Im Achs-Bohrungs-Montageprozess von Präzisionskomponenten wie Mikrothermoelementen ist die hochpräzise Messung der Position und Pose der runden Bohrung ein entscheidender Schritt zur Gewährleistung der Koaxialität der Montage. Für die strukturale Messung kleiner runder Bohrungen mit bestimmter Wandstärke (Bohrungsdurchmesser 0,03 bis 3,7 mm, Strukturkonstante k>2,5) sind traditionelle 3D-Visionsmethoden komplex in Systemen und schwierig im Modellieren, und die monokulare Hintergrundbeleuchtung bei Kippbedingungen führt zur Abschattung der Bohrungswand, was zu unscharfen Streifenrändern führt und die Messgenauigkeit und Stabilität reduziert. Deshalb wird eine bimodale Methode zur präzisen Posemessung von dickwandigen runden Bohrungen mit monokularer Hintergrundbeleuchtung auf Basis der Grauwert-Integralprojektion vorgeschlagen. Durch die Erstellung eines geometrischen Modells der Hintergrundbildgebung der dickwandigen Bohrung wurde der Zusammenhang zwischen der Form des Lichtflecks und dem Neigungswinkel der Bohrung ermittelt. Darauf aufbauend wurde eine bimodale Posenmessmethode mit grober linearer Rücklösung und feiner Extremwertsuche vorgeschlagen. In der Grobabstimmungsphase wird das 2D-Bild durch globale Energiestatistik der Grauwert-Integralprojektion auf eine eindimensionale Lichtstromverteilungskurve reduziert, wodurch Störungen durch lokale unscharfe Kanten vermieden werden, die horizontale charakteristische Breite der Lichtfleckform extrahiert wird und mittels der linearen Abbildungseigenschaft bei großen Neigungswinkeln (über 70 % des theoretischen Grenzwinkels) ein Pose-Rücklösungsmodell zur schnellen Korrektur großer Bohrungsabweichungen aufgebaut wird; in der Feineinstellungsphase wird auf ein Suchverfahren basierend auf dem transmittierten Lichtstrom gewechselt, das die physikalische Eigenschaft nutzt, dass der Lichtstrom in der Nullpose einen globalen Maximalwert erreicht, und durch geschlossene iterative Optimierung eine hochpräzise Positionierung der Bohrungspose erreicht. Die Versuchsergebnisse zeigen, dass diese Methode unter komplexen Bedingungen mit großem Neigungswinkel und Gratstörungen eine hohe Störungsresistenz aufweist, die Erkennungsrate über 91 % liegt, die Präzision und Effizienz der Präzisionsmontage wirksam verbessert und eine kostengünstige Lösung für praktische Ingenieuranwendungen bietet.

Monokulare Vision; Poseerkennung; dickwandige runde Bohrung; Grauwert-Integralprojektion; Präzisionsmontage; bimodale Methode