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

Abstract

Este documento tiene el objetivo de describir el potencial de una interfaz visual basica en un Autocolimador del tipo Nikon 6B/6D, para reemplazar al operario en una medici´on de calidad metrologica. La interfaz visual implementada consta de una camara con sensor CMOS adosada al ocular del autocolimador, partes posicionales, y un sistema de procesamiento digital de imagenes propio, escrito en lenguaje Matlab , que analiza la imagen de la retıcula para detectar la escala y la cruz de medicion a nivel sub-pıxel. Mediante un experimento controlado, realizado con un nivel electronico trazable internacionalmente, se obtuvieron, con este sistema, angulos de cabeceo (y) con una resolucion tres veces mejor que la del instrumento sin interfaz. Este ejemplo sugiere que el valor de 0.06 pıxeles para la incertidumbre asociada con la posicion sub-pıxel de las diferentes lıneas que conforman la retıcula de medicion es realista, y permite seguir trabajando en una interfaz robusta para todos los parametros angulares posibles de ser medidos por el autocolimador.

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.