影像測量儀是近年來基于計算機視覺檢測技術(shù)發(fā)展起來的一種高效率的新型精密測量儀器，廣泛應(yīng)用于機械制造、電子、汽車和航天航空等工業(yè)中煮卢。它可以用來進行零部件的尺寸、形狀及其相互位置的在線檢測糖追，還可應(yīng)用于劃線争造、定中心孔、光刻集成線路對準(zhǔn)等藏澳。由于它的通用性強仁锯、測量范圍大、精度高翔悠、性能好业崖、實時性強、能與柔性制造系統(tǒng)相連接蓄愁，所以用處相當(dāng)?shù)膹V泛双炕。

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影像測量儀的組成

影像測量是將被測對象的圖像當(dāng)作檢測和傳遞信息的測量方法狞悲，其目的是從圖像中提取有用的信號，而基于圖像分析妇斤、識別來進行測量摇锋。圖像是指對物體的發(fā)光以及反射光的視覺印象，因為計算機只能處理數(shù)字信息站超，所以圖像并不能直接由計算機進行處理荸恕，一幅圖像在用計算機進行處理之前必須先轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式，成為數(shù)字圖像死相，即進行圖像的數(shù)字化洪洪。因此，一個典型的圖像測量系統(tǒng)主要由 光源丘三、機臺极谚、CCD攝像機、圖像采集卡蒿由、運動控制系統(tǒng)舅狭、PC機6個部分組成哼曙，如下圖所示扯涝。通過各個部分的組合來完成各種不同環(huán)境高精密影像檢測任務(wù)。

影像測量儀的測量過程如下圖所示液互。首先將待測工件放于工作臺上锣猜，啟動運動控制程序通過運動控制卡來控制X、Y匈歼、Z三軸的運動使得它們達到合適的位置俊伯，并使待測工件的圖像能夠清晰的呈現(xiàn)到CCD中，CCD把獲得的光信號轉(zhuǎn)變成為電信號飞校，然后通過圖像采集卡把被測物體的圖像采集到PC機里阅酪。然后通過圖像處理技術(shù)，空間幾何運算汁针，運動控制以及對光柵數(shù)據(jù)的采集與運算來獲得被測物體的幾何尺寸和對要檢測物理量的檢測术辐，最后通過測量軟件完成測量工作，得到所想要得到的參數(shù)施无，完成測量工作辉词。

影像測量的過程

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測量誤差分析 ：

影像測量儀的測量誤差是指影像測量儀本身所固有的誤差。造成儀器的誤差是多方面的猾骡，在儀器的設(shè)計瑞躺、制造和使用的各個階段都可能產(chǎn)生誤差，分別稱為測量儀的 原理誤差兴想、 制造誤差幢哨、 運行誤差赡勘。

2.1 原理誤差

屬于影像測量儀的原理誤差的是：CCD攝像頭畸變產(chǎn)生的誤差、測量方法不同而產(chǎn)生的誤差嘱么。攝像機的制造和工藝等原因狮含，入射光線在通過各個透鏡時的折射誤差和CD點陣位置誤差等，光學(xué)系統(tǒng)存在著非線性的幾何失真曼振，使得目標(biāo)像點與理論像點之間存在多種類型的幾何畸變：徑向畸變甸持、偏心畸變、薄棱鏡畸變等群肌，并且徑向畸變較大珊娩，切向畸變和薄棱鏡畸變較小，且圖像中心區(qū)域畸變很小歧晕，邊緣畸變大晕财。使用高質(zhì)量鏡頭可以減少畸變誤差的影響，但在精密測量中需要考慮到畸變的影響 對測量結(jié)果進行修正捕导。

測量方法不同而產(chǎn)生的誤差主要指不同圖像處理技術(shù)帶來的識別姿味、量化誤差。圖像的邊緣是圖像的基本特征孔选，是物體的輪廓或物體不同表面之間的交界在圖像中的反映掘写。邊緣輪廓是人類識別物體形狀的重要因素，也是圖像處理中重要的處理對象厨鸣。在圖像處理的過程中需要進行邊緣提取碘父，而數(shù)字圖像處理技術(shù)中邊緣提取有很多不同的方法，選用不同的提取方法會對同一個被測件的邊緣位置產(chǎn)生不小的變化续誉，因此會對最后的測量結(jié)果產(chǎn)生影響莱没，如測量某一圓形工件的半徑和圓心的時候，當(dāng)圓的輪廓發(fā)生變化時酷鸦，它的半徑值和圓心位置就會相應(yīng)的發(fā)生變化饰躲。由此可知，在圖像處理的過程中圖像處理算法對儀器的測量精度有著十分重要的影響臼隔，是影像測量所關(guān)注的焦點問題嘹裂。

2.2 制造誤差

屬于影像測量儀的制造誤差的是：導(dǎo)向機構(gòu)產(chǎn)生的誤差、安裝誤差等躬翁。導(dǎo)向機構(gòu)產(chǎn)生的誤差對影像測量儀來說主要是機構(gòu)誤差中的直線運動定位誤差焦蘑。影像測量儀是正交坐標(biāo)系測量儀器。正交坐標(biāo)系測量儀有3根相互垂直的軸線即X盒发、Y例嘱、Z三軸，有3個運動部件沿這三根軸線運動宁舰，使CCD相對于被測工件作三維直線運動拼卵。選用高質(zhì)量的運動導(dǎo)向機構(gòu)可以減少此類誤差的影響奢浑。安裝誤差則主要在于攝像機與工作臺面之間的相對關(guān)系，如圖3所示窑肾。當(dāng)測量平臺與CCD攝像機的鏡頭呈現(xiàn)出一定的角度H時鹤叹，根據(jù)幾何學(xué)的知識可以得到誤差計算式如下：

D =L(1- cosH)

攝像機安裝誤差示意圖

如果影像測量儀的測量平臺水平性能以及CCD攝像機的安裝十分出色，它們之間的夾角都在范圍以內(nèi)玛纹，此誤差非常小父历。

2.3 運行誤差

屬于影像測量儀運行誤差的是：測量環(huán)境和條件變化引起的誤差（如溫度變化、電壓波動瑞喧、照明條件變化斩却、機構(gòu)磨損等），以及動態(tài)誤差藤汇。由于溫度的改變召摔，使得影像測量儀的零部件尺寸、形狀蜻肄、相互位置關(guān)系以及一些重要的特性參數(shù)發(fā)生變化际终，從而影響這臺儀器的精度。溫度的變化還可能引起電器參數(shù)的改變以及儀器特性的改變琴致，引起溫度靈敏度漂移和溫度零點漂移誓呆。電壓及照明條件的變化會影響到影像測量儀的上，下光源燈的亮度膜钓，造成系統(tǒng)光照不均從而使得在采集圖像邊緣留下陰影造成的圖像邊緣提取誤差嗽交。磨損使影像測量儀的零件產(chǎn)生尺寸卿嘲、形狀颂斜、位置誤差，配合間隙增加拾枣，降低此儀器的工作精度的穩(wěn)定性沃疮。因此，測量運行條件的改善可以有效地減少此類誤差的影響梅肤。

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