光学测量仪图像技术说明

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　　光学测量仪是集光学、机械、电子、计算机图像处理技术于一体的高精度、高效率、高可靠性的测量仪器。由光学放大系统对被测物体进行放大，经过CCD摄像系统采集影像特征并送入计算机后，可高效地检测各种复杂精密零部件的轮廓和表面形状尺寸、角度及位置，进行微观检测与质量控制。而光学测量仪的光学成像系统实质上是图像的采集过程，即将被测工件的可视化图像转换成能被计算机处理的一系列数据。
　　图像聚焦：合理选择镜头、设计成像光路是测量系统的关键技术之一。被测工件在光源的照明下，通过光学透镜将成像光线聚焦到CCD相机的光敏面阵上。测量系统处理的所有图像信息均通过镜头得到，镜头的质量直接影响到测量系统的整体性能。光学测量仪采用的专业镜头具有极高的对比度及分辨率，它不仅能够适应不同倍率的变焦，也可以提供自动或手动对焦，同时还支持模块化选型。镜头性能非常稳定，畸变极小。
　　图像输出：CNC影像测量是目前先进的精密高效测量方法之一，CCD相机是一个光电转换器件，它将光学成像系统所形成的光学图像转变成电子信号。其工作原理是将被测工件(置于工作台上)，由LED表面光或轮廓光(在底座内)照明后，经变焦距物镜、彩色CCD摄影机(罩殻)摄取影像，连好电脑通过十字线对其进行瞄准测量，通过工作台带动光学尺，在X、Y方向上移动，通过数据线传输到电脑的数据采集卡中，之后由软件在电脑显示器上成像，由操作员用鼠标在电脑上进行快速的测量。对CCD相机除了考察其核心的光电转换器件外，还应考虑成像速度、检测的视野范围、点距精度等因素。影像测量仪配置的CCD相机，主要从分辨率、点距间隔和信噪比等方面进行考察，使得图像清晰，出图快捷，噪声少，利于后续的图像处理。
　　图像照明：照明是影响获取图像质量的重要因素，因为它直接影响输入数据的质量和至少30%的应用效果。由于测量对象的差异性，针对每个特定的应用实例，要选择相应的照明装置，以达到最佳效果。在测量工件的不同部位时，也需要选择不同的照明方式。比如在光学测量仪测量工件的表面特征时，需要利用不同角度的表面光照明;测量工件的边缘轮廓尺寸，就需要利用轮廓光源照明。光学测量仪独有的六环八区照明光源摒弃了机器视觉中单光源单用途的设计特点，将环形表面光源划分为48个弧形单元，可以针对不同的被测工件实现灵活的照明方案。这样的设计方式可以避免更换测量对象后需要重新设计照明光源的成本。
　　作为测量的开始和数据的源头，工件图像的好坏直接关系到后续图像处理和测量的质量高低。因此，影像测量仪在图像照明、图像聚焦、图像输出三个环节进行了严格的质量把关，以确保采集到的图像清晰、轮廓分明，便于后期处理和测量。所有光学测量仪器放大图像的原理都与照相机类似。单镜头放大镜的放大率是固定的，这也限制了它的应用范围，比如难以检测需要扩大更多倍数的重要工件细节。如果测量系统可以增加放大倍数，其应用范围也会得到拓展。
       要想做到这一点，通常采用三种方式——镜头更换、镜头转台和变焦镜头。所有这些光学测量仪系统在光学性能方面都有相同的要求，因为光学性能会影响系统的效率以及图像的质量。要想获得最佳检测效果，这些设备中的光学系统需提供较大的工作空间，不会出现失真的情况，而且能够生成高对比度的清晰图像。