機(jī)器視覺使測(cè)量變得容易

機(jī)器視覺系統(tǒng)可以解決測(cè)量距離，直徑和其他尺寸等問題。

在機(jī)器視覺測(cè)量，相機(jī)拍攝的圖片的一部分，然后處理來提取所需的測(cè)量。

機(jī)器視覺系統(tǒng)提供的精度，在許多測(cè)量應(yīng)用的精度和可重復(fù)性。一個(gè)典型的機(jī)器視覺系統(tǒng)。包括機(jī)械定位和測(cè)量，相機(jī)可以拍照的部分照明。然后，該圖片被處理，以提取所需的測(cè)量。

機(jī)器視覺系統(tǒng)可以每秒數(shù)千測(cè)量。它可以測(cè)量的屬性，如圓形或表面標(biāo)記，是很難靠計(jì)量或光學(xué)系統(tǒng)來處理。由于機(jī)器視覺非接觸式，部件沒有損壞。機(jī)器視覺計(jì)量通常盲目深度，當(dāng)用結(jié)構(gòu)化的光相結(jié)合，或當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)照相機(jī)被用于提供立體視覺除外。

在過去，機(jī)器視覺系統(tǒng)計(jì)量非常昂貴和難以成立。新的預(yù)集成的機(jī)器視覺系統(tǒng)更具成本效益和更容易使用，使機(jī)器視覺量具任何制造商的可行選擇。有些系統(tǒng)可以很方便和直觀的界面和集成的智能軟件中的測(cè)量，建立一個(gè)以分鐘為計(jì)量解決方案。

在大多數(shù)情況下，機(jī)器視覺計(jì)量可以替代接觸計(jì)量。它會(huì)更快和更精確，并且不會(huì)損壞部件。一些計(jì)量應(yīng)用仍然使用更好的接觸計(jì)量，因?yàn)槁?lián)系方式是廉價(jià)的還是因?yàn)椴糠中枰疃葴y(cè)量的機(jī)器視覺計(jì)量不能提供服務(wù)。某些計(jì)量應(yīng)用要求的精確度和可重復(fù)性，只有一個(gè)光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)提供的，但最終用戶將支付更多的采集和光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)的維護(hù)。

 

性能特點(diǎn)

所有的測(cè)量解決方案，需要有三個(gè)重要特點(diǎn)：重復(fù)性、準(zhǔn)確度和精密度。

重復(fù)性是指在一起重復(fù)測(cè)量是如何的，或測(cè)量的方差。準(zhǔn)確性是如何接近測(cè)量值的真正價(jià)值。認(rèn)為準(zhǔn)確度的重復(fù)測(cè)量和真正的價(jià)值之間的平均差異。精度是測(cè)量計(jì)可以讀取的數(shù)字的數(shù)量。

該測(cè)量系統(tǒng)達(dá)到良好的性能需要所有這三個(gè)特征。一些機(jī)器視覺系統(tǒng)能夠高精度高達(dá)六或七位數(shù)字。然而，如果系統(tǒng)不能達(dá)到規(guī)定的精度和可重復(fù)性水平，高水平的精度是沒有意義的。在線聯(lián)系計(jì)量方法，相反的是真實(shí)的：通常是在測(cè)量精度的限制因素。

不管什么方法接觸，光或機(jī)器視覺應(yīng)用，有任何的測(cè)量解決方案的三個(gè)重要特征：重復(fù)性、準(zhǔn)確度和精密度。

 

影響因素

在任何機(jī)器視覺測(cè)量系統(tǒng)中，影響精度、重復(fù)性和精度的幾個(gè)因素。

照明：選擇照明（照明），這樣系統(tǒng)就可以看到需要測(cè)量的部分“邊緣”。良好的照明將放大的興趣的邊緣，并減少不相關(guān)的邊緣。壞的照明可以使任何測(cè)量不可能。

定位：被測(cè)量的部分必須放置在相機(jī)的視野。更確切地說，該對(duì)象可以被定位在視圖中，更有效地和有效地機(jī)器視覺系統(tǒng)將工作。

光學(xué)（鏡頭）：一個(gè)機(jī)器視覺測(cè)量系統(tǒng)只和它所處理的圖像一樣好。鏡頭中的扭曲會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差。選擇合適的鏡頭也是重要的，在最大限度地提高感興趣的功能的可見性，以提供更精確的測(cè)量。

相機(jī)：相機(jī)必須專門設(shè)計(jì)用于機(jī)器視覺測(cè)量。這包括廣場(chǎng)（1:1比例）像素，順序讀出的像素和低抖動(dòng)時(shí)的像素強(qiáng)度值數(shù)字化。此外，機(jī)器視覺測(cè)量系統(tǒng)必須將能夠觸發(fā)相機(jī)拍攝照片時(shí)部分或被巡視地區(qū)直接放置在它前面。觸發(fā)和相機(jī)往往與照明協(xié)調(diào)，光是打開的還是選通時(shí)，部分地方。相機(jī)必須有一個(gè)快速的快門速度，以便它可以防止模糊，因?yàn)椴糠诌\(yùn)動(dòng)（例如，在傳送帶上）?？扉T必須是同步的（一次）或定時(shí)的部分的運(yùn)動(dòng)，否則，測(cè)量的部分的形狀和強(qiáng)度可能會(huì)出現(xiàn)扭曲。

算法：一個(gè)算法是一個(gè)精確指定的方法來執(zhí)行一個(gè)特定的任務(wù)。在機(jī)器視覺測(cè)量，測(cè)量距離的一種重要算法是一個(gè)像素的一部分（像素）之間的邊緣或表面圖像上出現(xiàn)的標(biāo)記。在測(cè)量其他重要算法包括搜索（在視野定位部分的能力）和校準(zhǔn)（翻譯成像素為實(shí)際測(cè)量和補(bǔ)償圖像失真的鏡頭介紹的能力）。

適當(dāng)?shù)目紤]和實(shí)施所有這些因素的照明，定位，光學(xué)，相機(jī)和算法是重要的，以獲得質(zhì)量測(cè)量。

要注意的一個(gè)重要項(xiàng)目：一些機(jī)器視覺測(cè)量系統(tǒng)提供理論規(guī)范與測(cè)量性能的供應(yīng)商。因此，規(guī)范“測(cè)量1/40像素”可以被引用，但它不可能在實(shí)踐中達(dá)到這個(gè)精度和可重復(fù)性。這些數(shù)字看起來很好的一個(gè)規(guī)范表，但不會(huì)提供所需的信息，切實(shí)評(píng)估系統(tǒng)的性能。而不是理論規(guī)格，尋找系統(tǒng)，提供測(cè)量的性能值的基礎(chǔ)上真正的測(cè)試。

從每個(gè)孔的圓度和中心，機(jī)器視覺測(cè)量可以發(fā)現(xiàn)每個(gè)洞就在部分參考點(diǎn)的位置。

 

機(jī)器視覺測(cè)量系統(tǒng)的工作方式

選擇一個(gè)鏡頭和工作距離，這是從鏡頭到被測(cè)量的部分的距離，提供了一個(gè)很好的視野。一個(gè)很好的視野，包括要測(cè)量的部分區(qū)域，再加上一點(diǎn)，以允許部分運(yùn)動(dòng)和對(duì)齊，但沒有更多的；

正確定位在相機(jī)的字段中測(cè)量的部分

提供清晰地顯示被測(cè)量的邊緣和標(biāo)記的光；

確保視覺系統(tǒng)提供的準(zhǔn)確度和可重復(fù)性與測(cè)量任務(wù)是適當(dāng)?shù)摹?/span>

機(jī)器視覺測(cè)量系統(tǒng)在圖像測(cè)量之間的邊緣。“邊緣”是一個(gè)強(qiáng)度的突然變化，它也可以被認(rèn)為是亮度，往往，但并不總是，對(duì)應(yīng)于一個(gè)物理邊緣的一部分。除了物理邊緣，打印，標(biāo)記，劃痕和陰影可以被看作是邊緣。這些非物理邊緣的一些是罰款用于測(cè)量，但其他人，如陰影，可以是太多的可靠的測(cè)量變量。光滑或低對(duì)比度的邊緣，如模糊的斑點(diǎn)，是很難或不可能準(zhǔn)確測(cè)量。

 

應(yīng)用實(shí)例

一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，可以通過機(jī)器視覺解決的一個(gè)例子是測(cè)量孔的圓度和中心，和孔之間的距離；例如，鉆孔或蓋在孔上的金屬部分。從每個(gè)孔的圓度和中心，機(jī)器視覺測(cè)量可以發(fā)現(xiàn)每個(gè)洞就在部分參考點(diǎn)的位置。尋找一個(gè)接觸片圓度是一個(gè)緩慢而艱難的過程，特別是如果有許多孔的測(cè)量，和一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)不會(huì)以及機(jī)器視覺測(cè)量執(zhí)行這項(xiàng)任務(wù)。

有了適當(dāng)?shù)恼彰鳎R頭和定位，機(jī)器視覺系統(tǒng)可以執(zhí)行這些措施在一小部分的第二。這些結(jié)果可以進(jìn)行分析，以通過或拒絕的部分和收集的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，可能表明，例如，過度的刀具磨損。這種非接觸測(cè)量不能損壞部分，并轉(zhuǎn)換到不同的部分類型可以迅速地進(jìn)行。

另一個(gè)例子，機(jī)器視覺測(cè)量是測(cè)量零件尺寸和表面標(biāo)記的位置；例如，條紋在色譜或嵌入材料的位置，如在塑料基體金屬棒。在這些案件中，有一個(gè)接觸測(cè)量系統(tǒng)“觸摸”和用于測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)沒有三維結(jié)構(gòu)，所以一個(gè)機(jī)器視覺系統(tǒng)是唯一的選擇。再次，燈光、鏡頭和定位提供了一個(gè)良好的，高對(duì)比度的圖像，機(jī)器視覺測(cè)量定位和測(cè)量對(duì)象的邊緣。

機(jī)器視覺不再是一個(gè)解決方案，以前只有那些有無限預(yù)算的公司可以實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)在在具有成本效益的范圍，在高性能和易于使用的系統(tǒng)的今天，任何制造商都可以解決使用機(jī)器視覺測(cè)量測(cè)量的應(yīng)用。

 

技術(shù)提示

機(jī)器視覺系統(tǒng)在許多應(yīng)用中提供精密度，準(zhǔn)確度和可重復(fù)性。

典型的機(jī)器視覺系統(tǒng)包括機(jī)械定位和測(cè)量，相機(jī)可以拍一部照明。然后，該圖片被處理，以提取所需的測(cè)量。