影像測量儀及其非線性誤差修正方法和校正板的製作方法
2023-12-11 17:13:02
專利名稱：影像測量儀及其非線性誤差修正方法和校正板的製作方法
技術領域：
本發明涉及影像測量儀，具體涉及影像測量儀及其非線性誤差修正方法和校正板。
背景技術：
影像測量儀在生產和組裝過程中，因為機械誤差和顯微鏡的畸變等因素會導致測量誤差，因此，為了減少測量誤差，提高影像測量儀的測量精確度，都會做非線性誤差修正。 現有的影像測量儀整個非線性誤差修正的過程採用人工手動操作，將一條玻璃線紋尺擺放在工作檯上，對玻璃線紋尺上的線條進行測量，再把測量結果輸入到影像測量系統內，然後影像測量系統對測量結果作非線性誤差修正。具體方法是利用一條標準尺分別對X軸和Y 軸選一條線作修正，通過影像放大利用標準尺線紋的邊緣對齊影像區十字線的方式取點。 取點的方式採用靠齊線的邊緣的方法，因為標準尺的線紋是光刻腐蝕製作，這種工藝製作的線紋寬度會有一定的誤差，所以精度不高，並且整個非線性誤差補償的過程大約需要一個小時才可以完成，效率低，還增加了人為的因素產生的誤差。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是解決影像測量儀非線性誤差修正精度低、效率低的問題。為了解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案是提供一種影像測量儀的非線性誤差校正板，所述校正板上設有呈矩陣布置的多個標準圓和多個同心圓，所述多個同心圓分為兩組，第一組同心圓以最左下角的標準圓為基準，第二組同心圓以最右上角的標準圓為基準，所述多個同心圓以所述標準圓為基礎間隔設置。在上述校正板技術方案的基礎上，所述校正板上設有5084個直徑為0. 5mm的標準圓，所述5084個標準圓按82X62陣列布置且陣列間距為5mm ；所述校正板上還設有1 個同心圓，每個同心圓的由5個圓組成且直徑由大到小分別為2. 5mm,2. OmmU. 5mm、l. 0mm、 0. 5mm，每個同心圓的周圍均設有十字線；所述1 個同心圓均分為兩組布置，第一組63個同心圓以最左下角的標準圓作基準，按9X7陣列布置且陣列間距為50mm ；第二組63個同心圓以最右上角的標準圓作基準，按9X7陣列布置且陣列間距為50mm。本發明還提供了一種影像測量儀的非線性誤差修正方法，其特徵在於，採用如權利要求2所述的校正板進行修正，具體步驟如下
A10、移動工作檯，測量校正板左下角第1行，第1列的標準圓，並將此圓的圓心坐標作為工作檯的相對原點坐標；
A20、隔行、隔列依次測量校正板上的標準圓；
A30、將得到的所有標準圓的圓心測量坐標值分別和校正板上對應實際坐標值比對，得到誤差值，完成第1次非線性誤差修正；
A40、移動工作檯，測量校正板左下角第2行，第2列的標準圓，將此圓的圓心坐標作為工作檯的相對原點坐標；
A50、隔行、隔列依次測量校正板上的標準圓；
A60、將得到的所有標準圓的圓心測量坐標值分別和校正板上對應實際坐標值比對，得到誤差值，完成第2次非線性誤差修正；
A70、將兩次非線性誤差修正值綜合平均，將最終的非線性誤差修正值保存在一個加密的文件裡，在以後的測量中自動載入非線性誤差修正值。在上述方法中，在步驟AlO中，首先使影像測量儀的工作檯先找X/Y/Z軸的原點， 然後將顯微鏡自動旋轉到高倍率，再移動工作檯，讓校正板最左下角的標準圓位於工作檯的中心，並作自動對焦。在上述方法中，所述步驟A20包括以下步驟；
A201、沿X軸方向依次對校正板上坐標為(0，0) ;(10，0) ； (20,0) ； (30,0) ... (400,0) 的圓進行測量，完成對校正板第1行41個標準圓的測量；
A202、再沿X軸方向依次對校正板上坐標為(0, 10) ； (10，10) ； (20，10) ； (30，10)... (400, 10)的圓進行測量，完成對校正板第3行41個標準圓的測量；
A203、按照此順序分別對校正板的第5行；第7行；第9行…到第61行，每行41個標準圓的測量，完成對校正板上單數行1271個直徑為0. 5的圓的測量；校正板上第61行41個標準圓的坐標分別是(0,300) ； (10，300) ； (20，300) ； (30，300)…(400,300)。在上述方法中，所述步驟A50包括以下步驟；
A501、沿X軸方向依次對校正板上坐標為(5，5) ； (15，5) ； (25, 5) ； (35, 5) ... (405,5) 的標準圓進行測量，完成對校正板第2行41個直徑為0. 5的圓的測量；
A502、再沿X軸方向依次對校正板上坐標為(5，15) ； (15，15) ； (25，15) ； (35，15)... (405，15)的標準圓進行測量，完成對校正板第4行41個標準圓的測量；
A503、按照此順序分別對校正板的第6行；第8行；第10行…到第62行，每行41個標準圓的測量，完成對校正板上雙數行共1271個標準圓的測量，得到1271個圓的圓心測量坐標值，校正板上第62行41個直徑為0. 5的圓坐標分別是(5，305) ； (15，305) ； (25, 305)； (35, 305)…(405,305)。本發明還提供了一種影像測量儀，包括控制系統，所述控制系統採用上述修正方法進行非線性誤差修正。本發明提供的校正板，取點的方式通過測量選取圓心坐標，而不是採用靠齊線的邊緣的方法，從而減少了因為線的寬度因素造成取邊(點)的誤差。本發明提供的影像測量儀的非線性誤差修正方法，對工作檯作兩次非線性誤差修正，將兩次非線性誤差修正值平均，讓測量數據更加穩定，提高測量了測量精度；另外，對工作檯的測量範圍內縱橫向每間隔IOmm進行了非線性誤差修正，有效地消除或減少了機械誤差。本發明提供的影像測量儀，通過控制器自動運行，節省時間，提高工作效率。
圖1為本發明提供的校正板的一種具體實施例結構示意圖； 圖2為圖1中左下角的局部放大圖；圖3為校正板的安裝示意圖。
具體實施例方式本發明提供了一種影像測量儀的非線性誤差校正板，所述校正板上設有呈矩陣布置的多個標準圓和多個同心圓，所述多個同心圓分為兩組，第一組同心圓以最左下角的標準圓為基準，第二組同心圓以最右上角的標準圓為基準，所述多個同心圓以所述標準圓為基礎間隔設置。圖1為校正板的一種具體實施例結構示意圖，圖2為圖1中左下角的局部放大圖， 下面結合附圖對本發明作出詳細的說明。如圖1、圖2所示，校正板上設有5084個直徑為0. 5mm的標準圓，所述5084個標準圓按82X62陣列布置且陣列間距為5mm，每一個標準圓的圓心位置採用橫、縱坐標表示，如 (0，0)表示最左下角的標準圓，(5，0)表示最下面1行(第1行)第2列的標準圓，(405，305) 表示最右上角的標準圓。校正板上還設有1 個同心圓，每個同心圓的由5個圓組成且直徑由大到小分別為2. 5mm,2. 0mm、1. 5mm、1. 0mm、0. 5mm，每個同心圓的周圍均設有十字線； 所述1 個同心圓均分為兩組布置，第一組63個同心圓以最左下角的標準圓(0，0)作基準， 按9X7陣列布置且陣列間距為50mm ；第二組63個同心圓以最右上角的標準圓(405，305) 作基準，按9X7陣列布置且陣列間距為50mm。本發明還提供了一種利用上述校正板對影像測量儀進行非線性誤差修正的方法， 包括以下步驟
首先使影像測量儀的工作檯先找X/Y/Z軸的原點，然後將顯微鏡自動旋轉到高倍率， 再移動工作檯，讓校正板最左下角的標準圓(0，0)位於工作檯的中心，並自動對焦。A10、移動工作檯，測量校正板左下角第1行，第1列的標準圓，並將此圓的圓心坐標作為工作檯的相對原點坐標；
A20、隔行、隔列依次測量校正板上的標準圓；
A30、將得到的所有標準圓的圓心測量坐標值分別和校正板上對應實際坐標值比對，得到誤差值，完成第1次非線性誤差修正；
A40、移動工作檯，測量校正板左下角第2行，第2列的標準圓，將此圓的圓心坐標作為工作檯的相對原點坐標；
A50、隔行、隔列依次測量校正板上的標準圓；
A60、將得到的所有標準圓的圓心測量坐標值分別和校正板上對應實際坐標值比對，得到誤差值，完成第2次非線性誤差修正；
A70、將兩次非線性誤差修正值綜合平均，將最終的非線性誤差修正值保存在一個加密的文件裡，在以後的測量中自動載入非線性誤差修正值。其中，步驟A20包括以下步驟；
A201、沿X軸方向依次對校正板上坐標為(0，0) ;(10，0) ； (20,0) ； (30,0) ... (400,0) 的圓進行測量，完成對校正板第1行41個標準圓的測量；
A202、再沿X軸方向依次對校正板上坐標為(0, 10) ； (10，10) ； (20，10) ； (30，10)... (400, 10)的圓進行測量，完成對校正板第3行41個標準圓的測量；
A203、按照此順序分別對校正板的第5行；第7行；第9行…到第61行，每行41個標準圓的測量，完成對校正板上單數行1271個直徑為0. 5的圓的測量；校正板上第61行41個標準圓的坐標分別是(0,300) ； (10，300) ； (20，300) ； (30，300)…(400,300)。步驟A50包括以下步驟；
A501、沿X軸方向依次對校正板上坐標為(5，5) ； (15，5) ； (25, 5) ； (35, 5) ... (405,5) 的標準圓進行測量，完成對校正板第2行41個直徑為0. 5的圓的測量；
A502、再沿X軸方向依次對校正板上坐標為(5，15) ； (15，15) ； (25，15) ； (35，15)... (405，15)的標準圓進行測量，完成對校正板第4行41個標準圓的測量；
A503、按照此順序分別對校正板的第6行；第8行；第10行…到第62行，每行41個標準圓的測量，完成對校正板上雙數行共1271個標準圓的測量，得到1271個圓的圓心測量坐標值，校正板上第62行41個直徑為0.5的圓坐標分別是(5，305) ； (15, 305) ； (25, 305)； (35, 305)…(405,305)。本發明還提供了一種影像測量儀，包括控制系統，所述控制系統採用上述修正方法進行非線性誤差修正。校正板3通過專用夾具2固定在工作檯1上，該專用夾具2是一個方形的鋁塊，鋁塊的中間有一個方孔，方孔的周圍是方形的臺階，用於擺放校正板3，校正板3上有4個壓板 4，可以用螺絲鎖緊，將校正板3固定在夾具2的臺階內。專用夾具上有4個通孔，與影像測量儀的工作檯上的備用孔對應，可以用4個螺絲把專用夾具2和校正板3固定在影像測量儀的工作檯1上(如圖3所示)。本發明不局限於上述最佳實施方式，任何人應該得知在本發明的啟示下作出的結構變化，凡是與本發明具有相同或相近的技術方案，均落入本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.影像測量儀的非線性誤差校正板，其特徵在於，所述校正板上設有呈矩陣布置的多個標準圓和多個同心圓，所述多個同心圓分為兩組，第一組同心圓以最左下角的標準圓為基準，第二組同心圓以最右上角的標準圓為基準，所述多個同心圓以所述標準圓為基礎間隔設置。
2.如權利要求1所述的影像測量儀的非線性誤差校正板，其特徵在於，所述校正板上設有5084個直徑為0. 5mm的標準圓，所述5084個標準圓按82X62陣列布置且陣列間距為 5mm ；所述校正板上還設有1 個同心圓，每個同心圓的由5個圓組成且直徑由大到小分別為2. 5mm,2. 0mm、1. 5mm、1. 0mm、0. 5mm，每個同心圓的周圍均設有十字線；所述1 個同心圓均分為兩組布置，第一組63個同心圓以最左下角的標準圓作基準，按9 X 7陣列布置且陣列間距為50mm ；第二組63個同心圓以最右上角的標準圓作基準，按9X 7陣列布置且陣列間距為50mm。
3.影像測量儀的非線性誤差修正方法，其特徵在於，採用如權利要求2所述的校正板進行修正，具體步驟如下A10、移動工作檯，測量校正板左下角第1行，第1列的標準圓，並將此圓的圓心坐標作為工作檯的相對原點坐標；A20、隔行、隔列依次測量校正板上的標準圓； A30、將得到的所有標準圓的圓心測量坐標值分別和校正板上對應實際坐標值比對，得到誤差值，完成第1次非線性誤差修正；A40、移動工作檯，測量校正板左下角第2行，第2列的標準圓，將此圓的圓心坐標作為工作檯的相對原點坐標；A50、隔行、隔列依次測量校正板上的標準圓；A60、將得到的所有標準圓的圓心測量坐標值分別和校正板上對應實際坐標值比對，得到誤差值，完成第2次非線性誤差修正；A70、將兩次非線性誤差修正值綜合平均，將最終的非線性誤差修正值保存在一個加密的文件裡，在以後的測量中自動載入非線性誤差修正值。
4.如權利要求3所述的影像測量儀的非線性誤差修正方法，其特徵在於，在步驟AlO 中，首先使影像測量儀的工作檯先找X/Y/Z軸的原點，然後將顯微鏡自動旋轉到高倍率，再移動工作檯，讓校正板最左下角的標準圓位於工作檯的中心，並作自動對焦。
5.如權利要求3所述的影像測量儀的非線性誤差修正方法，其特徵在於，所述步驟A20 包括以下步驟；A201、沿X軸方向依次對校正板上坐標為(0，0) ;(10，0) ； (20,0) ； (30,0) ... (400,0) 的圓進行測量，完成對校正板第1行41個標準圓的測量；A202、再沿X軸方向依次對校正板上坐標為(0, 10) ； (10，10) ； (20，10) ； (30，10)... (400, 10)的圓進行測量，完成對校正板第3行41個標準圓的測量；A203、按照此順序分別對校正板的第5行；第7行；第9行…到第61行，每行41個標準圓的測量，完成對校正板上單數行1271個直徑為0. 5的圓的測量；校正板上第61行41個標準圓的坐標分別是(0,300) ； (10，300) ； (20，300) ； (30，300)…(400,300)。
6.如權利要求3所述的影像測量儀的非線性誤差修正方法，其特徵在於，所述步驟A50 包括以下步驟；A501、沿X軸方向依次對校正板上坐標為(5，5) ； (15，5) ； (25, 5) ； (35, 5) ... (405,5) 的標準圓進行測量，完成對校正板第2行41個直徑為0. 5的圓的測量；A502、再沿X軸方向依次對校正板上坐標為(5，15) ； (15，15) ； (25，15) ； (35，15)... (405，15)的標準圓進行測量，完成對校正板第4行41個標準圓的測量；A503、按照此順序分別對校正板的第6行；第8行；第10行…到第62行，每行41個標準圓的測量，完成對校正板上雙數行共1271個標準圓的測量，得到1271個圓的圓心測量坐標值，校正板上第62行41個直徑為0. 5的圓坐標分別是(5，305) ； (15，305) ； (25, 305)； (35, 305)…(405,305)。
7.影像測量儀，其特徵在於包括控制系統，所述控制系統採用如權利要求3-6項任一項所述的修正方法進行非線性誤差修正。
全文摘要
本發明公開了一種影像測量儀及其非線性誤差修正方法和校正板，所述校正板上設有呈矩陣布置的多個標準圓和多個同心圓，所述多個同心圓分為兩組，第一組同心圓以最左下角的標準圓為基準，第二組同心圓以最右上角的標準圓為基準，所述多個同心圓以所述標準圓為基礎間隔設置。本發明提供的校正板，取點的方式通過測量選取圓心坐標，而不是採用靠齊線的邊緣的方法，從而減少了因為線的寬度因素造成取點的誤差。本發明提供的影像測量儀的非線性誤差修正方法，對工作檯作兩次非線性誤差修正，將兩次非線性誤差修正值平均，提高測量了測量精度；另外，對工作檯的測量範圍內縱橫向每間隔10mm進行了非線性誤差修正，有效地消除或減少了機械誤差。
文檔編號G01B11/00GK102445151SQ20111030500
公開日2012年5月9日 申請日期2011年10月10日 優先權日2011年10月10日
發明者張松濤, 黃志良 申請人:珠海市怡信測量科技有限公司