在视频测量系统 (VMS) 中，校准工件对于建立测量精度和维持系统稳定性至关重要。无论使用玻璃尺、光栅尺、目标板还是其他几何标准，它们的作用都是提供可靠的尺寸参考并纠正或验证测量误差。下面根据行业实践，对VMS中标定工件的主要功能进行介绍。
1.建立长度参考
VMS通过光学成像和图像处理将像素单位转换为物理长度。为了确保 X/Y/Z 坐标系具有有意义的物理参考，使用已知尺寸的校准工件。
提供可验证的标准长度
系统使用蚀刻线或标准特征计算像素与长度的比率。例如，在一定放大倍数下，一条1毫米的线对应840个像素，系统可以确定当前视场内的有效像素大小，从而保证测量结果的正确性。
减少光学引起的几何误差
不同的放大倍率会产生镜头畸变、视场差异和分辨率变化。使用校准工件进行像素重新映射可以纠正失真、不均匀的像素响应和边缘成像偏差，使缩放因子更加稳定。
2.确保几何精度和重复性
校准工件不仅可以保证单次测量的准确性，还可以确保多次测量结果的一致性。
线性误差校正
平台线性误差由导轨直线度、驱动机构或环境温度产生。使用光栅尺或蚀刻玻璃尺测量实际位移，使系统能够在命令位置和实际位置之间创建偏差曲线，并应用线性补偿，从而在整个行程中保持定位精度。
放大倍率误差补偿
镜头放大倍率受成像距离、光路位置和装配公差的影响。已知尺寸的校准工件有助于建立放大倍率和图像缩放因子之间的关系，确保更改放大倍率时的尺寸一致性。
几何畸变校正
大视场中的镜头畸变会导致边缘测量结果与中心不同。使用目标板上的矩阵点或蚀刻线生成失真模型，确保整个视场的几何行为一致。
提高重复性
重复性受光源稳定性、环境温度和图像处理波动的影响。使用校准工件定期测量固定尺寸可以检测系统漂移并确保测量变化保持在公差范围内。
3.校准工件精度对误差建模的影响
误差补偿依赖于系统的误差映射模型，该模型基于从校准工件测量的数据。这些工件的精度和稳定性直接影响模型的可靠性。
线性补偿
校正行程中沿 X/Y/Z 轴的线性偏差。不准确的伪影可能会改变补偿曲线并降低有效性。
非线性补偿
解决局部平台误差或不均匀导轨磨损。非线性补偿取决于多个数据点，因此工件稳定性对于算法的正确性至关重要。
场畸变补偿
测量不同视场的校准特征的偏移，以生成畸变矩阵。线条或点图案的磨损、污染或热膨胀会降低补偿效果。
4.结论
VMS 中的校准工件可建立尺寸参考、纠正几何误差并验证可重复性，在维护系统精度方面发挥着关键作用。选择稳定、高精度的工件并定期进行校准和维护可确保测量性能长期可靠。