驗證全視野範圍內的相機校正

本測試要回答的問題

校正的擬合殘差低，並不能證明整個視野內的尺寸精度。請在量產實際使用的位置和高度上，測試獨立的參考距離。

這是一份與廠商無關的現場調機方法。更改任何設定之前，請先查閱所用具體型號的相機、鏡頭、感測器或控制器手冊。文中的數值範例表為假設資料，既不是 Deyi Vision 的量測結果，也不是產品規格。

前置條件

使用已完成尺寸表徵、且未參與最終模型調整的標靶。校正結果始終與鏡頭、對焦、ROI、解析度和量測平面相關聯。

把用於擬合校正的觀測資料與用於驗證校正的觀測資料分開。擬合殘差低，可能只是模型很好地擬合了它自己的訓練點，並不代表它能描述量產時的整個視野。先確定要量測哪些量、工件所在平面和允許的高度範圍。平面校正不應在缺乏依據的情況下，被默默沿用到其適用平面之外；未經尺寸表徵的印刷標靶，也不適合單獨作為精度參考。

測試台與記錄

準備網格或長度標準件、升降台以及原始影像存檔。儲存校正檔案、單位、座標慣例、擬合殘差和參考不確定度。

使用經獨立表徵的標準件，並記錄其參考值、不確定度、擺放方向和支撐條件。建立視野網格和高度治具，同時保持校正版本、影像 ROI、鏡頭設定和座標單位不變。準備結果表，每行填寫位置、高度、量測方向、參考值、量測值和帶符號誤差。儲存原始影像，以便日後複查時能區分特徵擷取錯誤與座標轉換本身的問題。

執行測試

1. 凍結校正結果，把獨立標靶依次放到 5 × 5 的視野網格各點上。
2. 在標稱高度量測水平和垂直方向的長度，所有角落都要包括在內。
3. 在允許的最低和最高高度重複量測，不重新擬合。
4. 按位置繪製帶符號誤差圖，並將最大絕對誤差與 RMS 分開保留。

用預定的校正資料擬合候選模型並將其凍結，此後獨立標準件不得再參與任何擬合。在規劃的視野位置和高度上，按要求的兩個方向各量測一遍。測試過程中回到某個參考位置，檢查穩定性。如果驗證失敗而導致修改模型，應建立新版本並重新做一輪獨立驗證，不要只替換舊結果表中失敗的那幾行。

假設範例表

假設驗證誤差為：中心 +0.004 mm，一個角 +0.012 mm，另一個角 +0.030 mm。按已聲明的 0.020 mm 最大誤差規則，即使平均殘差很小，最後一個點仍不合格。

error_i = measured_i - independent_reference_i
RMS = sqrt(sum(error_i^2) / N)
Example errors: center +0.004 mm; left corner +0.012 mm; right corner +0.030 mm
example acceptance: max(abs(error_i)) <= 0.020 mm

本例把帶符號的物理誤差與已聲明的最大允許誤差相比較。要保留誤差的符號，因為誤差在空間上的分布規律可以揭示比例或畸變的影響。除任何整體彙總之外，還要報告要求範圍內最差的位置。重投影誤差是在校正模型下以影像座標表示的，而獨立尺寸誤差針對的是所報告的物理量。不能僅僅因為兩者都被稱作校正殘差，就用其中一個替代另一個。

測試流程

解讀佐證

把每個獨立結果標註在視野示意圖上，並註明其高度和方向。未測試的格子要明確標出。僅出現在角落的規律，可能說明模型不足或光學效能不足；而隨高度變化的規律，則可能暴露基於平面映射的局限。在得到驗證之前，這些都只是診斷假設；這張圖指出的是哪裡還需要補充佐證，而不是自動選定某種畸變模型或修正方式。

故障排除

• 誤差沿徑向增大，提示畸變模型或視野覆蓋存在問題。
• 隨高度變化的誤差可能源於透視/放大倍率的變化；不能假定平面模型已補償任意深度的變化。

如果每個位置都有相近的比例誤差，應檢查參考值的單位、影像縮放以及像素到世界座標的轉換慣例。如果兩個方向的結果不一致，應檢查標靶朝向和量測幾何。如果多次執行之間只有部分點發生變化，應檢查特徵擷取和治具的穩定性。平均結果良好但關鍵角落不合格，仍然代表未達到應用要求。不要刪去對結果不利的驗證點，除非有記錄在案的佐證表明該次觀測本身無效。

驗收與交接

要求每個視野位置/高度和每個長度方向，都在約定的誤差預算（含參考不確定度）內通過。擬合結果與獨立驗證結果要分開儲存；相關的光學條件或 ROI 發生變化後，應將原校正視為無效。

將原始檔案、設定、樣品標識和判定限值一併歸檔。請參照下方相關的產品指南與準備指南，與 Deyi Vision 討論已有書面記載的需求。

只有在重新做的獨立量測於要求的整個視野和高度範圍內都符合已聲明的限值之後，才批准該凍結模型。判斷結果是否接近限值時，要把參考不確定度和重複性考慮在內。歸檔標準件的識別資訊、完整的帶符號誤差矩陣、原始擷取影像和校正版本。鏡頭、工作距離、ROI、影像縮放或量測平面發生變化時，需要確認原驗證是否仍然適用，並在放行前重做受影響的測試。