精密工件圆心距离测量，如何实现微米级高精度与每秒数十次高速检测？【机器视觉，自动化检测，非接触测量】

1. 基于带有圆形特征的精密工件的基本结构与技术要求

在工业生产中，我们经常需要测量各种带有圆形特征的精密工件，比如带有定位孔的机械板材、轴承内外套圈的滚道、齿轮上的中心孔，或者法兰盘上的螺栓孔。这些工件的“圆心距离”测量，不是指测量一个物体的中心，而是测量两个或多个圆形特征（比如孔、柱、弧线）的几何中心点之间的直线距离。

这类工件的基本结构往往是具有明确的几何特征的，比如：* 孔类特征： 钻孔、冲孔、镗孔等，可以是通孔或盲孔。它们的圆度、位置度以及相互之间的圆心距离至关重要。* 轴/柱类特征： 比如销轴、凸台、圆柱体等。它们的外径、圆度以及中心线的位置直接影响装配和功能。* 圆弧特征： 一些异形零件的边缘可能包含精确的圆弧，其圆心位置也需要确定。

对于这些精密工件，测量圆心距离的技术要求通常非常严苛，常常需要达到微米级甚至亚微米级的精度。这不仅仅是为了保证零件本身的尺寸合格，更关键的是确保它们在后续装配时能够精准配合，从而保证整个产品的功能性、可靠性和寿命。

想象一下，一个发动机上的多个安装孔，它们之间的圆心距离如果存在微米级的偏差，就可能导致部件安装困难，甚至在运行时产生不必要的应力、磨损或振动，最终影响发动机的性能和寿命。因此，在现代制造业中，如何精确、高效且经济地测量这些圆心距离，是提升产品质量和降低生产成本的关键一环。

2. 针对带有圆形特征的精密工件的相关技术标准简介

针对带有圆形特征的精密工件，相关的技术标准主要围绕几何尺寸和形位公差进行定义和评价。这些标准提供了一套通用的语言和方法，确保不同制造商和检测机构之间对测量结果的理解一致。

主要监测参数的定义与评价方法：

• 圆心距离 (Center Distance)： 这是指两个或多个圆形特征（例如两个孔的中心点，或一个轴的中心与一个孔的中心）之间几何中心的直线距离。评价方法通常是通过测量出每个圆形特征的精确圆心坐标 (x, y)，然后根据两点间距离公式 D = sqrt((x2 - x1)^2 + (y2 - y1)^2) 进行计算。

• 圆度 (Roundness)： 描述一个圆形特征的截面与理想圆的偏离程度。例如，一个轴承的滚道，如果不够圆，就会影响滚动平稳性。评价方法通常是找出实际圆轮廓上距离圆心最远和最近的点，两者半径差的一半作为圆度误差。

• 位置度 (Position Tolerance)： 描述一个或多个特征（如孔的中心）相对于基准位置的允许偏差范围。它定义了特征的实际位置可以偏离其理论理想位置的最大距离。评价方法是将测得的实际位置与设计图纸上的理论精确位置进行比较，看其偏差是否在给定的公差带内。

• 同轴度 (Coaxiality)： 描述两个或多个圆形特征的轴线共线程度。例如，一个长轴上的多个台阶，如果不同轴，就会导致装配困难或运转不稳定。评价方法通常是测量出各个圆形特征的轴线，然后计算它们之间的最大径向距离。

这些参数的测量和评价是精密制造中不可或缺的环节，它们共同构成了工件几何精度的完整画像。

3. 实时监测/检测技术方法

降低圆心距离测量成本并保持微米级精度，需要选择合适的检测技术。市面上存在多种先进的测量方案，它们各有利弊，适用于不同的生产场景和精度要求。

(1) 市面上各种相关技术方案

a. 二维机器视觉测量（基于阴影或透射成像）

这种技术就像是给工件拍一张高质量的“X光片”，通过分析工件的轮廓来测量尺寸。它利用一束平行的光（通常是LED光源）穿过被测物体，在物体后方形成一个清晰的“阴影”。这个阴影的边界，被高分辨率的CMOS相机捕捉下来。相机拍摄到的图像，会被转化为数字信号，然后由专门的图像处理算法进行分析。

工作原理与物理基础：系统会先识别出图像中亮暗区域的边界，也就是物体的边缘。由于光线的衍射效应和传感器的像素离散性，实际的边缘并非一条理想的直线。为了达到微米级甚至亚微米级精度，系统会采用“亚像素边缘检测”技术，通过灰度插值、曲线拟合等方法，将像素点间的过渡区域精确定位到像素内部的更小单位。

对于圆心距离测量，系统首先需要识别出图像中的圆形特征（例如孔的内壁或轴的外壁）。这些边界点的集合通过最小二乘法等数学算法来拟合出最佳的圆。假设我们从图像中得到了圆周上的一系列边界点 (x_i, y_i)，我们可以通过最小二乘法来拟合一个圆方程 (x - a)^2 + (y - b)^2 = R^2，其中 (a, b) 是圆心坐标，R 是半径。算法会找到使得所有点到拟合圆的距离平方和最小的 a, b, R 值。一旦确定了所有相关圆形特征的圆心坐标 (a1, b1) 和 (a2, b2)，它们之间的圆心距离 D 就可以通过简单的欧几里得距离公式计算得出：D = sqrt((a2 - a1)^2 + (b2 - b1)^2)

核心性能参数典型范围：* 测量精度： 通常在 ±0.8 μm 到 ±5 μm 之间，取决于视场大小、光学系统和算法。高端系统可以达到更高的精度。* 重复精度： 可达 ±0.5 μm 甚至更高。* 测量范围： 从几十平方毫米到几百平方毫米的矩形或圆形视场。* 响应时间： 高速系统可达每秒数十到数百次测量。

技术方案的优缺点：* 优点： * 非接触式： 不会对工件造成任何损伤或变形，特别适合软质、易损或精密工件。 * 测量速度快： 一次成像即可获取整个视场内的所有可测特征，适合在线、批量检测，显著提高生产效率。 * 操作简便： 软件通常提供直观的测量方案创建工具，降低了对操作员专业技能的要求。 * 成本相对较低： 相较于多传感器测量机和一些3D测量系统，初始投入通常更经济。* 缺点： * 局限于二维轮廓： 无法直接获取工件的3D形貌信息，对于有深度或复杂曲面的特征，测量能力受限。 * 对焦平面敏感： 对于高度变化较大的立体工件，可能需要双远心镜头或Z轴对焦功能来保证精度。 * 易受环境光干扰： 虽然有专用光源，但强烈的外部杂散光仍可能影响测量结果。

b. 多传感器融合测量（光学+接触）

这种方案就像是一位“全能医生”，结合了两种不同的检查手段，既能“看”清表面，又能“摸”到内部，从而获取工件的完整信息。它将高精度的光学传感器和传统的接触式测头集成在一台设备上。

工作原理与物理基础：* 光学部分： 类似于2D机器视觉，通过高分辨率相机和先进的图像处理算法，对工件表面进行非接触式扫描，识别并提取边缘信息，尤其适用于薄壁、易变形或微小特征的测量。* 接触式部分： 采用高精度的测头（如触发式测头或扫描测头），直接触碰工件表面，获取三维坐标点。这对于深孔、盲孔、复杂曲面等光学难以测量的特征非常有效。测头触发时，其位置 P_probe = (x_t, y_t, z_t) 结合测头球半径 r 和触测方向矢量 vec_n，可以计算出工件表面点 P_surface = P_probe - r * vec_n。

系统通过软件将光学和接触式测量的数据进行融合，统一到同一个坐标系中，从而实现对工件更全面、更精确的测量。

核心性能参数典型范围：* 测量范围： X、Y、Z轴均可达数百毫米。* 测量不确定度（光学2D）： 视具体型号和配置而定。* 测量不确定度（接触3D）： 视具体型号和配置而定。* 光学放大： 变焦镜头，多级可调。

技术方案的优缺点：* 优点： * 高精度与灵活性： 结合了光学测量的速度和非接触优势，以及接触测量的三维能力和适应复杂特征的优势。 * 应用范围广： 一台设备可完成多种测量任务，从表面特征到内部结构，都能精准测量。 * 数据完整性： 能够提供更全面的工件几何信息。* 缺点： * 设备成本高： 集成多种高精度传感器和复杂控制系统，导致设备初始投入较大。 * 操作相对复杂： 需要更专业的编程和操作技能。 * 测量速度相对慢： 特别是接触式测量部分，需要逐点或逐线触测，不如纯光学一次成像快。

c. 结构光三维扫描

这种技术就像是给工件表面打上“格子衫”，通过观察这些格子的变形来绘制出工件的三维地图。它通过投影仪向工件表面投射已知的结构光图案（如蓝光条纹），然后由两个高分辨率相机从不同角度同步捕捉这些被工件表面形状所变形的图案。

工作原理与物理基础：相机捕捉到的变形图案，包含了工件表面的三维形状信息。系统利用三角测量原理来计算每个点在空间中的精确三维坐标。简而言之，当一个光点从投影仪投射到工件表面时，它会落在空间中的某个点 P。两个相机 C1 和 C2 分别在不同的位置观察到这个光点。通过已知投影仪、相机之间的相对位置（基线距离 B），以及相机成像平面上光点的位置 d_L 和 d_R（即视差），可以几何推算出 P 点的深度信息 Z。简化公式可以表示为：Z = B * f / (d_L - d_R)，其中 f 为相机焦距。最终，系统会生成海量的三维点云数据，这些点云精确描绘了工件表面的几何形状。在专业的软件中，可以从点云中智能识别并拟合出圆柱、圆孔等几何元素，从而计算它们的圆心位置及圆心之间的距离。

核心性能参数典型范围：* 测量体积： 视具体型号和配置而定。* 点距（空间分辨率）： 视具体型号和配置而定。* 重复精度： 视具体型号和配置而定。* 相机分辨率： 视具体型号和配置而定。

技术方案的优缺点：* 优点： * 获取完整三维数据： 能一次性获取工件表面的全尺寸三维数据，提供全面的形状信息。 * 非接触式： 避免了对工件的损伤。 * 速度快： 单次扫描可在几秒内完成，效率高。 * 适用于复杂形状： 对自由曲面和复杂几何体的测量具有优势。* 缺点： * 对表面特性敏感： 对于高反光、透明或深色表面，可能需要喷涂显像剂，影响效率和清洁度。 * 设备成本较高： 相较于2D光学测量。 * 数据量庞大： 点云数据处理和存储需要高性能的计算机和专业软件。

d. 焦深扩展光学三维测量

这种技术就像是使用一台“超微距相机”，通过逐层聚焦，将工件表面的每一个微小细节都清晰地呈现出来，并构建出其完整的三维模型。它基于焦深扩展（Focus Variation）原理，利用光学传感器的纵向（Z轴）扫描能力。

工作原理与物理基础：系统会配备高精度的光学传感器和Z轴扫描平台。在测量过程中，传感器会沿着Z轴方向，从工件表面的下方开始，向上（或向下）进行微米级甚至纳米级的步进扫描。在每个Z轴位置，传感器都会采集一张图像。由于不同高度的表面特征在不同Z轴位置会达到最佳焦点（最清晰），系统会智能分析这些图像的对比度信息。通过专有算法，它能精确识别出图像中每个像素点在哪个Z轴高度上达到了最清晰的状态，即找到了该点的焦点位置。将所有像素点的最佳焦点位置组合起来，就形成了一个高分辨率的3D表面形貌模型和一张全对焦的2D图像。在这个精细的3D模型中，可以高精度地拟合出圆形特征的几何尺寸和圆心位置，进而计算圆心距离。

核心性能参数典型范围：* 垂直分辨率： 视具体型号和配置而定。* 横向分辨率： 视具体型号和配置而定。* 测量范围： 视具体型号和配置而定。* 重复精度： 视具体型号和配置而定。

技术方案的优缺点：* 优点： * 极高分辨率和精度： 尤其擅长对微小孔径、薄壁零件、复杂曲面进行高分辨率、高精度的圆心距离和表面形貌测量。 * 非接触式： 避免了对精密或易损工件的损伤。 * 可测量表面粗糙度： 同时能获取工件的表面粗糙度信息。* 缺点： * 测量速度慢： 需要进行Z轴方向的扫描，测量时间较长，不适合高速在线批量检测。 * 对倾斜度有限制： 对于非常陡峭的斜面或侧壁，可能无法获得完整的3D数据。 * 设备成本高： 属于高端精密测量设备，初始投入较大。

(2) 市场主流品牌/产品对比

这里我们将对比几家在圆心距离测量领域具有代表性的品牌及其技术方案：

• 日本基恩士 (2D机器视觉测量) 日本基恩士在图像尺寸测量领域享有盛誉。其产品采用2D机器视觉测量技术，通过高分辨率彩色CMOS相机和先进的图像处理算法，实现全视野自动对焦和亚像素边缘检测。系统特别强调“一键式测量”理念，极大地简化了操作流程，提升了测量效率。在圆心距离测量中，它能够自动识别并提取圆形等几何特征，精确计算圆心坐标。其重复精度可达±0.5 μm，测量精度在指定条件下为±3 μm，测量范围可达X轴200 mm，Y轴150 mm。日本基恩士的优势在于其极致的易用性、测量速度和高精度，特别适合车间现场的非接触式批量检测，对操作员经验要求低。

• 英国真尚有 (2D机器视觉测量 - 阴影成像) 英国真尚有ZM105.2D系列二维光学测微仪，专为在线非接触二维批量测量而设计，可测量线性尺寸、直径、角度、螺纹参数、零件形状、跳动等。它基于“阴影”测量原理，利用CMOS传感器扫描被测物体投射的阴影边界，通过高精度算法精确计算物体尺寸参数，并提供测量方案工具，允许用户自行创建测量算法。该系列测量精度从±0.8 μm到±4.5 μm不等，视型号而定。标准系列测量速度最高达每秒130次，G/GR系列采用超短曝光时间仅15μs。G/GR系列提供双远心光学系统，以保证更高精度和更广测量深度。英国真尚有的产品优势在于其高速测量能力、非接触式测量，以及高度定制化的自动化检测和质量控制能力。

• 德国蔡司 (多传感器融合测量) 德国蔡司作为计量领域的标杆，其O-INSPECT多传感器测量机融合了高精度光学传感器和接触式探测系统。在圆心距离测量中，光学传感器可非接触式扫描工件表面，识别圆的边缘并拟合圆心。对于深孔或盲孔等光学难以测量的特征，系统可自动切换至接触式测头进行三坐标测量，确保获取准确的圆心数据。其光学模式的2D测量不确定度，以及接触式3D测量不确定度，均视具体型号而定。德国蔡司的优势在于卓越的测量精度和灵活性，一台设备可完成多种测量任务，尤其适合高端精密制造领域。

• 瑞典海克斯康 (结构光三维扫描) 瑞典海克斯康的ATOS Q蓝光光学三维扫描仪采用结构光投影技术，将蓝光条纹投射到被测物体表面，通过两个高分辨率相机捕捉变形图案，利用三角测量原理计算出工件表面的三维点云数据。在专业软件中，可以从点云数据中智能拟合出圆柱、圆孔等几何元素，从而高精度地计算圆心位置及圆心之间的距离。其重复精度和相机分辨率，均视具体型号而定。瑞典海克斯康的优势在于高速、非接触式获取物体表面的全尺寸三维数据，适用于复杂形状工件的圆心距离测量，在产品开发、模具制造和质量控制中应用广泛。

• 奥地利奥普泰克 (焦深扩展光学三维测量) 奥地利奥普泰克的InfiniteFocus G5光学三维测量系统，基于焦深扩展技术。系统通过高精度光学传感器在Z轴方向上扫描物体表面，采集一系列部分对焦的图像，并通过算法精确识别每个像素点在Z轴方向上的焦点位置，最终组合成高分辨率的3D表面形貌模型。在此3D模型中，可以高精度地拟合圆形特征的几何尺寸和圆心位置。其垂直分辨率、横向分辨率和重复精度，均视具体型号而定。奥地利奥普泰克的优势在于提供极其精细的3D表面和形貌测量能力，尤其擅长对微小孔径、薄壁零件等进行超高分辨率、高精度的圆心距离测量。

(3) 选择设备/传感器时需要重点关注的技术指标及选型建议

选择合适的圆心距离测量设备时，需要综合考虑多个技术指标和实际应用场景。

1. 测量精度与重复精度：

   • 实际意义： 测量精度指的是测量结果与真实值之间的差异，重复精度则衡量多次测量的结果一致性。这直接决定了你的测量结果是否可信赖，是否能满足产品的设计公差要求。

   • 影响： 如果精度不足，可能导致合格品被判为不合格（误拒），或不合格品被判为合格（误收），直接影响产品质量和生产成本。

   • 选型建议： 对于微米级精度要求，应选择精度指标优于目标公差10倍以上的设备。例如，如果公差是±10μm，那么测量仪器的精度至少应达到±1μm。对于在线检测，重复精度往往比绝对精度更重要，因为它反映了系统在相同条件下的稳定性。

2. 测量范围与视场：

   • 实际意义： 测量范围决定了设备能够测量的最大工件尺寸或最大圆心距离。视场是单次拍照/扫描所覆盖的区域大小。

   • 影响： 测量范围过小可能需要多次定位或拼接测量，降低效率；视场过小可能无法一次性包含所有需测量的圆形特征。

   • 选型建议： 确保测量范围能够完全覆盖待测工件的最大尺寸或最远的圆心距离。对于批量在线检测，选择能够一次性覆盖多个工件或工件上所有关键特征的大视场设备能显著提高效率。

3. 测量速度：

   • 实际意义： 设备完成一次测量所需的时间。

   • 影响： 直接关系到生产线的节拍和吞吐量。在线检测尤其看重高速度。

   • 选型建议： 对于生产线上的批量、快速检测，应优先选择测量速度高的设备（例如每秒数十次甚至百余次测量），以避免成为生产瓶颈。研发阶段或小批量检测，则可适当放宽对速度的要求。

4. 分辨率（光学/垂直/横向）：

   • 实际意义： 决定了设备能够分辨出的最小细节或尺寸变化。

   • 影响： 分辨率不足可能导致微小的毛刺、缺陷或细微的尺寸变化无法被检测到。

   • 选型建议： 垂直分辨率（尤其对于3D光学测量）对测量微小台阶或表面粗糙度至关重要。横向分辨率决定了平面内尺寸测量的精细度。确保分辨率满足待测特征的最小尺寸或公差要求。

5. 测量方式（接触/非接触）：

   • 实际意义： 接触式（如探针）直接触碰工件，非接触式（如光学）则通过光线进行测量。

   • 影响： 接触式可能损伤工件表面、易变形工件，或对探针有磨损；非接触式则无此问题，但可能受表面光泽、透明度等影响。

   • 选型建议： 对于易损、精密、软性或表面光洁度要求极高的工件，首选非接触式测量。对于深孔、盲孔、复杂内部结构或表面反光严重的工件，接触式或多传感器融合测量可能更合适。

6. 适用工件材质/表面特性：

   • 实际意义： 设备对不同颜色、光泽度、透明度或粗糙度表面的适应能力。

   • 影响： 光学测量可能对高反光（如镜面金属）、透明（如玻璃）、深色或哑光表面存在挑战。

   • 选型建议： 了解你的工件材料和表面处理工艺。如果工件表面复杂多变，可能需要多光源、多模式照明的设备，或者在必要时选择可以结合接触式测量的方案。

7. 操作复杂度与软件功能：

   • 实际意义： 设备的操作、编程、校准以及数据分析的难易程度。

   • 影响： 复杂的系统需要高技能操作员，增加了人力成本和培训时间；友好的软件界面和强大的测量算法则能提高效率，减少人为错误。

   • 选型建议： 考察设备是否提供直观的用户界面、易于创建和修改的测量方案、以及自动识别和公差控制功能。对于生产线操作，最好能实现“一键式”或半自动化测量，降低对操作员专业水平的依赖。

8. 环境适应性：

   • 实际意义： 设备在不同温度、湿度、振动和灰尘环境下的稳定性和可靠性。

   • 影响： 恶劣环境可能导致测量结果不稳定，设备故障率升高。

   • 选型建议： 如果在车间等环境波动较大的场所使用，应选择工业级设计、抗温度变化能力强、具有防尘防震功能的设备。

(4) 实际应用中可能遇到的问题和相应解决建议

即使选择了先进的测量设备，在实际应用中仍可能遇到各种问题，影响测量的精度和效率。

1. 环境光干扰：

   • 问题原因： 尤其对于光学测量系统，外部的杂散光（如车间照明、窗外阳光）可能进入系统视场，与设备自身的测量光源混淆，导致图像对比度下降，边缘识别不准确，进而影响圆心定位精度。

   • 影响程度： 轻则导致测量结果波动大、重复性差，重则根本无法测量。

   • 解决建议：

     • 遮光罩： 为测量区域加装专业的遮光罩或暗箱，隔绝外部光源。

     • 光源匹配： 选用与设备光源波长不同的环境灯光，或使用滤光片。

     • 频闪同步： 许多光学测量设备具备光源频闪功能，只在曝光瞬间点亮光源，减少环境光影响。

2. 工件表面特性不佳：

   • 问题原因： 工件表面可能存在反光（如镜面抛光件）、毛刺、油污、颜色不均、透明或半透明等情况。这些都会影响光学系统对边缘的准确识别。

   • 影响程度： 反光可能产生虚假边缘，毛刺导致边缘不规则，油污或颜色不均降低对比度，透明件难以成像。

   • 解决建议：

     • 表面预处理： 对于高反光工件，可考虑喷涂一层薄薄的显像剂（如哑光白漆），测量后擦除。对于油污，需在测量前清洁。

     • 光源优化： 采用多角度、多模式照明（如散射光、同轴光），以适应不同表面特性。

3. 温度变化和热变形：

   • 问题原因： 工件材料会随温度膨胀或收缩。设备的机械结构、光学镜片也可能受温度影响产生微小变形。

   • 影响程度： 微米级的温度变化，可能导致工件实际尺寸发生数微米的偏移，设备测量结果出现漂移。

   • 解决建议：

     • 恒温环境： 将测量设备置于恒温、恒湿的计量室或车间环境。

     • 工件温度稳定： 测量前确保工件与环境温度达到平衡，避免工件因热量传递而变形。

     • 温度补偿： 部分高级测量系统具备温度传感器和软件补偿功能，可根据实时温度对测量结果进行修正。

4. 振动：

   • 问题原因： 生产线上的设备、地基震动或周围环境的低频振动，会引起测量设备和工件之间的相对位移。

   • 影响程度： 导致图像模糊、数据采集不稳定，严重影响测量精度和重复性。

   • 解决建议：

     • 减震平台： 将测量设备安装在专业的减震平台上，有效隔离外部振动。

     • 设备刚性： 选择结构坚固、抗振能力强的设备。

     • 缩短曝光时间： 对于光学测量，采用超短曝光时间可以有效“冻结”瞬间图像，减少振动影响。

5. 软件算法局限与校准问题：

   • 问题原因： 某些特殊形状或复杂特征的圆心可能难以被通用算法准确识别。此外，设备长期使用后，光学系统或机械部件可能发生微小漂移，导致精度下降。

   • 影响程度： 测量结果不准确，甚至无法进行测量。

   • 解决建议：

     • 定制算法： 对于特殊测量需求，可与设备供应商沟通，开发或定制特定的测量算法。

     • 定期校准： 严格按照制造商建议，使用标准量块或校准板定期对设备进行校准，确保其精度始终符合要求。

4. 应用案例分享

圆心距离测量技术在众多精密制造领域发挥着关键作用，确保产品质量和性能。

• 汽车零部件制造： 在发动机缸体、变速箱壳体、曲轴等零件上，精确测量各种定位孔和安装孔的圆心距离，是保证发动机和传动系统正常工作、减少振动和磨损的关键。

• 电子元件和PCB板： 对于连接器、电路板上的定位孔、安装孔以及微型组件的引脚中心距，微米级的精度测量对于确保电气连接的可靠性和装配的顺利进行至关重要。

• 医疗器械和精密仪器： 在手术器械、植入物、光学仪器等领域，部件上的微小孔径、螺纹孔的圆心距离需要极高的精度，以保证其功能稳定性和生物相容性。

• 模具和工装夹具制造： 模具型腔、工装夹具上的定位孔、导柱孔等，它们之间的圆心距离精度直接影响产品的成型质量和加工精度，需要精密测量来确保制造的准确性。

• 航空航天领域： 飞机发动机涡轮叶片、机身结构件上的铆接孔、连接件的圆心距离，对飞行安全和部件寿命有着决定性影响，要求测量精度达到最高水平。

在实际应用中，选择合适的测量设备至关重要。例如，在电子元件和PCB板的制造中，可能需要用到像英国真尚有ZM105.2D系列二维光学测微仪这样，能够提供高速测量的设备，以满足生产线快速检测的需求。同时，该设备提供的测量方案工具，也能帮助用户根据具体的PCB板设计，定制测量算法。

最终选择哪种测量方案，需要根据具体的应用场景、精度要求、预算以及对测量速度、操作简便性等因素的综合考量来决定。