是一种使用测量对象的图像作为信息检测和传输的测量方法。其目的是从图像中提取有用的信号，并基于图像分析和识别进行测量。图像是指对象的发光和反射光的视觉印象。由于计算机只能处理数字信息，因此计算机无法直接处理图像。必须先将图像转换为数字形式，然后再由计算机处理。图像，即数字化图像。因此，典型的图像测量系统主要由六个部分组成：光源，机器，CCD摄像机，图像采集卡，运动控制系统和PC，如下图所示。通过各个部分的组合，可以完成不同环境下的各种高精度图像检测任务。
影像测量仪的测量过程如下图所示。首先将要测量的工件放在工作台上，启动运动控制程序，通过运动控制卡控制X，Y和Z轴的运动，使其到达合适的位置，并使工件图像被测物可以清晰地呈现给CCD。在CCD中，将获得的光信号转换为电信号，然后通过图像采集卡将被测物体的图像收集到PC中。然后通过图像处理技术，空间几何运算，运动控制以及光栅数据的采集和运算，获得被测物体的几何尺寸和被测物的物理量，最后通过测量软件完成测量工作获得所需的结果参数以完成测量工作。
图像测量过程
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测量误差分析：
影像测量仪的测量误差是指影像测量仪本身的固有误差。仪器引起的误差是多方面的，并且在仪器的设计，制造和使用的每个阶段都可能发生误差影像测量仪，这些误差称为测量仪器的原理误差，制造误差和操作误差。
2.1原理错误
影像测量仪的基本误差是：由CCD相机变形引起的误差和由不同测量方法引起的误差。由于照相机的制造和技术，入射光通过各种镜头时的折射误差和CD点矩阵的位置误差等，光学系统具有非线性几何畸变，这使得它的类型很多在目标图像点和理论图像点之间。几何畸变：径向畸变，偏心畸变，薄棱镜畸变等，并且径向畸变大，切向畸变和薄棱镜畸变小，图像的中心区域畸变和边缘畸变小大。使用高质量的镜头可以减少畸变误差的影响，但是在精密测量中需要考虑畸变的影响以校正测量结果。
由不同的测量方法引起的误差主要是指由不同的图像处理技术引起的识别和量化误差。图像的边缘是图像的基本特征，它是对象轮廓的反射或图像中对象不同表面之间的边界。边缘轮廓是人类识别物体形状的重要因素，并且也是图像处理中的重要处理物体。在图像处理过程中，需要边缘提取。但是，数字图像处理技术中有许多不同的边缘提取方法。选择不同的提取方法会在同一试样的边缘位置产生很多变化，因此会影响最终加工。例如，当测量圆形工件的半径和中心时，当圆的轮廓变化时，其半径值和中心位置将相应更改。可以看出，在图像处理过程中，图像处理算法对仪器的测量精度有非常重要的影响，这是图像测量的重点。
2.2制造错误
属于影像测量仪的制造误差是：由导向机构引起的误差，安装误差等。对于影像测量仪，由导向机构产生的误差主要是机构误差中的直线运动定位误差。 影像测量仪是正交坐标系测量仪器。正交坐标系测量仪具有3个相互垂直的轴，即X，Y，Z三个轴。沿着这三个轴有3个运动部件，因此CCD相对于被测工件进行了三维线性运动。选择高质量的运动导向机构可以减少此类误差的影响。安装误差主要在于摄像机与工作面之间的相对关系，如图3所示。当CCD摄像机的测量平台与镜头成一定角度H时，可根据几何知识如下：
D = L（1- cosH）
摄像机安装错误示意图
如果影像测量仪的测量平台的水平性能和CCD摄像机的安装出色，并且它们之间的角度在该范围内，则误差很小。
2.3运行错误
属于影像测量仪操作误差是：由测量环境和条件的变化（例如温度变化，电压波动，照明条件的变化，机械磨损等）引起的误差，以及动态误差。由于温度的变化，影像测量仪零件的尺寸，形状，相互位置关系以及一些重要的特性参数发生了变化，从而影响了仪器的精度。温度变化还可能导致电气参数和仪器特性发生变化，从而导致温度灵敏度漂移和温度零漂移。电压和照明条件的变化将影响影像测量仪的上部和下部光源的亮度，从而导致系统照明不均影像测量仪，从而导致由采集图像边缘上的阴影引起的图像边缘提取错误。磨损会导致影像测量仪零件的尺寸，形状和位置误差，并增加配合间隙，从而降低该仪器工作精度的稳定性。因此，改善测量操作条件可以有效地减少这种误差的影响。返回搜狐查看更多
