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工业机器视觉检测系统的定位(对位)

随着科技的发展,在工业生产领域,工业机器人检测产品很大程度上依靠机器视觉,视觉的灵敏度将直接影响产品的检测速度和检测质量,因此设计一款质量过硬的视觉产品尤为重要,在设计过程中,设计人员会面临视觉定位、测量、检测和识别等诸多难题。

一、打光的稳定性

工业视觉应用一般分成四大类:定位、测量、检测和识别,其中测量对光照的稳定性要求更高,因为光照只要发生10-20%的变化,测量结果将可能偏差出1-2个像素,这不是软件的问题,这是光照变化,导致了图像上边缘位置发生了变化,即使再厉害的软件也解决不了问题,必须从系统设计的角度,排除环境光的干扰,同时要保证主动照明光源的发光稳定性。当然通过硬件相机分辨率的提升也是提高精度,抗环境干扰的一种办法了。比如之前的相机对应物空间尺寸是1个像素10um,而通过提升分辨率后变成1个像素5um,精度近似可以认为提升1倍,对环境的干扰自然增强了。

二、工件位置的不一致性

一般做测量的项目,无论是离线检测,还是在线检测,只要是全自动化的检测设备,首先做的步工作都是要能找到待测目标物。每次待测目标物出现在拍摄视场中时,要能知道待测目标物在哪里,即使你使用一些机械夹具等,也不能特别高精度保证待测目标物每次都出现在同一位置的,这就需要用到定位功能,如果定位不准确,可能测量工具出现的位置就不准确,测量结果有时会有较大偏差。

三、标定

一般在高精度测量时需要做以下几个标定:光学畸变标定(如果您不是用的软件镜头,一般都必须标定);第二,投影畸变的标定,也就是因为您安装位置误差代表的图像畸变校正,三物像空间的标定,也就是具体算出每个像素对应物空间的尺寸。

不过目前的标定算法都是基于平面的标定,如果待测量的物理不是平面的,标定就会需要作一些特种算法来处理,通常的标定算法是解决不了的。

此外有些标定,因为不方面使用标定板,也必须设计特殊的标定方法,因此标定不一定能通过软件中已有的标定算法全部解决。

四、物体的运动速度

如果被测量的物体不是静止的,而是在运动状态,那么一定要考虑运动模糊对图像精度(模糊像素=物体运动速度*相机曝光时间),这也不是软件能够解决的。

五、软件的测量精度

在测量应用中软件的精度只能按照1/2—1/4个像素考虑,更好按照1/2,而不能向定位应用一样达到1/10-1/30个像素精度,因为测量应用中软件能够从图像上提取的特征点非常少。

机器视觉的运动速度和测量精度在整个产品中占有重要的位置,运动速度快慢以检测能力是成反比的,运动越快检测的质量效果相对较差,因此提高运动精度和检测细节很重要。



要实现生产工序的高效化,必须能够在瞬间检测出工件与工作设备或工作台的位置关系,实施精密的控制。这项检测如果存在精度问题,就会导致不良品的产生;检测及控制一旦存在时滞,就会降低生产性。要实现工厂自动化(FA:Factory Automation),正确快速的定位/对准功能是不可或缺的,视觉系统作为其手段,正在进一步扩大应用范畴。


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