机械视觉做精密丈量时，哪些因素会影响精度？

精度丈量取决于区分率 

在机械视觉丈量中，提供精度高和低不确定度的决定性因素是获取的图像的区分率
。在这种情况下，区分率 （或图像区分率）意味着以实际单位的单个像素的巨细
。简而言之，如果一个摄像机传感器在水平偏向上包括1000个像素，并且接纳光学器件来获取笼罩真实世界场景中1英寸宽的区域的图像，则单个像素将代表0.001“
。请注意，这是相机制造商或剖析软件不会改变的基本指标
。

一个特定的应用程序有几多像素就足够了？ 

作为一种权衡标准，机械视觉系统中z小的丈量单位就是像素
。与任何丈量系统一样，为了进行可重复和可靠的丈量，须使用z小丈量单位（作为一般经验规则）为所需丈量公差带的十分之一的丈量仪
。在刚描述的例子中，可以预计系统提供约莫+/- 0.005“的精确度丈量（0.01”的公差带，十倍仪表单位）
。 

工程师首先使用机械视觉进行丈量往往严重低估了抵达理想水平的丈量精度不确定性所需的像素数量
。事实上，它可能需要多台摄像机，专业摄像机（如线扫描成像仪）或单个部件的多个视图来抵达指定检测容差所需的区分率
。 

有时候，我们可以用数学要领在成像系统中挤出特另外区分率，使用算法来报告亚像素重复性的特征
。一些例子是灰度边沿剖析，几何或相关搜索，圆形或线条拟合等回归，以及某些情况下的连通性
。如果可以通过使用这些工具来考虑子像素结果，则如前所述，z小的丈量单位可以小于单个像素
。请注意，由供应商提供的子像素能力预计值只是这个预计值，通常用于z好的成像，光学和部件体现
。请谨慎使用任意子像素期望值作为指定系统丈量功效的决定性因素
。用实际零件和图像测试系统，以经验确定子像素的能力
。 

使用高区分率光学元件

成像是光学和照明的功效
。关于大大都应用，所使用的光学器件将是透镜组件，可是选择该透镜关于怀抱应用是至关重要的
。除了向传感器提供适当的真实世界尺寸的图像之外，为了计量，镜头须尽可能精确地再现图像而不失真
。别的，镜头也具有区分率怀抱标准，其通常被指定为每mm或者每英寸的线对（lp / mm，lp / in），并且通过扩展可以具有用于MTF（调制转换函数）的规格或者更简单地具有能力在高lp / mm的情况下爆发高比照度的镜头
。像素数越高，这些镜头指标越重要
。确保指定的光学元件是为机械视觉应用设计的高质量，高区分率产品
。 

远心镜头在许多情况下对丈量应用很是有用
。远心镜头使用光学组合来实际消除由图像中的视差引起的全失真
。其结果是险些全图像都与传感器平行的图像
。平面几何关系（在图像平面中） 保存，使丈量越发直接和直接
。

关于需要很是小视
。ɡ缧∮诩负撩祝┑挠τ，请考虑使用专门为机械视觉制造的显微镜光学元件和/或高倍率光学元件
。不建议使用扩展器或附加放大倍率将标准光学元件推至更高倍率
。 

选择合适的照明

在计量学中，照明的选择可能起要害作用
。尽管在生产线上实现自动化背光的物理实现可能是一个挑战，但许多计量应用都受益于背光照明
。正面照明可能会突出显示须标识以进行丈量的特征边沿
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。当试图丈量很是小的特征（例如区分率低于0.001mm）时，可以使用长波长的颜色，例如蓝色或紫色来提高比照度
。如果零件处于运动状态（纵然不是），请考虑使LED照明器频闪以获得z佳强度和灯胆寿命
。 

注意零件特征

给定特定照明技术的照相机的光学系统可见的特征通常不具有用于机械视觉工具的相同特征，可以在零件印刷上指定或使用手动丈量仪来丈量
。例如，丈量直径较小但相当深的通孔的直径 - 精度高和低不确定性
。如果使用前部照明，则只会丈量孔的顶部边沿
。如果期望的检查是模仿插入量规，这可能是不可接受的
。另一方面，如果使用背光，由于孔的深度，光学器件不可能“平均”图像中的整个孔
。更有可能的是，光学器件将集中在钻孔顶部，底部，中部的某一深度处，并且这个结果可能不是所期望的
。仔细选择照明，光学和算法，以保丈量商定的外貌
。了解在许多情况下，出于上述原因，在线非接触机械视觉丈量不会 重复物理丈量设备
。

进行精确丈量

被检测的部件须重复泛起
。在离线设置中，成像，光学，区分率和算法可能都是的，可是您发明在线丈量的可重复性和可靠性很差
。通常情况下，部分泛起纷歧致
。有时候，部分演示甚至可能无法实现某种怀抱
。以例如前面描述的小而深的钻孔为例
。当该孔的外貌笔直于透镜时，图像直接从孔的深处取下，可以乐成丈量
。可是，如果零件稍微倾斜，那么这样的孔可以明显地酿成椭圆形，或者如果是背光，则会被 遮蔽
。关于非接触式丈量的成像，首先须减轻全可能的零件体现变革，然后理解在任何情况下，零件体现都将对丈量中的一些叠加误差卖力
。在确定和指定区分率，光学和照明时考虑到这一点
。

文章来源：新天光电

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