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

Abstract

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 medición de calidad metrológica. La interfaz visual implementada consta de una cámara con sensor CMOS adosada al ocular del autocolimador, partes posicionales, y un sistema de procesamiento digital de imágenes propio, escrito en lenguaje Matlab OR, que analiza la imagen de la ret́ıcula para detectar la escala y la cruz de medición a nivel sub-ṕıxel. Mediante un experimento controlado, realizado con un nivel electrónico trazable internacionalmente, se obtuvieron, con este sistema, ángulos de cabeceo (αy) con una resolución tres veces mejor que la del instrumento sin interfaz. Este ejemplo sugiere que el valor de 0.06 ṕıxeles para la incertidumbre asociada con la posición sub-ṕıxel de las diferentes ĺıneas que conforman la ret́ıcula de medición es realista, y permite seguir trabajando en una interfaz robusta para todos los parámetros 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. Palabras clave: Autocolimador, sensor CMOS, Interfaz visual, precisión subpixel., Keywords: Autocollimator, CMOS sensor, image processing, subpixel accuracy