文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200654
中文引用格式： 高彤，陳鴻，張亮，等. 接觸式輪廓掃描儀系統標定算法[J].電子技術應用，2021，47(3)：65-70，74.
英文引用格式： Gao Tong，Chen Hong，Zhang Liang，et al. Calibration algorithm of contact contour scanner system[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(3)：65-70，74.
0 引言
現如今檢測技術朝著精密、高效的方向不斷提升，眼鏡的生產和加工也向著高精度、自動化方向發展。傳統的方法需要定制相應的模板，工序復雜，耗時長，而且精度不高[1]，不滿足工業生產需求。目前國內外普遍使用鏡片自動磨邊機，它是一種根據輪廓掃描儀所提供的輪廓數據進行自動加工鏡片的設備，實現鏡架凹槽或鏡片輪廓參數的獲取并傳給數控磨邊機從而實現加工全自動。測量輪廓的方式主要分為接觸式測量和非接觸式測量。接觸式測量利用掃描探針與被測物體接觸，使掃描探針或被測物體旋轉一周，實現對被測物體進行離散的空間點位置的獲取，通過一定的數學計算，完成對所測數據點的分析擬合，最終還原出被測物體的輪廓；非接觸測量有超聲波法以及基于視覺技術的激光三角法、結構光法等[2-4]，但利用光學的測量方式不適用于鏡架凹槽。本文所研究的接觸式探針掃描儀利用低壓力接觸式探針掃描鏡架內凹槽或鏡片邊緣輪廓，其掃描原理就是利用檢測探針接觸被測物體一周的過程中得到旋轉編碼器返回的長度序列以及旋轉平臺的旋轉角度來確定輪廓的坐標信息，編碼器記錄的長度是檢測探針升起位置到被測物體輪廓邊緣點的距離。實際工程中，由于儀器零部件的安裝不精準，檢測探針的零點與旋轉中心往往不重合，所以需要對得到的數據進行處理才能得到準確的曲線輪廓[5]。對于此類系統誤差問題，一般做法是對誤差來源進行分析后，需要建立誤差的精準數學模型，提出系統誤差補償或抑制方法[6-9]。為了解決本文研究的問題，參考文獻[10]提出的方法是對誤差進行了精確建模，建立系統的誤差數學模型，運用最小二乘法的基本原理求解最佳參數[10-12]，但這種方法運算量較大，難以實現在線標定[13]。本文提出一種利用尺寸已知的正方形標定板，通過測量標定板得到的數據來獲取到系統參數，從而對被測物體的輪廓坐標進行在線標定。并通過Qt Creator軟件編程模擬仿真了測量過程驗證了算法的準確性。
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作者信息：
高 彤1，陳 鴻1，張 亮2，王晉祺3
(1.中北大學 電子測試技術重點實驗室 儀器科學與動態測試教育部重點實驗室，山西 太原030051；
2.太原科技大學 交通與物流學院，山西 太原030051；3.上海無線電設備研究所，上海201109)