许楠楠+刘缠牢

摘要：

基于机器视觉技术，采用平行光投影获取光学元件轮廓图像，通过行扫描提取目标，使用最小二乘线性回归边缘检测方法，将直线边缘定位精度达到亚像素级别，使测量精度达到微米级。实验结果表明，采用机器视觉的非接触测量方法可以实现对光学元件外径的快速准确测量。

关键词：

机器视觉； 目标提取； 亚像素边缘检测

中图分类号： TN 274文献标志码： Adoi： 10.3969/j.issn.1005-5630.2016.04.003

Based on machine vision technology，we use the parallel light projection to obtain optical element contour image.By line scan to extract target，we use the least squares linear regression edge detection method and achieve the linear edge location accuracy to sub-pixel level so that measurement precision can reach micron level.The experimental results show that the machine vision method of non-contact measurement can achieve fast and accurate measurement of the optical element diameter.

Keywords：

machine vision； target extraction； sub-pixel edge detection

引言

现代科学技术中，对光学元件的检测主要包括基本量测量、材料特性测量、光学系统特性及像质检测[1]。其中最基础的是对元件基本量的测量，对透镜来说即是对几何尺寸、光学表面质量的测量，其中光学面因其制造工艺的复杂性，易引起加工误差，从而备受人们关注，相继研究出较多检测方法[2-3]。相对而言，对非光学面的测量关注度较少，如直径、厚度等，还处于手动接触式测量阶段，如游标卡尺，千分尺等，这些检测方法需耗费大量劳动力，速度也慢，已不满足现代工业的要求。近年来，基于机器视觉的测量技术已经在国外得到了广泛的应用[4-5]，其相对于接触式测量，有以下几个优点：（1） 排除接触测量对物体表面的损伤；（2） 测量可以连续进行，无需停止目标移动；（3） 因为是数字图像处理，计算机识别，排除了人为因素的影响。

因此本文应用机器视觉技术搭建了一套完整的光学元件测量系统，重点介绍了系统的软硬件结构，结合行扫描的目标提取方法以及亚像素边缘检测，对光学元件的基本参数进行了快速准确的测量。……