對於（yú）圖像測量儀的（de）測量誤差分析，來關注了（le）解（jiě）一下

圖像測量儀是近年來基於計算機視覺檢測技術（shù）的新型*精密（mì）測量儀，廣泛應用於機械製造、電子、汽車、航空航天等行（háng）業。可用於在線檢測元件的尺寸、形狀和相互位置，以及光刻（kè）集（jí）成（chéng）電路的劃線、定心孔、對準等。由（yóu）於其（qí）通用性強、測量範圍大、精度高、性能好、實時性強，並能與柔性製造係統連接，所以得到了廣泛的應用（yòng）。

1.圖像測量儀的組成

圖（tú）像測量（liàng）是將被測物體的圖像視為（wéi）檢測和信息傳輸的測量方法。其目的是從圖像中提取有用的信號，並基於圖像（xiàng）分析和識別對其進行測（cè）量。圖像是指物體發光和反射光的視覺印象。由於計算機隻（zhī）能處理數字信息，圖像不能直接由計算機處理。在被計（jì）算機處理之前，圖像（xiàng）必須被轉換（huàn）成數字（zì）圖像，也就是數字化。因此，一個典型的圖像測量係統主要由六部分組（zǔ）成:光源、機器（qì）、CCD攝像頭、圖像采集卡、運動控（kòng）製係統和PC，如下圖所示。通過各部分的組合（hé），可以完成不同環境（jìng）下（xià）的（de）高（gāo）精度圖像檢測任務。

圖像測量儀（yí）的測量過程如下圖所示。首（shǒu）先將待（dài）測（cè）工件放在工作台上，啟動運（yùn）動（dòng）控製程序，通過運動控製卡控製X、Y、Z軸的運動，使其到達合適（shì）的位置，將待測工件的圖像清晰地呈現在（zài）CCD上。電荷耦合器件將獲得（dé）的光信號轉換成電信號，然後通過圖像采集卡將待測物體的圖（tú）像采（cǎi）集到PC機（jī）上（shàng）。然後通過圖像（xiàng）處理技術、空間幾何運算（suàn）、運動控製和光柵數據（jù）采（cǎi）集（jí）運算，得到被測物體（tǐ）的幾何尺寸和待測物理量（liàng）的檢測（cè）。*後由測量軟（ruǎn）件（jiàn）完成測量工作，獲得（dé）所需參數完成測量工作。

圖像測量過程

2.測量（liàng）誤差分析（xī）:

圖像測量儀的測量誤差是指圖像測量儀本（běn）身（shēn）的固有誤差。儀器引起的誤差很多（duō），在儀器的設（shè）計、製造和使用的各個階段都可能出現誤差，分（fèn）別稱為測量（liàng）儀（yí）器的原理誤差、製造誤差和操作誤差。

2.1原理錯誤

圖（tú）像測量儀的原理（lǐ）誤差有:CCD攝像機畸變引起（qǐ）的誤差和不同測量方法引起的誤差。相機的製造和（hé）工藝，入射光通過各個鏡頭時的折射誤差和光盤點陣的位置誤差等。，光學係統存在非線性幾何畸變，使得目標像點（diǎn）與理論（lùn）像點之間存在多種類型的（de）幾何畸變，如徑向畸變、偏心畸變、薄棱鏡畸變等。徑（jìng）向畸變大，切向畸變和薄棱鏡畸變小，圖像中心區域畸變小，邊緣畸變大。使用高質量的鏡頭（tóu）可以減少畸變誤差的影響，但在（zài）精（jīng）密測量中需要考慮畸變的影響來校正測（cè）量結果。

不同測量方法引起的（de）誤差主要是指不同（tóng）圖像處理技術引起的識別和量化誤差。圖像的邊緣是（shì）圖像（xiàng）的（de）基本特征，是物體輪廓或物體不（bú）同表麵之間的界麵在圖像中的反映。邊緣輪廓是人類識別物體形狀（zhuàng）的重（chóng）要因素，也是圖像處理中的重（chóng）要處理對象。在圖像處理過程中，需要進（jìn）行邊（biān）緣提取，在數字圖像（xiàng）處理技術中有許多不同的邊緣提取方（fāng）法。選（xuǎn）擇不同的（de）提取方法* *會極大地改變同一被測件的邊緣位置，因此會對*終的測（cè）量結果產生影響。例如，測量（liàng）圓形（xíng）工件的半徑和中心時，當圓的（de）輪廓改變時，其（qí）半徑值和中（zhōng）心位置也會相應改變。因此，在圖（tú）像（xiàng）處理過程中，圖像處（chù）理（lǐ）算法對儀器的測量精度有著非常重要的影響，是圖像測量的重點。

2.2製造誤差

圖像測量儀的製造誤差有:導向機（jī）構引起的誤差、安裝誤差等。導向機構引起的（de）誤差主要是圖像測量儀機構誤差中的直線運動定位誤差。圖像測量儀是一種正交坐標測量儀。正交（jiāo）坐標係測量儀有三個相互垂直的軸，即X軸、Y軸和Z軸，三個運動部件沿著這三個軸運動，使（shǐ）CCD相（xiàng）對於被測工件做三維直線（xiàn）運動。選擇（zé）高質量的運動導向機構可以減少這種誤差的影響。安裝誤差（chà）主要在於攝像頭（tóu）與工作台的相對關係，如圖3所示。當測量平台與CCD相機的鏡頭呈一定角度h時，根據幾何知識可以得到誤差（chà）公式如下:

D =L(1- cosH)

攝像（xiàng）機安裝錯誤示意圖（tú）

如果圖像測量儀的測量平台水平性能和CCD攝像頭的安裝都很出色，那麽它們之間的夾角（jiǎo）在範圍之內，誤差很小。

2.3操作錯誤

圖像測量儀器的操（cāo）作誤差有（yǒu）:測量環境和條件變化（huà）(如溫度變化、電壓（yā）波動、光照（zhào）條件變化（huà）、機構磨損等（děng）)引起的誤差（chà）。)，以及動態錯誤。由於溫度的變化，圖像測量儀各（gè）部件的尺寸、形狀、相互位（wèi）置以及一些重要的特征參數都發（fā）生了變化，從而（ér）影響了該儀器的精度。溫度變化（huà）也可能導（dǎo）致電氣參數和儀器特性的變化，導致溫度靈敏度漂移和溫度零點漂移。並且電壓和光照條件的變化會（huì）影響圖像測量儀上下光源燈的亮度，導（dǎo）致係統（tǒng）光照不均勻，從而在采集（jí）的圖像邊緣留（liú）下陰影，造成圖像邊（biān）緣提取錯誤。磨損會導致圖（tú）像測量儀零件的尺寸、形狀和位置出現誤差，增加配合間隙，降低該儀器工作精度的（de）穩（wěn）定性（xìng）。因此，測量操作條件（jiàn）的改（gǎi）善可以（yǐ）有效降低這種誤差的影響。