鍵式影像測量儀是種“基于成像在光電耦合器件上的光學影像系統(簡稱影像系統),通過光電耦合器件采集,經過軟件處理成像,顯示在計算機屏幕上,利用測量軟 件進行幾何運算得出終結果的非接觸式測量儀器”。測量軟件通過數字圖像處理技術提取工件表面的坐標點,再利用坐標變換和數據處理技術轉換成坐標測量空間中的各種幾何要素,從而得到被測工件幾何尺寸和形位公差等參數。
1、
鍵式影像測量儀發展概述
20世紀70年代后期,尤其是在David Marr教授建立“計算視覺(Computational Vision)”理論框架以來,圖像處理技術和圖像傳感器獲得了快速發展。隨著坐標測量技術的日趨發展與成熟,在以光學比較為基礎的光學測量領域里,坐標 測量方法的發展應用有了*的實質性進展。
1977年,美國View Engineering公司發明了上*臺由電機驅動XYZ軸的RB-1影像測量系統(見圖1),它是臺控制終端整合了視頻和軟件測量的自動影像測量儀。此外,Mechanical Technology公司的BoiceVista系統則充分借鑒了坐標測量機的,在坐標測量機的測頭上集成了個視頻圖像測量系統,該系統可以將測量數據與預先編制的標稱尺寸和公差進行比較。
這兩臺儀器通過不同途徑借鑒了坐標測量機的坐標測量原理,將被測量物體的圖像投影到坐標系中。其測量平臺繼承了坐標測量機的形式,但其測頭與光學投影儀相似。這些儀器的出現開辟了個重要的測量儀器行業,即影像測量儀行業。上世紀80年代初,影像測量技術有了重要的發展。1981年,ROI公司開發出光學影像探針(見圖2),可以替代坐標測量機上的接觸式探針進行非接觸式測量,從此這個光學配件成了影像設備的基礎部件之。在80年代中期,市場上又出現了帶高放大倍率顯微鏡目鏡的影像測量儀。
進入上世紀90年代,隨著CCD技術、計算機技術、數字圖像處理技術、LED照明技術、直流/交流伺服驅動技術的發展,影像測量儀產品獲得了巨大的發展。*多的廠商進入到影像測量儀產品市場,共同推進了影像測量儀產品的發展。2000年以后,我國在該領域的技術水平不斷提高,有關影像測量技術研究的文獻也不斷出現;國內企業所開發的影像測量儀在生產規模、品種和質量上也不斷有所和發展。2009年我國制定了標準GB/T24762-2009:產品幾何技術規范(GPS)影像測量儀的驗收和復檢,它適用于XY平面直角坐標系的影像測量儀,包括在垂直于平面直角坐標系Z方向上具有定位或測量功能的影像測量儀。
2、
鍵式影像測量儀的評估
本文嘗試從儀器結構、關鍵技術指標等方面對影像測量儀產品進行評,由于筆者影像測頭方面的資料欠缺,故未與涉及。
(1)外觀與結構
密測量儀器類產品的外觀與結構是用戶選擇的重要依據。的產品外觀與結構,給人以穩重、可靠、密的感覺,往往是決定款產品在市場獲得成敗的重要因素。
目前影像測量儀的結構形式主要有立柱式結構、固定橋式結構與移動橋式結構。立柱式結構和固定橋式結構在小量程的影像測量儀中應用都很廣泛,各有。移動橋式結構主要用在大量程的影像測量儀中。立柱式結構的在于結構緊湊、占用場地小、裝取工件方便;固定橋式結構的點是產品穩重、大氣,但占用場地較大,裝取工件不太方便;移動橋式結構則容易實現大量程測量,測量過程中工件固定不動。