基于机器视觉尺寸测量装置的误差不确定度评定

唐松 张一帆 沈意吉 / 上海市计量测试技术研究院

0 引言

随着生产科技的迅猛发展，人们对零部件尺寸测量方法和工具的测量准确度、测量效率及其自动化程度提出了越来越高的要求[1]。基于机器视觉的几何尺寸测量技术作为一种非接触的无损测量方法，具有自动化水平高、柔性好以及智能程度高等优点，现已成为几何尺寸测量领域的研究热点。

同时，在类似万向节外圈外卡槽等具有特殊结构的机械构件边沿高度测量领域，传统测量方式很难在满足测量准确度的情况下实现在线自动测量。通过综合分析相关机械构件边沿处待测几何量的特点和现有的测量技术，本文设计了基于机器视觉的测量技术的机械构件边沿尺寸自动测量装置，并针对测量结果进行了不确定度的评价。

1 测量原理及误差来源

1.1 测量原理

如图1所示，基于机器视觉的机械构件边沿高度测量装置（以下简称测量装置）由CCD相机、双远心光学镜头、平行背光光源、精密定位平台组成。将被测物体置于平行背光光源前,光线均匀地由被测物体背后射出，经过具有稳定放大倍数和大景深、微畸变的双远心光学镜头，可在CCD相机的感光元件上形成清晰的被测物体轮廓信息，最后利用图像处理技术来实现对被测物体轮廓信息的亚像素的定位和拟合，完成亚像素级准确度的测量。

图1 高度测量装置

1.2 测量误差来源

测量装置的测量误差来源主要有两个方面，一方面由测量过程引入的系统测量误差；……