任何精密儀器都會(huì )有誤差,盡量減小誤差,是我們需要做的。二次元影像測量?jì)x是近年來(lái)基于計算機視覺(jué)檢測技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種率的新型精密測量?jì)x器,應用于機械制造、電子、汽車(chē)和航天航空等工業(yè)中。它可以用來(lái)進(jìn)行零部件的尺寸、形狀及其相互位置的在線(xiàn)檢測外,還可應用于劃線(xiàn)、定中心孔、光刻、集成線(xiàn)路板對準等。由于它的通用性強、測量范圍大、精度高、性能好、實(shí)時(shí)性強、能與柔性制造系統相連接,所以應用廣泛。影像測量是將被測對象的圖像當作檢測和傳遞信息的測量方法,其目的是從圖像中提取有用的信號,而基于圖像分析、識別來(lái)進(jìn)行測量。圖像是指對物體的發(fā)光以及反射光的視覺(jué)印象。因為計算機只能處理數字信息,所以圖像并不能直接由計算機進(jìn)行處理,一幅圖像在用計算機進(jìn)行處理之前必須先轉化為數字形式,成為數字圖像。因此,一個(gè)典型的圖像測量系統主要由以下幾個(gè)部分組成:光源、機臺、CCD攝像機、圖像采集卡、運動(dòng)控制系統等,通過(guò)各個(gè)部分的組合來(lái)完成各種不同環(huán)境高精密影像檢測任務(wù)。在利用CCD攝像機進(jìn)行實(shí)時(shí)影像測量時(shí),攝像機采集圖像時(shí)所產(chǎn)生的誤差已經(jīng)成為測量系統中的主要誤差,它直接制約、影響著(zhù)系統的測量精度。因此必須對攝像機所產(chǎn)生的誤差進(jìn)行分析與檢校,以便對系統的精度進(jìn)行評價(jià)。
誤差分析
攝像機所產(chǎn)生的誤差主要由它的光學(xué)成像鏡頭, CCD器件本身的成像質(zhì)量、以及圖像采集裝置(含圖像采集卡等)共同產(chǎn)生,一般分為光學(xué)誤差、機械誤差、電學(xué)誤差等。其中電學(xué)誤差有CCD器件所固有;機械誤差則產(chǎn)生于測量?jì)x制造和裝配過(guò)程中,通過(guò)提高制造裝配質(zhì)量可以有效地減小該項誤差。光學(xué)誤差主要存在于成像光路和器件所帶來(lái)的失真或畸變。由于攝像機的制造和工藝等原因,如入射光線(xiàn)在通過(guò)各個(gè)透鏡時(shí)的折射誤差和CCD點(diǎn)陣位置誤差等,光學(xué)系統存在著(zhù)非線(xiàn)性的幾何失真,使得目標像點(diǎn)與理論像點(diǎn)之間存在多種類(lèi)型的幾何畸變。
1)徑向畸變:徑向畸變主要是由于CCD鏡頭形狀存在的缺陷引起的,是關(guān)于攝像機鏡頭的主光軸對稱(chēng)。
2)偏心畸變:偏心畸變主要是由光學(xué)系統光心與幾何中心不一致造成的,即各透鏡的光軸中心不能?chē)栏窆簿€(xiàn)。
3)薄棱鏡畸變:薄棱鏡畸變是由于鏡頭設計、制造缺陷和加工安裝的誤差造成的,這類(lèi)畸變相當于在光學(xué)系統中附加了一個(gè)薄棱鏡,不僅會(huì )引起徑向偏差,而且引起切向偏差。