基于機器視覺尺寸測量裝置的誤差不確定度評定

唐松 張一帆 沈意吉 / 上海市計量測試技術研究院

0 引言

隨著生產科技的迅猛發展，人們對零部件尺寸測量方法和工具的測量準確度、測量效率及其自動化程度提出了越來越高的要求[1]。基于機器視覺的幾何尺寸測量技術作為一種非接觸的無損測量方法，具有自動化水平高、柔性好以及智能程度高等優點，現已成為幾何尺寸測量領域的研究熱點。

同時，在類似萬向節外圈外卡槽等具有特殊結構的機械構件邊沿高度測量領域，傳統測量方式很難在滿足測量準確度的情況下實現在線自動測量。通過綜合分析相關機械構件邊沿處待測幾何量的特點和現有的測量技術，本文設計了基于機器視覺的測量技術的機械構件邊沿尺寸自動測量裝置，并針對測量結果進行了不確定度的評價。

1 測量原理及誤差來源

1.1 測量原理

如圖1所示，基于機器視覺的機械構件邊沿高度測量裝置（以下簡稱測量裝置）由CCD相機、雙遠心光學鏡頭、平行背光光源、精密定位平臺組成。將被測物體置于平行背光光源前,光線均勻地由被測物體背后射出，經過具有穩定放大倍數和大景深、微畸變的雙遠心光學鏡頭，可在CCD相機的感光元件上形成清晰的被測物體輪廓信息，最后利用圖像處理技術來實現對被測物體輪廓信息的亞像素的定位和擬合，完成亞像素級準確度的測量。

圖1 高度測量裝置

1.2 測量誤差來源

測量裝置的測量誤差來源主要有兩個方面，一方面由測量過程引入的系統測量誤差；……