Компенсация погрешностей оптико-электронной системы автоматизированного контроля геометрических параметров объектов

• Автор: Абакумов, Игорь Игоревич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 132 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 Неразрушающий контроль геометрических параметров объектов

1.1 Общие сведения

1.2 Оптические методы контроля геометрических параметров объектов

1.2.1 Средства оптической (световой) микроскопии

1.2.2 Проекционные средства оптического контроля

1.2.3 Сканирующие средства контроля

1.2.4 Оптические средства измерения 20 геометрии объектов

1.3 Получение измерительной информации оптико-электронными методами..

1.3.1 Осветительные системы

1.3.2 Объекты контроля
1.3.3 Системы технического зрения
1.4 Методы повышения точности
1.5 Выводы по главе
Глава 2 Получение измерительной информации об объектах контроля
2.1 Общие представления
2.2 Получение измерительной информации в ОЭС
2.3 Методы получения измерительной информации
2.3.1 Сопряженные точки
2.3.2 Сопряженные отрезки
2.3.3 Сопряженные плоскости
2.4 Математические методы обработки изображений
2.4.1 Евклидовы преобразования
2.4.2 Аффинные преобразования
2.4.3 Проективные преобразования
2.5 Источники искажения измерительной информации
2.6 Выводы по главе
Глава 3 Компенсация погрешностей оптического тракта ОЭС автоматизированного контроля геометрических параметров объектов
3.1 Основные погрешности оптического тракта
3.1.1 Математическое представление погрешностей оптического тракта
3.2 Методы коррекции искажений
3.3 Методика коррекции искажений с использованием Warping Techniques
3.4 Тест-объекты для калибровки систем контроля
3.5 Калибровка ОЭС автоматизированного контроля геометрических параметров объектов
3.6 Выводы по главе
Глава 4 Компенсация погрешностей компонентов ОЭС автоматизированного контроля геометрических параметров объектов
4.1 Погрешности компонентов ОЭС автоматизированного контроля геометрических параметров объектов
4.2 Подавление фоновой составляющей
4.3 Подавление шума матрицы камеры технического зрения
4.4 Бинаризация изображения
4.5 Алгоритм комплексной компенсации погрешностей ОЭС автоматизированного контроля геометрических параметров объектов
4.6 Выводы по главе
Глава 5 Оценка метрологических характеристик алгоритма комплексной компенсации погрешностей ОЭС автоматизированного контроля геометрических параметров объектов
5.1 Аттестация алгоритма комплексной компенсации погрешностей ОЭС автоматизированного контроля геометрических параметров объектов
5.2 Экспериментальная установка автоматизированного контроля геометрических параметров объектов
5.3 Программная реализация алгоритма комплексной компенсации погрешностей ОЭС автоматизированного контроля геометрических параметров объектов
5.4 Методика оценки метрологических характеристик алгоритма комплексной компенсации погрешностей ОЭС автоматизированного контроля
геометрических параметров объектов
5.5 Метрологическая оценка комбинаций методов программной компенсации погрешностей ОЭС автоматизированного контроля геометрических параметров объектов
5.6 Анализ оценки неопределенности измерений
5.7 Выводы по главе
Заключение
Список литературы
Приложение А

Идеальная схема формирования оптического изображения основана на постулатах геометрической оптики: каждой точке пространства предметов соответствует единственная точка в пространстве изображений, прямая линия изображается тоже прямой линией. Предметная точка и ее изображение называются сопряженными точками, а отрезки между двумя парами таких точек - сопряженными отрезками. Для сопряженных точек можно вывести расчетные соотношения, позволяющие выразить координаты предметных точек через координаты их изображений и наоборот [62].
Таким образом, измерительная информация о длине векторов еъ е2, е2 (см. рис. 2.1) может быть представлена координатами изображений их общего начала и концов. Далее от соотношений для координат граничных сопряженных точек можно перейти к соотношениям для координат сопряженных векторов, пользуясь формулами аналитической геометрии.
Коэффициенты связи между сопряженными элементами выражаются через линейное увеличение в сопряженных точках, которое изменяется обратно пропорционально удалению данной точки от объектива вдоль его оси. Поэтому соотношения для каждой пары сопряженных векторов будут в общем случае неодинаковы и могут быть одинаковыми только для двух пар, расположенных в плоскости, перпендикулярной к оптической оси объектива.
Углы между векторами е[, е'г, е'ъ останутся прямыми только в том случае, когда один из сопряженных векторов в пространстве предметов лежит на оптической оси объектива, при иной ориентации тройки е, е2, е3 относительно объектива взаимно перпендикулярное расположение векторов сопряженной тройки нарушается. В общем случае между предметом (тройка еъ е2, е2) и его оптическим изображением (тройка е[, е'2, е'3) нет геометрического подобия, оно достигается только для плоских объектов, расположенных перпендикулярно к оптической оси объектива [62].
Измерительная информация в пространстве изображений считывается оптическими или оптико-электронными средствами.