機器視覺尺寸測量受哪些因素影響？機器視覺檢測系統主要采用CCD工業(ye)攝像機代替人(ren)眼進行檢測，該(gai)系統精度高，效率高，深受(shou)企業(ye)青(qing)睞(lai)。

       然而，在使用過程中，由(you)于各種因素的(de)(de)影響(xiang)，測(ce)(ce)量精(jing)度會降(jiang)低，在一些(xie)機器視覺檢測(ce)(ce)項(xiang)目中，許多客戶都遇到(dao)了檢測(ce)(ce)精(jing)度的(de)(de)問題。例如(ru)，要(yao)求以10um的(de)(de)精(jing)度測(ce)(ce)量加工零(ling)件的(de)(de)外部尺寸、內徑和外徑。目前(qian)很多配(pei)置選擇500萬工業相機鏡頭頭，理論上可以達到(dao)10um的(de)(de)精(jing)度。但是實際客戶測(ce)(ce)試(shi)的(de)(de)精(jing)度離10um的(de)(de)要(yao)求還很遠，能做(zuo)到(dao)30um就很不錯了。

那影響機器檢測系統測量精度的因素有哪些呢？

       機器(qi)視覺(jue)主應用分定位(wei)、測量(liang)、檢測和識(shi)別四(si)類。

       攝像頭和光學部件，燈光，圖像傳感器，檢測軟件構成視覺檢測系統的主要部分，同時(shi)檢(jian)測(ce)精度也由它(ta)們決定(ding)。

精度測量取決于分辨率

       CCD的分辨率是視覺測量和視覺檢測系統的重要指標。

       使用的CCD相機分辨率越高，實(shi)際被測(ce)物(wu)體尺(chi)寸(cun)越小，成(cheng)像物(wu)體表面的分辨率越高，系統的檢測(ce)精度也越高。

       所以，在機器視覺測量中，提供高精度和低不確定度的決定性因素是獲取的圖像的分辨率。

       在這種情況下，分(fen)辨率 （或圖像(xiang)分(fen)辨率）意味著以實(shi)際單(dan)(dan)位的(de)單(dan)(dan)個像(xiang)素的(de)大小(xiao)。簡而言之，如(ru)果一個攝(she)像(xiang)機傳感器在水平方向上包含1000個像(xiang)素，并(bing)且(qie)采用光學(xue)器件來獲取(qu)覆蓋真實(shi)世(shi)界場景中(zhong)1英寸寬的(de)區域的(de)圖像(xiang)，則單(dan)(dan)個像(xiang)素將代表0.001。請注意，這是(shi)相(xiang)機制造商或分(fen)析軟件不會改變的(de)基(ji)本指標。

       一個特定的應用程序(xu)有多(duo)少像(xiang)素就足夠了(le)？

       作為(wei)一種衡量標準，機器視覺系統(tong)中(zhong)最小的測(ce)量單位就是像素(su)。

     ;  與(yu)任何測量系統一樣(yang)，為了進行(xing)可重復和可靠的(de)測量，必須使(shi)用(yong)最小測量單(dan)位為所需測量公差帶的(de)十分之一的(de)測量儀。

       工程師首先使用機(ji)器視覺(jue)進行測量，往(wang)往(wang)嚴重低估了達(da)(da)到理想水平的測量精度(du)不確定性(xing)所需的像(xiang)素(su)數(shu)量。事實上，它可能需要多(duo)臺攝(she)像(xiang)機(ji)，專(zhuan)業攝(she)像(xiang)機(ji)（如線掃(sao)描成像(xiang)儀）或單個部件的多(duo)個視圖來達(da)(da)到指定檢(jian)測容差(cha)所需的分辨(bian)率。

使用高分辨率光學元件

       成像是光學和照明的功能。

       對于大多數應用，所使用的唯一光學器件將是透鏡組件，但是選擇該透鏡對于度量應用是至關重要的。除了(le)向傳感(gan)器提供適當的真實世界尺寸的圖(tu)像之外，為(wei)了(le)計量(liang)，鏡頭(tou)必須(xu)盡可能(neng)精確(que)地再現圖(tu)像而(er)不失真。

       此外，鏡(jing)頭(tou)也具(ju)有(you)(you)分辨率度量標準，其(qi)通(tong)常被指定為每mm或(huo)者每英(ying)寸的(de)線(xian)對（lp / mm，lp / in），并且通(tong)過擴展可以具(ju)有(you)(you)用于MTF（調制轉換函數）的(de)規格或(huo)者更簡(jian)單(dan)地具(ju)有(you)(you)能力在高lp / mm的(de)情況下(xia)產生高對比(bi)度的(de)鏡(jing)頭(tou)。

       像素數越高(gao)，這些鏡頭指標(biao)越重要(yao)，確保(bao)指定的光學元(yuan)件是為機器視覺應(ying)用(yong)設計的高(gao)質量(liang)，高(gao)分辨率產品(pin)。

       遠心鏡(jing)頭在(zai)許多情況下(xia)對測(ce)量應用非(fei)常有用，遠心鏡(jing)頭使用光學組合(he)來(lai)實(shi)際(ji)消除由(you)圖像(xiang)中的視差引起的所有失真，其結果是幾(ji)(ji)乎(hu)所有圖像(xiang)都與(yu)傳感(gan)器平行的圖像(xiang)，平面幾(ji)(ji)何關系(xi)（在(zai)圖像(xiang)平面中）完全(quan)保留，使測(ce)量更(geng)加直接(jie)和直接(jie)。

       對于(yu)需要非(fei)常小(xiao)視場(chang)（例如小(xiao)于(yu)幾(ji)毫米）的(de)應用(yong)，請考慮使用(yong)專門(men)為(wei)機器視覺制造的(de)顯微鏡光學(xue)元件(jian)和/或高(gao)(gao)倍(bei)率光學(xue)元件(jian)，不(bu)建議使用(yong)擴展器或附加放大倍(bei)率將標(biao)準光學(xue)元件(jian)推至更高(gao)(gao)倍(bei)率。

選擇合適的照明

       在計(ji)量(liang)學中(zhong)，照明的選擇可能起(qi)關(guan)鍵(jian)作用。

       在檢測的過程中，照明的目的是增強圖像特征點與背景的對比度，在圖像中，對比度代表著圖像信號的質量，它反應了兩個區間(jian)的差(cha)別(bie)，光(guang)源就是(shi)要突出這些區別(bie)。

       適當的(de)光源(yuan)照明可(ke)以將被測(ce)物體的(de)目標信息(xi)與背景信息(xi)區分，以獲(huo)得高(gao)品質(zhi)，高(gao)對比的(de)圖(tu)像(xiang)，從而降低圖(tu)像(xiang)處理算法的(de)難度，同時(shi)提高(gao)系統精度和(he)可(ke)靠性。

       盡管在生(sheng)產線(xian)上(shang)實現自動化背光的物理實現可(ke)能是一(yi)個挑戰，但許多計量應用都受益(yi)于(yu)背光照明，正面照明可(ke)能會突(tu)出顯示必(bi)須標識以進行測量的特(te)征邊緣。

       考慮使用低角度(du)或(huo)結構化的(de)(de)照明來突出低對(dui)比度(du)的(de)(de)特(te)點。當試圖測量(liang)非常小(xiao)的(de)(de)特(te)征（例(li)(li)如(ru)(ru)分辨率低于(yu)0.001mm）時，可(ke)以(yi)使用長(chang)波長(chang)的(de)(de)顏色，例(li)(li)如(ru)(ru)藍色或(huo)紫色來提高對(dui)比度(du)。如(ru)(ru)果零件處(chu)于(yu)運動狀態，請考慮使LED照明器頻閃以(yi)獲(huo)得最佳強度(du)和燈泡壽命(ming)。

注意零件特征

       給(gei)定特定照(zhao)明技術的(de)照(zhao)相(xiang)機的(de)光學系統可見的(de)特征通常不(bu)具(ju)有用于(yu)機器視覺工(gong)具(ju)的(de)相(xiang)同特征，可以在零件印刷上指定或使用手動(dong)測量儀來測量。

       例(li)如(ru)，測量(liang)直徑較小但相(xiang)當深的通(tong)孔的直徑 - 高精度和低不確(que)定性。

       如果使用前部照明，則(ze)只(zhi)會測量孔(kong)(kong)的(de)頂部邊緣。如果期望的(de)檢查是模(mo)仿插入量規(gui)，這可能是不可接受的(de)。另(ling)一方面，如果使用背光，由于孔(kong)(kong)的(de)深度，光學器件不可能“平均”圖像中的(de)整個孔(kong)(kong)。

       更有可(ke)能(neng)的(de)(de)是，光(guang)學(xue)器件將集中在(zai)鉆孔頂部(bu)，底部(bu)，中部(bu)的(de)(de)某一深度處(chu)，并且這(zhe)個結果可(ke)能(neng)不是所期(qi)望的(de)(de)。仔細選(xuan)擇照明，光(guang)學(xue)和算法，以確保(bao)測(ce)量商定的(de)(de)表面(mian)。了解在(zai)許(xu)多情(qing)況下，出于上述原因，在(zai)線(xian)非(fei)接觸機器視(shi)覺測(ce)量不會完全重復物理測(ce)量設備。

進行精確測量

       被(bei)檢測(ce)的部件必須(xu)重(zhong)復呈現。

       在(zai)離線設置中，成像，光學(xue)，分辨率(lv)和算法可(ke)能都是完美的(de)，但是在(zai)線測量(liang)的(de)可(ke)重復性(xing)和可(ke)靠性(xing)可(ke)能會(hui)很差。

       通常情況下，部(bu)分(fen)呈現(xian)會不(bu)一(yi)致，甚至有(you)時候，部(bu)分(fen)演示甚至可能無法實現(xian)某種度(du)量。

       以鉆孔(kong)為例。當該(gai)孔(kong)的(de)表面垂直于透鏡時，圖(tu)像直接從孔(kong)的(de)深處(chu)取下，可(ke)以成(cheng)功測(ce)量。但是，如(ru)果(guo)零件稍微傾斜，那么這樣的(de)孔(kong)可(ke)以明顯地變(bian)成(cheng)橢(tuo)圓形，或者如(ru)果(guo)是背光，則會(hui)被完全遮蔽。

       對(dui)于非接觸式測(ce)(ce)量(liang)(liang)的成像，首先(xian)必(bi)須(xu)減輕所有可能的零(ling)件表示變化，然后理解在(zai)任(ren)何情況(kuang)下(xia)，零(ling)件表示都將對(dui)測(ce)(ce)量(liang)(liang)中的一些疊加誤差(cha)負(fu)責。

       此外，物(wu)體(ti)(ti)的(de)移(yi)動(dong)速(su)度同樣(yang)是(shi)重(zhong)要的(de)因素，如果被測量的(de)物(wu)體(ti)(ti)不(bu)(bu)是(shi)靜止的(de)，而是(shi)運(yun)動(dong)狀態，那(nei)么一定(ding)要考慮運(yun)動(dong)模糊對(dui)圖像精度的(de)影(ying)響（模糊像素=物(wu)體(ti)(ti)運(yun)動(dong)速(su)度*相(xiang)機曝光時間），不(bu)(bu)是(shi)軟件能夠決(jue)定(ding)。

       根據視覺檢測應用領域，視覺檢測系統對其組成部分有著不同的要求，在智能(neng)(neng)制造(zao)領域(yu)，照明亮度(du)，相(xiang)機的(de)(de)像素，計算(suan)機的(de)(de)算(suan)力與(yu)性(xing)能(neng)(neng)同樣重要(yao)，比(bi)如在相(xiang)機和(he)(he)計算(suan)機上(shang)的(de)(de)選擇上(shang)，都要(yao)求是(shi)工業(ye)級的(de)(de)，且對(dui)工業(ye)相(xiang)機的(de)(de)幀頻分辨率等指標(biao)依據(ju)需(xu)求篩選，而計算(suan)機的(de)(de)的(de)(de)性(xing)能(neng)(neng)、算(suan)力和(he)(he)環境(jing)適(shi)應同時也要(yao)和(he)(he)檢測需(xu)求匹配(pei)（物體(ti)移(yi)動速度(du)，燈光亮度(du)，檢測軟件兼容(rong)等），檢測精度(du)的(de)(de)提高是(shi)最重要(yao)的(de)(de)，而這取(qu)決于以(yi)上(shang)談到的(de)(de)各(ge)種(zhong)因(yin)素之間(jian)的(de)(de)相(xiang)互匹配(pei)。

       智(zhi)能(neng)化(hua)(hua)、自(zi)動化(hua)(hua)、數字化(hua)(hua)、信息化(hua)(hua)是未來制造(zao)業(ye)的(de)(de)發展(zhan)大趨勢，雙(shuang)翌光電致力(li)于(yu)制造(zao)業(ye)工(gong)廠智(zhi)能(neng)改造(zao)，數字化(hua)(hua)升(sheng)級(ji)。我們(men)堅信通(tong)過不斷努力(li)與(yu)創新，能(neng)夠實現與(yu)客戶的(de)(de)合作共贏。如果您有(you)相關視覺檢(jian)測方面的(de)(de)需(xu)求，請(qing)聯(lian)系(xi)我們(men)。