ビジョンベース座標測定システムのポータブルライトペンのための2段階キャリブレーション方法

科学分野:

• 計測学
• 光学測定システム
• 工学計測学

背景:

• ポータブルライトペン測定技術は、製造業および産業検査において重要です。
• 既存のシステムは、マーカー点局在化エラーとプローブ中心変位による精度の低下に悩まされています。
• 現在のキャリブレーション方法は、座標測定機のような特殊な機器を必要とすることがよくあります。

研究 の 目的:

• ライトペンシステムの新しい2段階自己キャリブレーション方法を提案すること。
• マーカー点局在化エラーとプローブ中心変位を軽減することにより、測定精度を向上させること。
• 画像ベースの情報のみに依存するキャリブレーション技術を開発すること。

主な方法:

• 距離制約と幾何学的最適化を組み合わせた2段階自己キャリブレーションアプローチ。
• ステージ1：距離を推定するための感度分析と信頼領域最適化。
• ステージ2：マーカー座標を最適化するための幾何学的制約を伴うバンドル調整。

主要な成果:

• プローブ中心座標のX、Y、Z方向における繰り返し精度を50μmで達成しました。
• 標準部品の距離測定偏差が70μm未満であることを実証しました。
• 提案された方法は、キャリブレーションのために画像ベースの情報を効果的に利用します。

結論:

• 開発された2段階自己キャリブレーション方法は、ライトペン測定システムの精度を大幅に向上させます。
• 画像ベースのデータへの依存は、外部機械の必要性を減らし、キャリブレーションプロセスを簡素化します。
• この方法は、産業および製造業の計測における精度向上のための実用的なソリューションを提供します。