對于圖像測量儀的測量誤差分析，來關注了解一下

圖像測量儀是近年來基于計算機視覺檢測技術的新型*精密測量儀，廣泛應用于機械制造、電子、汽車、航空航天等行業。可用于在線檢測元件的尺寸、形狀和相互位置，以及光刻集成電路的劃線、定心孔、對準等。由于其通用性強、測量范圍大、精度高、性能好、實時性強，并能與柔性制造系統連接，所以得到了廣泛的應用。

1.圖像測量儀的組成

圖像測量是將被測物體的圖像視為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，并基于圖像分析和識別對其進行測量。圖像是指物體發光和反射光的視覺印象。由于計算機只能處理數字信息，圖像不能直接由計算機處理。在被計算機處理之前，圖像必須被轉換成數字圖像，也就是數字化。因此，一個典型的圖像測量系統主要由六部分組成:光源、機器、CCD攝像頭、圖像采集卡、運動控制系統和PC，如下圖所示。通過各部分的組合，可以完成不同環境下的高精度圖像檢測任務。

圖像測量儀的測量過程如下圖所示。首先將待測工件放在工作臺上，啟動運動控制程序，通過運動控制卡控制X、Y、Z軸的運動，使其到達合適的位置，將待測工件的圖像清晰地呈現在CCD上。電荷耦合器件將獲得的光信號轉換成電信號，然后通過圖像采集卡將待測物體的圖像采集到PC機上。然后通過圖像處理技術、空間幾何運算、運動控制和光柵數據采集運算，得到被測物體的幾何尺寸和待測物理量的檢測。*后由測量軟件完成測量工作，獲得所需參數完成測量工作。

圖像測量過程

2.測量誤差分析:

圖像測量儀的測量誤差是指圖像測量儀本身的固有誤差。儀器引起的誤差很多，在儀器的設計、制造和使用的各個階段都可能出現誤差，分別稱為測量儀器的原理誤差、制造誤差和操作誤差。

2.1原理錯誤

圖像測量儀的原理誤差有:CCD攝像機畸變引起的誤差和不同測量方法引起的誤差。相機的制造和工藝，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。，光學系統存在非線性幾何畸變，使得目標像點與理論像點之間存在多種類型的幾何畸變，如徑向畸變、偏心畸變、薄棱鏡畸變等。徑向畸變大，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。使用高質量的鏡頭可以減少畸變誤差的影響，但在精密測量中需要考慮畸變的影響來校正測量結果。

不同測量方法引起的誤差主要是指不同圖像處理技術引起的識別和量化誤差。圖像的邊緣是圖像的基本特征，是物體輪廓或物體不同表面之間的界面在圖像中的反映。邊緣輪廓是人類識別物體形狀的重要因素，也是圖像處理中的重要處理對象。在圖像處理過程中，需要進行邊緣提取，在數字圖像處理技術中有許多不同的邊緣提取方法。選擇不同的提取方法* *會極大地改變同一被測件的邊緣位置，因此會對*終的測量結果產生影響。例如，測量圓形工件的半徑和中心時，當圓的輪廓改變時，其半徑值和中心位置也會相應改變。因此，在圖像處理過程中，圖像處理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制造誤差

圖像測量儀的制造誤差有:導向機構引起的誤差、安裝誤差等。導向機構引起的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。正交坐標系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CCD相對于被測工件做三維直線運動。選擇高質量的運動導向機構可以減少這種誤差的影響。安裝誤差主要在于攝像頭與工作臺的相對關系，如圖3所示。當測量平臺與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公式如下:

D =L(1- cosH)

攝像機安裝錯誤示意圖

如果圖像測量儀的測量平臺水平性能和CCD攝像頭的安裝都很出色，那么它們之間的夾角在范圍之內，誤差很小。

2.3操作錯誤

圖像測量儀器的操作誤差有:測量環境和條件變化(如溫度變化、電壓波動、光照條件變化、機構磨損等)引起的誤差。)，以及動態錯誤。由于溫度的變化，圖像測量儀各部件的尺寸、形狀、相互位置以及一些重要的特征參數都發生了變化，從而影響了該儀器的精度。溫度變化也可能導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。并且電壓和光照條件的變化會影響圖像測量儀上下光源燈的亮度，導致系統光照不均勻，從而在采集的圖像邊緣留下陰影，造成圖像邊緣提取錯誤。磨損會導致圖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穩定性。因此，測量操作條件的改善可以有效降低這種誤差的影響。