Interfaz visual para un Autocolimador Nikon 6D mediante procesamiento de ima¿genes con precisión sub-píxel: un caso de estudio

Resumen

Este documento tiene el objetivo de describir el potencial de una interfaz visual ba'sica en un Autocolimador del tipo Nikon 6B/6D, para reemplazar al operario en una medicio¿n de calidad metrolo¿gica. La interfaz visual implementada consta de una ca¿mara con sensor CMOS adosada al ocular del autocolimador, partes posicionales, y un sistema de procesamiento digital de ima¿genes propio, escrito en lenguaje Matlab OR, que analiza la imagen de la ret¿ıcula para detectar la escala y la cruz de medicio¿n a nivel sub-p¿ıxel. Mediante un experimento controlado, realizado con un nivel electro¿nico trazable internacionalmente, se obtuvieron, con este sistema, a¿ngulos de cabeceo (αy) con una resolucio¿n tres veces mejor que la del instrumento sin interfaz. Este ejemplo sugiere que el valor de 0.06 p¿ıxeles para la incertidumbre asociada con la posicio¿n sub-p¿ıxel de las diferentes l¿ıneas que conforman la ret¿ıcula de medicio¿n es realista, y permite seguir trabajando en una interfaz robusta para todos los para¿metros angulares posibles de ser medidos por el autocolimador.

Abstract

The goal of this paper is to describe the potential of a ba- sic visual interfase applied to a Nikon 6B/6D autocollimator in order to replace human operator within a “laboratory grade” measurement. The implemented optical interface consists of a CMOS sensor-based camera attached to the autocollimator ocu- lar, camera positioning devices and a proprietary digital image processing package, built around Matlab OR environment, used to analyze the reticle's image to detect both the scale and the measuring cross at sub-pixel level. In a controlled experiment the system performance was compared against an electronic le- vel with internationally traceable certification. Pitch angles we- re obtained with a resolution three times better than the original of the instrument. This example shows that the value of 0,06 pixels for the uncertainty associated with sub-pixel position of the reticle lines is realistic, allowing to continue working on a robust interface for all angle parameters that can be measured using an autocollimator.

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