Im Montageprozess von zylindrischen Bohrungen an präzisen Bauteilen wie Mikro-Thermoelementen ist die hochgenaue Messung der Position der runden Bohrung ein entscheidender Schritt zur Gewährleistung der Koaxialität der Montage. Bei kleinen runden Bohrungen mit bestimmter Wandstärke (Durchmesserbereich von 0,03 mm bis 3,7 mm, Strukturfaktor k2,5) sind herkömmliche 3D-Vision-Methoden komplex und schwierig zu modellieren. Zudem führt die monokulare Hinterlicht-Vision unter Neigungsbedingungen durch Abschattung der Bohrungswand zu verschwommenen Rändern des Lichtflecks, was die Messgenauigkeit und Robustheit verringert. Zur Lösung dieser Probleme wird eine hochpräzise Positionsmessmethode für dickenwandige runde Bohrungen basierend auf der Grauwert-Integralprojektion im zweimodalen Verfahren mit monokularer Hinterlicht-Vision vorgeschlagen. Durch die Erstellung eines geometrischen Modells der Hinterlichtabbildung der dickenwandigen Bohrung wurde der Zusammenhang zwischen der Form des Lichtflecks und dem Neigungswinkel der Bohrung ermittelt. Darauf aufbauend wird eine zweimodale Positionsmessmethode mit grober linearer Inverslösung und feiner Extremwertsuche vorgestellt: In der Grobeinstellungsphase wird durch die Grauwert-Integralprojektion mit globaler Energiestatistik das zweidimensionale Bild auf eine eindimensionale Lichtstromverteilungskurve reduziert, um Störeinflüsse durch lokale unscharfe Kanten zu vermeiden und die horizontale Breitencharakteristik des Lichtflecks zu extrahieren. Mit dem linearen Abbildungsmerkmal bei großem Neigungswinkel (über 70 % des theoretischen Grenzwinkels) wird ein Inverspositionsmodell zur schnellen Korrektur großer Bohrungsabweichungen erstellt; in der Feineinstellungsphase wird auf die suchbasierte Methode des Durchgangslichtstroms umgestellt, die die physikalische Eigenschaft nutzt, dass der Lichtstrom im Nullposition die globale Maximalintensität erreicht, und durch Closed-Loop-Iterativoptimierung eine hochpräzise Positionsbestimmung der Bohrung ermöglicht. Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass die Methode unter komplexen Bedingungen mit großem Neigungswinkel und Gratstörungen eine hohe Störfestigkeit aufweist, eine Erkennungsrate von über 91 % erreicht und die Präzision und Effizienz der präzisen Montage effektiv verbessert, wodurch eine kostengünstige Lösung für praktische Ingenieuranwendungen bereitgestellt wird.

dickenwandige runde Bohrung; monokulare Vision; Positionsdetektion; Grauwert-Integralprojektion; präzise Montage; Zweimodalverfahren