圖像誤差是指圖像自身存在的一種誤差,引起的誤差是多方面的,在儀器的設計、制造和使用過(guò)程中,都會(huì )產(chǎn)生誤差,分別稱(chēng)為原理誤差,制造誤差,運行誤差。
1、原理錯誤。
圖像測量?jì)x原理上存在的誤差是:CCD攝像機畸變引起的誤差.由于測量方法不同而引起的誤差。攝影機的制作、工藝等方面,入射光在穿過(guò)各透鏡時(shí)所產(chǎn)生的折射誤差、CD點(diǎn)陣位置誤差等,使光學(xué)系統出現了非線(xiàn)性幾何變形,使物像點(diǎn)與理論像點(diǎn)之間存在多種類(lèi)型的幾何變形:
徑向畸變:偏心畸變,薄棱鏡畸變等,徑向畸變較大,切向畸變和薄棱鏡畸變較小,圖像的中央畸變很小,邊緣畸變較大。采用優(yōu)質(zhì)鏡片可降低畸變誤差的影響,但在精密測量時(shí)需考慮變形對測量結果的影響。
由于測量方法的不同,主要是針對不同圖像處理技術(shù)所帶來(lái)的識別、量化誤差。邊沿是圖象的基本特征,是物體的輪廓或邊界在圖像中的反映,是對象的邊界。邊界輪廓是人們識別物體形狀的一個(gè)重要因素,也是圖像處理中的重要處理對象。
圖象處理過(guò)程中需要進(jìn)行邊緣提取,但是數字圖像處理技術(shù)中的邊緣提取方法很多,選擇不同的提取方法會(huì )使同一被測物體的邊緣位置發(fā)生變化。這樣,對于最終的測量結果都會(huì )有影響,比如,在測量某一圓形工件的半徑和圓心時(shí),圓輪廓發(fā)生了變化,其半徑值和圓心位置也隨之改變。由此可以看出,在圖像處理過(guò)程中,圖像處理算法對于儀器的測量精度有很大的影響,也是影像測量研究的一個(gè)焦點(diǎn)問(wèn)題。
2、制造錯誤。
圖像測量?jì)x制造誤差主要有:導向機構引起的誤差、安裝誤差等。導引機構的誤差對于影像測量?jì)x而言,主要是機構誤差中的直線(xiàn)運動(dòng)定位誤差。成像儀器是一種正交系的測量?jì)x器。直角坐標系有3條相互垂直的軸,也就是X.Y.Z三軸,其中三個(gè)運動(dòng)部件在三個(gè)軸向上運動(dòng),使得CCD對被測工件進(jìn)行三維直線(xiàn)運動(dòng)。
選擇優(yōu)質(zhì)的運動(dòng)導軌機構,可減小這種誤差的影響。圖像測量?jì)x的測量平臺水平性能和CCD相機安裝是否優(yōu)秀,兩者間夾角均在范圍內,這種誤差很小。
3、操作錯誤。
圖像測量?jì)x的操作誤差是:由測量環(huán)境和條件變化(例如:溫度變化.電壓波動(dòng).照明條件變化.機械磨損等)和動(dòng)態(tài)誤差。零件尺寸.形狀.相互位置關(guān)系和一些重要特性參數因溫度的變化而改變,從而影響本儀器的測量精度。
氣溫變化也會(huì )引起電器參數的變化,也會(huì )引起儀器性能的變化,從而導致靈敏度漂移和溫度零漂移。光環(huán)境的改變和電壓的改變都會(huì )影響成像測量?jì)x,而下光源燈的亮度會(huì )引起系統光照不均勻而使采集圖像邊緣留下陰影而導致的圖像邊緣提取誤差。磨耗使得測量?jì)x器部件產(chǎn)生尺寸.形狀.位置誤差,配合間隙增大,降低了本儀器工作精度的穩定性。通過(guò)改進(jìn)測量操作條件,可有效降低此類(lèi)誤差的影響。