機(jī)器自動(dòng)影像技術(shù)已成為一種成熟且精確可靠的測(cè)量工具，可用于汽車怠鲜、生物科技及通訊等多個(gè)領(lǐng)域曙惋，目前隨著軟件和影像傳感器方面的一些新技術(shù)發(fā)展如計(jì)算機(jī)處理速度更快、軟件與硬件更容易整合以及可以在運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行影像測(cè)量等捣潭，使得測(cè)量成本進(jìn)一步降低部糠。本文介紹利用影像技術(shù)進(jìn)行測(cè)量時(shí)需注意的一些問題。

從圖像中我們能得到很多可以量化的測(cè)量信息军霸，如距離提甚、角度、重心位置幻彪、面積褪储、弧度等，在測(cè)量時(shí)需要考慮的問題包括基本影像參數(shù)慧域、影像質(zhì)量鲤竹、校準(zhǔn)情況和測(cè)量工具，將硬件和軟件結(jié)合起來可幫助完成影像測(cè)量昔榴。

基本影像參數(shù)包括視野范圍辛藻、工作距離、分辨率互订、景深和探頭大小吱肌，通過這些參數(shù)可以確定被觀察的物體或區(qū)域痘拆。

影像質(zhì)量

影響尺寸測(cè)量的一個(gè)重要因素是影像質(zhì)量，這是因?yàn)閳D中獲取的信息直接決定了測(cè)量效果岩榆。利用信號(hào)整形之類的技術(shù)可以得到高質(zhì)量數(shù)據(jù)错负，此外高精度影像硬件也有助于保證較高的影像質(zhì)量。

分辨率和對(duì)比度是影像質(zhì)量的重要組成部份勇边，分辨率指影像系統(tǒng)所能重現(xiàn)的被測(cè)物體細(xì)節(jié)的數(shù)量犹撒，對(duì)比度則是影像系統(tǒng)所產(chǎn)生的被測(cè)物體與其背景之間的灰度差別。攝像頭畴垃、鏡頭和燈光是決定分辨率和對(duì)比度的重要因素栈站。影像系統(tǒng)所需最小圖素分辨率可由下式計(jì)算：最小分辨率=(對(duì)象最長端長度/最小特征尺寸)×2 。以條形碼為例鲫畸，假如最長端長度為60mm歇刺，最小特征尺寸是0.2mm，那么根據(jù)上式可算出其最小分辨率應(yīng)該是(60/0.2)×2=600 霜宙。

鏡頭焦距是分辨率另一種表現(xiàn)形式章慌，視野(FOV)指物體最長端長度，工作距離(WD)是物體到鏡頭的距離堕武，探頭大小是攝像探頭的尺寸恳繁，以Mm表示。上述幾項(xiàng)有如下關(guān)系：焦距=S×(WD/FOV)夫泛。

失真是另一個(gè)影響影像質(zhì)量的因素擎骄，它指由于鏡頭光學(xué)誤差引起幾何偏差，從而在影像平面上造成物體錯(cuò)位伸畅，在計(jì)算時(shí)可以把測(cè)量失真考慮進(jìn)去隔屠。

校準(zhǔn)情況

校準(zhǔn)就是指將圖素測(cè)量值與現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)測(cè)量值聯(lián)系起來的過程，當(dāng)需要以實(shí)際長度單位進(jìn)行精確測(cè)量時(shí)馍驯，這個(gè)過程非常重要阁危。能提供校準(zhǔn)的影像硬件與軟件有助于完成測(cè)量。

校準(zhǔn)可解決并消除由于鏡頭失真汰瘫、透視或方位偏移造成的誤差欲芹，它還能把圖像坐標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)坐標(biāo)或者相反。進(jìn)行影像設(shè)置校準(zhǔn)時(shí)吟吝，要用一個(gè)已知點(diǎn)距的點(diǎn)陣菱父，從這個(gè)點(diǎn)陣中可得到校準(zhǔn)或映像信息。

測(cè)量工具

測(cè)量工具是尺寸測(cè)量的一個(gè)重要部份剑逃，可以使用斑紋分析浙宜、邊緣檢測(cè)及圖形匹配等測(cè)量工具有效完成測(cè)量，具有這些功能的影像軟件能夠拓展測(cè)量的性能。通過斑紋分析粟瞬，閾值處理將產(chǎn)生一個(gè)二進(jìn)制圖像同仆，把被測(cè)物體顆粒從背景中區(qū)分開，它將返回二進(jìn)制物體屬性以計(jì)算測(cè)量值裙品，包括：以圖素表示的尺寸俗批、重心位置 、最長端長度斩憾。

邊緣檢測(cè)能幫助找到圖像中亮度產(chǎn)生劇烈變化的點(diǎn)式亥，它可以快速確定物體邊界線輪廓。有許多參數(shù)對(duì)邊緣檢測(cè)很重要淳习，如：

對(duì)比度：邊緣兩邊平均圖素密度最小差值

寬度：確定邊緣任意一邊對(duì)比度的平均圖素值?銳度：邊緣過渡區(qū)最小圖素?cái)?shù)

圖形匹配可以幫助找到圖像中的參考圖形并報(bào)告其在圖像中的位置纸藕、旋轉(zhuǎn)角度和比例，它在光線變化以及有噪聲钮庆、模糊和部份阻擋的情況下也能正常工作冗炊。當(dāng)精度小于圖素?cái)?shù)時(shí)，可以分?jǐn)?shù)形式表示邊緣檢測(cè)或圖形匹配信息垒某，這種精度表示使用了插補(bǔ)和擬合技術(shù)知援，如果影像條件較好，可實(shí)現(xiàn)四分之一圖素精度慈琼。

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