新的大尺寸截面配对式视觉测量方法的研究
文章编号：１６７１—４５９８１２００９）０２—０２８９—０３中图分类号：ＴＰ３９１文献标识码：Ｂ
新的大尺寸截面配对式视觉测量方法的研究
韩庆龙，曲共华，张福民
（天津大学精密测试技术及仪器国家实验室，天津３０００７２）
摘窦：根据大尺寸测量系统的现状，从分析线结构光人手．提出了组建传感器对测量方法。使每对传感器具备差动测量能力，提高单点测量精度；利用坐标测量臂和激光跟踪仪的大尺寸测景能力，对传感器坐标系进行全局校准，提高校准的精度和效率；研究椭圆检测算法，提出利用椭嘲平行弦中点连线必过椭圆中心基本定理．求出椭圆中心坐标，拟合出椭圆形状；通过理论分析，该方法切实可行。
关键词：大尺寸截面Ｉ视觉测量；传感器对；校准；坐标测量臂
ＳｔｕｄｙｏｆＰａｉｒｉｎｇＶｉｓｉｏｎＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｎＩａｒｇｅ－－ｓｃａｌｅＳｅｃｔｉｏｎ
ＨａｎＱｉｎｇｌｏｎｇ，ＱｕＸｉｎｇｈｕａ，ＺｈａｎｇＦｕｍｉｎ
（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｒｅｃｉｓｉｏｎＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，
ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３０００７２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｖｉｅｗｏｆｐｒｅｓｅｎｔｌａｒｇｅ—ｓｃａｌｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍ，ｗｅｐｒｏｐｏｓｅａｓｓｅｍｂｌｅｄｓｅｎｓｏｒｐａｉｒｓｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｌｉｎｅａｒｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｌｉｇｈｔ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌａｂｉｌｉｔｙｆｏｒｅａｃｈｓｅｎｓｏｒｐａｉｒｔＯｉｍｐｒｏｖｅｓｉｎｇｌｅｐｏｉｎｔｍｅａｓｕｒｉｎｇｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．Ｔｈｅｇｌｏｂａｌｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｏｆ
ｓｅｎｓｏｒｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｉｓａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｅｄｂｙｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｍｅａｓｕｒｉｎｇａｇｌｎａｎｄｌａｓｅｒｔｒａｃｋｅｒｆｏｒｂｅｔｔｅｒｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｔｈｅｂａｓｉｃｔｈｅｏｒｅｍｔｈａｔｔｈｅｌｉｎｅｊｏｉｎｅｄｂｙｍｉｄｐｏｉｎｔｓｏｆｐａｒａｌｌｅｌｃｈｏｒｄｓｍｕｓｔｃｒｏｓｓｃｅｎｔｅｒｏｆｅｌｌｉｐｓｅｉｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｅｌｌｉｐｓｅｔｅｓｔａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ。ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｃｅｎｔｅｒｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｏｆｅｌｌｉｐｓｅｉｓｃａｌ—ｃｕｌａｔｅｄｆｏｒｆｉｔｔｉｎｇｔｈｅｆｉｇｕｒｅｏｆｅｌｌｉｐｓｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌａｒｇｅ—ｓｃａｌｅｓｅｃｔｉｏｎ；ｖｉｓｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｓｅｎｓｏｒｐａｉｒｓ；ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｔｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｍｅａｓｕｒｉｎｇ
ａｒｎｉ；
Ｏ引言
随着国家经济的发展和先进制造水平的提高，航空、航天、造船、石油天然气储运、钢铁、涡轮机、发电机等领域［１］大量需要进行大尺寸几何量的测量。目前，大尺寸几何量测量还主要以坐标测量技术为主，通过软件评定获取大尺寸工件的几何参数。由于大尺寸工件测量要求范围大、准确度高、现场测量，甚至动态测量和全姿态测量，现有的测量方法往往无法满足要求。本文借鉴分布式测量和工程测量中建立测量网的概念，与视觉检测技术相结合，建立大尺寸截面几何形状视觉测量模型。利用配对式视觉传感器组和高精度分布式并行测量，提高测量分辨率、单点测量精度；利用高精度集中校准，建立测量网系统；提高大尺寸几何形状整体测量精度。
１目前主要大尺寸测量系统
三坐标测量机［２］是一种高精度、高效率的大型测量仪器，其不足是属于接触式测量，对测量环境要求高、不便携、测量范围小。经纬仪测量系统［３］是由两台或两台以上的高精度电子经纬仪构成的空问角度前方交会测量系统，它的优点是测量范围较大、是光学、非接触式测量方式，测量精度比较高，在二十米范围内的坐标精度可达到１０弘ｍｌｍ；其不足是一般采用手动照准目标，逐点测量，自动化程度不高。全站仪坐标测量原理最为简单，是空间极坐标测量的原理。全站仪坐标测晕系统只需单台仪器即可测量，其优点是仪器设站非常方便和灵
收稿日期：２００８—０５—３１；修回日期：２００８一０６—２８。
基金项目：国家自然科学基金项目（５０５７５１５８），天津市自然科学基金项目（０６０３５００）。
作者简介：韩庆龙（１９８１一），男，黑龙江省同江市人，硕士研究生，主要从事精密浏试技术方向的研究．活，测程较远，特别适合于测量范围大的情况，且精度较高；缺点是它无法直接测量目标点测距同定误差的存在，使其在短距离（＜２０ｍ）测量时相对精度较低。
通过以上的多种大尺寸测量系统的介绍，可以看出视觉测试技术具有检测精度高、检测可在线、检测柔性好、使用方便、成本低等优点。
２椭圆形大尺寸截面的测量系统及原理
２．１基本原理
椭圆形大尺寸工件测量方法模型如图１所示。在研究车身视觉检测系统的基础上，提出使两个视觉传感器组成一对，用多对配对式（差分）传感器组对大尺寸工件截面进行投射，由ＣＣＤ摄像机接收大尺寸工件截面的特征点的图像，经过图像采集卡和网络送入计算机，经计算和处理求得每个特征点在自身传感器下的三维坐标，再把所有传感器坐标系都统一到一个基准坐标系中，进而计算椭圆一组平行弦的中点三维坐标值，根据一组平行弦中点连线必经过椭圆中心［４－ｓ３的基本原理得到椭圆的中心坐标，再通过最小二乘法拟合出大尺寸工件截面的几何形状。
图１多传感器视觉检测系统模型
中华测控网
ｃｈｉｎａｍｃａ．ｃｏｍ
万方数据
视觉测量系统技术及应用
视觉测量系统技术及应用 1 引言 基于计算机的视觉检测系统是指通过计算机视觉产品将被摄取目标转换成图像信号，传送给图像处理系统，图像处理系统再根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，计算机图像系统对这些信号进行复杂运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制设备动作。它具有非接触、速度快等优点，是一种先进的检测手段，非常适合现代制造业。可用于视觉检测的试验原理很多，如纹理梯度法、莫尔条纹法、飞行时间法等，然而诸多测试原理中，尤其基于三角法的主动和被动视觉测量原理具有抗干扰能力强、效率高、精度合适等优点，非常适合在线非接触测量。本文主要从视觉测量系统在实际中应用出发，展示视觉检测技术在制造业中的广阔应用[1-4]。 2 视觉测量系统技术的应用 2.1 汽车车身视觉检测系统 在汽车制造过程中，车身上总有很多关键的三维尺寸进行测量，采用传统的三坐标测量机只能离线抽样检测，效率低，更不能满足现代汽车制造在线检测的需要，而视觉检测系统能很好的适应该需要，典型的汽车车身视觉检测系统如图1所示[5]。 图1 车身视觉检测系统 车身检测系统主要依靠的是数个视觉传感器，其中还包括传送机构、定位机构，计算机图像采集、网络控制部分。每个传感器对应一个被测区域，然后通过传输总线传至计算机，通过计算机对每个视觉传感器进行过程控制。 汽车车身检测系统的测量效率很高，精度式中，并且可以在完全自动情况下完成，这个包含几十个测点的系统都能再几分钟内测量完成，因此可以适应汽车制造的在线检测。而且传感器的布置可以根据不同车型来布置，增加了应用要求，
因此减少了车身视觉系统的维护费用。 2.2 拔丝模孔形视觉检测系统 使用计算机视觉检测技术开发出的拔丝模孔形检测系统由光学成像系统、工业用摄像机图像采集卡、计算机及监视器组成，可以解决生产实际中的模具孔形检测问题．工作原理如下：先采用注入硅胶方法获得反映待检拔丝模尺寸及形状的硅胶凸模，然后把硅胶凸模放在光学系统的载物台上．硅胶凸模经光学成像放大，成像于CCD像面上，然后用图像采集卡采集CCD图像信息，最后由计算机视觉检测软件完成对孔形尺寸的自动计算，此时图像采集时需要配置特殊的光照系统．系统实现了自动数据采集、处理，实现采样、进样、结果一条龙，形成检测的自动化． 2.3 无缝钢管直线度和截面在线视觉检测 无缝钢管是一类重要的工业产品，在反应无缝钢管质量中，钢管直线度及截面尺寸是主要的几何参数。现代工业已经可以实现无缝钢管的大批量大规模生产，并且并无成熟的直线度、截面尺寸高效率的检测系统，主要原因为：无缝钢管空间尺寸大，需要很大的测量空间，一般的检测手段很难实现如此大尺度的检测。然而视觉检测却非常适合无缝钢管及截面尺寸的测量，其测量原理图如图2所示。 多个传感器组成了视觉检测系统，传感器的结构光所投射的光平面与被测钢管相交，从而得到钢管的部分圆周，传感器测量圆周在传感器三维空间位置，每一个传感器实现一个截面圆周测测量，然后通过拟合得到截面的圆心和其空间位置，从而实现对无缝钢管截面和直径的测量。 图2 无缝钢管在线检测 2.4 视觉测量在逆向工程中的应用 逆向工程是针对现有的工件，利用3D数字化测量仪准确快速地测量出轮廓坐标值，并建构曲面，经过编辑、修改后，将图形存档形成一般的CAD/CAM系统，再由CAM所产生刀具的NC加工路径送至CNC加工机制所需模具，或者以快速成型将物品模型制作出来。视觉测量一般使用三种激光光源：点结构光、线结构光、面结构光，图3为使用线结构光测量物体表面轮廓的结构示意图[6]。
基于机器视觉的轴承内外径尺寸检测系统_雷良育
2005年3月 农业机械学报 第36卷第3期 基于机器视觉的轴承内外径尺寸检测系统 雷良育 周晓军 潘明清 【摘要】 开发了适应大批量流水线生产和检测需要的轴承内外径机器视觉检测系统。对系统的机械及运动控制部分以及光学成像系统等进行了设计,提出了一种利用多项式插值精确测量轴承边缘点位置的方法,分析提出了将锐化图像进行再滤波的技术,优化了轴承图像内外径尺寸的边缘获取的技术路线。检测结果表明,系统具有非接触、在线实时、速度快、精度合适、现场抗干扰能力强等优点,能实现产品的零废品生产的目标。 关键词:轴承 直径 自动检测 机器视觉中图分类号:T P 391;TH 13313 文献标识码:A M ach i ne V ision System for I nner and Outer D i am eters I n spection of a Bear i ng L ei L iangyu Zhou X iao jun Pan M ingqing (Z hej iang U n iversity ) Abstract A m ach ine visi on system fo r in specti on of inner and ou ter diam eters of bearings w as developed fo r a p i peline p roducti on and in sp ecti on .T he m echan ical and m ovem en t con tro l un its ,as w ell as its op tical i m aging system ,w ere designed .A p recisi on m easu ring m ethod w ith po lynom ial in terpo lati on w as develop ed to m easu re bearing edges . B esides ,a re 2filtering techn ique w as adop ted to op ti m ize the techn ical rou te .T he m easu ring resu lts show ed that the system had advan tages of non 2con tact ,on 2line ,real ti m e and rap id speed ,as w ell as app rop riate p recisi on and strong an ti 2jamm ing . Key words B earing ,D iam eter ,A u tom atic m easu ring ,M ach ine visi on 收稿日期:20030922 雷良育 浙江大学现代制造工程研究所 博士生 副教授(江苏技术师范学院),310027 杭州市周晓军 浙江大学现代制造工程研究所 教授 博士生导师潘明清 浙江大学现代制造工程研究所 博士生 引言 目前,我国大多数轴承生产厂家在轴承尺寸精度的检测方面还是依靠机械式、光学式等测量仪器,手段比较落后。这种依靠人力的随机抽样检测方法检测效率低、精度低、易于引进人为误差。随着现代制造业的发展,传统的检测技术已不能满足其需要,现代制造强调实时、在线、非接触检测,因而对轴承尤其是精密轴承的测量提出了越来越高的要求。为了适应轴承制造业生产批量大、质量要求严格、检测任务繁重的特点以及自动化流水线作业、实现产品100%检测目标的要求,需要研究新型的产品检测技 术。机器视觉检测技术具有非接触、速度快、精度合适、现场抗干扰能力强等突出的优点,能很好地满足现代制造业的需求,在实际中显示出广阔的应用前景。应用机器视觉检测技术,研制了基于机器视觉的轴承内外径尺寸检测系统[1～4]。 1 系统工作原理与设计 111 工作原理 轴承内外径机器视觉检测系统由线阵CCD 传感器、光学系统、计算机图像采集和处理系统、机械运动工作平台等部分组成,其系统结构框图如图1所示。 系统的工作原理:被测轴承在机械运动工作平
大尺寸物体测量方法国内外研究现状
大尺寸物体测量方法国内外研究现状 随着现代工业的发展，对测量要求越来越高，尤其是大尺寸的目标测量，一般要求其测量范围大、测量精度高或者需要实现动态测量。文章针对大尺寸物体的尺寸测量问题，研究了国内外的发展现状，对如今接触式测量和非接触式测量的技术做了简单介绍，较详尽地描述了非接触式测量中的视觉测量。 标签：大尺寸；尺寸测量；视觉测量 1 概述 由于经济的迅猛发展，现代化工业对大尺寸物体测量需求日益升高，例如铸造行业、钢铁企业、船舶与航天企业等，大尺寸物体的测量逐渐成为国内外研究的热点。如今国内外较传统成熟的测量方法主要分为两类，接触式测量和非接触式测量。主要包括计算机视觉测量技术、超声波测量、激光测量、室内全球定位系统等测量技术。 2 国内外研究现状 首先接触式测量中，超声波测量中接触式测厚仪由主机和探头两部分组成，在被测物体内应用超声波脉冲的反射原理进行[1]。该方法虽然成本较低但精度容易受影响，例如测量物体表面不光滑、环境温度偏高等都容易影响测量精度。典型的接触式测量还有三坐标测量机，测量时测量机的测头接触被测工件，系统自动记录被测量点的三围坐标信息，进而根据多个空间点坐标信息计算出被测物体几何尺寸或者位置等[2]。该方法虽然精度较高但满足不了实时性无法实现动态测量。激光跟踪测量系统根据目镜返回的光束来实现动态测量目标的距离[3]。该方法效率及成本都较高，并且激光也极易受周围大气温度等的影响。 非接触式测量有很多种，例如射线法、激光法、结构光测量法、视觉测量法、漏磁法等。文献[4]应用了漏磁法，漏磁法对被测物体的材质要求较高，一般要求物体能够被磁化。X射线本质上其实是一种电磁波，其对环境有较高的适应能力，文献[5]便将射线法应用于钢板尺寸的测量。国外研究领域，法国Mensi公司生产的扫描仪可以轻松实现被测物的三维重构，Mensi S25利用了平面三角法[6]。结构光三维测量方面如德国GOM公司的ATOS三维扫描仪为工业测量提供了一种非接触式的三维光学测量。文献[7]基于结构光光栅投影，利用傅里叶变换轮廓测定法来实现三维物体形状的自动测量。测厚仪器的研究方面如德国IMS 公司提供的X射线测厚仪是一种以X射线为载体的非接触式厚度测量系统，在未接触条件下对带钢的厚度完成测量，测量精度高达1‰。并且在全世界第一次成功地把轧机的厚度测量和速度测量系统紧凑地装在一个测量框架上，厚度测量系统采用IMS公司单一通道X光测厚装置，速度测量采用VLM 200 SD 装置，在许多轧机上成功使用[8]。CCD测宽方面如加拿大KELK公司的ACCUBAND系列测宽仪[9]性能较好，该仪表用两个线阵CCD的摄像头看带钢。带钢的每个边缘都能被两个摄像头从不同的角度看到。用带钢边缘在CCD阵列
大尺寸测量检测设计方案
大尺寸测量检测设计方案 设计方案案例 本方案为某轨道交通行业工艺研究所，大零部件尺寸测量检测，基于接触式测量及精密机械技术。 1.内径测量原理 1)量具校准 百分表(或者千分表)和加长杆安装好，放在标准件校准，使百分表读数为零。示意图如下： 2）内径测量 将百分表和加长杆放在待测工件上，观察百分表读数，该读数就是待测工件尺寸同标准件的差值，由此得出待测尺寸，示意图如下： 2. 外径尺寸测量 1）量具校准：将百分表和加长杆安装好，放在标准件校准，使百分表读数为零，示意图如下： 2）外径尺寸测 将百分表和加长杆放在待测工件上，观察百分表读数，该读数就是待测工件尺寸同标准件的差值，待测尺寸由此测得，示意图如下： 3. 测量技术原理： 大尺寸精密检测是机械行业的难题，我们采用一个经过精密校准的基准尺寸（标准件或量块）同待测尺寸比较。用百分表和加长杆测量待测尺寸，当待测尺寸同基准值差值为零时，则待测尺寸等于基准值，从而精密地测出了待测尺寸。如待测尺寸同基准值差值不为零，该差值就是待测尺寸实际偏差。 此方案的优点： 1）高精度，例如2000mm的尺寸，可以达到±0.01mm 2）可以长时间保持高精度 龙霖公司简介 龙霖科技有限公司是一家工业产品快速自动化检测、光电检测及图像影像测量解决方案提供商。公司总成光、机、电、计算机一体化等多种复合测量检测技术，业务范围涉及：自动化检测设备及项目研发，光电检测设备及项目研发，机器视觉系统集成及项目研发，专用三维测量设备开发，自动化及机电一体化设备及项目研发，高精度计量、检测设备及工具设计与制造等等。应用领域遍及轨道交通、军工、航空航天、重工船舶、汽车制造、机床模具、加工设备等装备制造业。 龙霖科技以强大技术优势引领中国自动化检测设备，测量仪器和专用测量设备的高端市场，研发技术支持来源于资深行业专家及高级工程师、国内的大学和研究所设计院。我们拥有自己在自动化技术和光电学技术领域整合能力，完善的工业检测解决方案设计能力及快速检测能力。打造为客户定向开发及个性化需求定制的新模式。提供机械设计、生产制造、品质控制等制造业的计量检测解决方案。 公司将最先进测量检测技术为中国的制造业服务，解决计量测量检测难题；致力于发展轻、精、快计量检测设备而奋斗。 服务范围 自动化检测设备及项目研发 现代计量检测行业，传统接触式已远远不能满足测量检测要求，会越来越多采用非接触式光电检测技术等综合检测技术手段，配置在装配组装过程控制生产线从而实现现场在线快速自动化，朝着快速、精准、有效的高端测量检测方向发展。 公司承接以下业务： 1．光学，声学快速测量检测技术 1)基于机器视觉检测技术设备项目研发 2)基于CCD成像检测技术设备及项目研发 3)基于影像检测技术设备及项目研发
三维尺寸视觉测量系统
现代计量测试1999年第1期 三维尺寸视觉测量系统 邾继贵 王 王 仲 叶声华 (天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津 300072) 摘要:视觉测量技术是一种先进的非接触测量手段,具有系统组成灵活、工作空间大、精度合适、自动化程度高等特点,非常适合工业现场的在线测量与质量监控。本文分析视觉测量的原理及视觉测量系统的组成,研究了一个实际的视觉测量系统。 关键词:三维尺寸 视觉测量 0 引言 视觉测量是采用摄像机作为传感器件,借助计算机强大的数据处理能力实现对物体(物点)空间位置的测量。较大规模的视觉测量系统一般由多个视觉传感器组成,以完成大空间范围内的测量,要解决的主要问题有视觉传感器的设计、传感器的局部标定和系统全局标定等。如果被测空间较小,一个传感器应可以组成视觉测量系统,此时局部标定和全局标定是统一的。 视觉传感器的具体结构很灵活,由被测对象来决定,但它们的测量原理是一致的。 1 视觉测量原理 111 视觉传感器测量原理 本质上讲,视觉传感器是基于三角测量原理的,图1示出了光条传感器的测量原理。 图1 光条传感器测量原理由投射器投射出一个光平面,它与被测物体表 面相交形成光条,将物体表面与光条相交的某点记 为P w ,该点在摄像机象面上象点为P i 。设摄像机坐 标系为OXYZ ,P i 在象面上的坐标为(x i ,y i ),P w 在 OXYZ 中的坐标为(x w ,y w ,z w ),图1中存在下列关 系x i =f x (x w ,y w ,z w )y i =f y (x w ,y w ,z w )(1)式中f x ,f y 是由摄象机成像模型所决定的函数。如 果选择透视成像模型,则 f x =x w z w f f y =y w z w f 其中,f 为摄像机焦距。 此外,因为P w 在光平面内,所以存在如下约束
机器视觉测量实验报告
《机器视觉应用实验报告》 姓 名 黄柱汉 学 号 201341304523 院 系 机械与汽车工程学院 专 业 仪器仪表工程 指导教师 全燕鸣 教授 2015年04月16日
华南理工大学实验报告 课程名称：机器视觉应用 机械与汽车工程学院系仪器仪表工程专业姓名黄柱汉 实验名称机器视觉应用实验日期2015.4.16 指导老师全燕鸣 一、实验目的 主要目的有以下几点： 1.实际搭建工业相机、光源、被摄物体图像获取系统，自选Labview或Matlab、 Halcon、Ni Vision软件平台，用打印标定板求解相机内外参数以及进行现场 系统标定； 2.进行一个具体实物体的摄像实验，经图像预处理和后处理，获得其主要形状 尺寸的测量（二维） 3.进行一个具体实物体的摄像实验，经图像预处理和后处理，识别出其表面缺 陷和定位。 二、实验原理 “机器视觉”是用机器代替人眼来进行识别、测量、判断等。机器视觉系统是通过摄像头将拍摄对象转换成图像信号，然后再交由图像分析系统进行分析、测量等。一个典型的机器视觉系统包括照明、镜头、相机、图像采集卡和视觉处理器5个部分。 HALCON是在世界范围内广泛使用的机器视觉软件，拥有满足各类机器视觉应用的完善开发库。HALCON也包含Blob分析、形态学、模式识别、测量、三维摄像机定标、双目立体视觉等杰出的高级算法。HALCON支持Linux和Windows，并且可以通过C、C++、C#、Visual Basic和Delphi语言访问。另外HALCON与硬件无关，支持大多数图像采集卡及带有DirectShow和IEEE 1394驱动的采集设备，用户可以利用其开放式结构快速开发图像处理和机器视觉应用软件，具有良好的跨平台移植性和较快的执行速度。 本实验包括对被测工件进行尺寸测量和表面缺陷检测。尺寸测量是通过使用机器视觉来对考察对象的尺寸、形状等信息进行度量；缺陷检测是通过机器视觉手段来分析零部件信息，从而判断其是否存在缺陷。
电子元器件外形尺寸机器视觉测量系统设计
Optoelectronics 光电子, 2020, 10(3), 84-89 Published Online September 2020 in Hans. https://www.360docs.net/doc/6a8554616.html,/journal/oe https://https://www.360docs.net/doc/6a8554616.html,/10.12677/oe.2020.103011 电子元器件外形尺寸机器视觉测量系统 设计 李超，许杰 盐城市计量测试所，江苏盐城 收稿日期：2020年8月24日；录用日期：2020年9月4日；发布日期：2020年9月11日 摘要 电子元器件是电路的基本组成部分，有着广泛的应用。传统的人工检测存在很多不足，机器视觉尺寸测量技术由此应运而生，机器视觉由于自身具备高灵敏度、高精度及高耐用性的特性，对于提高工业自动化水平和工业生产效率有极大助力。根据课题要求，以单片机芯片为研究对象，以检测单片机芯片二维平面上的长度与宽度为研究目标，设计了基于机器视觉的单片机芯片检测系统的硬件方案，硬件组成包括光源与照明方式的选择，以及相机与镜头的选择。完成硬件平台搭建后，同时制作了应用于相机标定的标定板并在调试完成的硬件平台上拍摄了三十张左右的标定图片。利用MATLABR2016A作为系统的软件处理平台，一方面应用MATLAB标定箱对标定图做相机标定，另一方面编写用于单片机芯片尺寸测量的图像处理代码及测量代码。其中，在图像处理环节主要包括图像滤波、二值化处理和边缘提取等步骤。单片机芯片的尺寸测量实验完成后将实验结果与真实尺寸的对比，可以看出构建的基于机器视觉的电子元器件外形尺寸测量系统满足了课题设定目标。 关键词 机器视觉，图像处理，相机标定，尺寸测量 The Design of Machine Vision Measurement System for the Dimension of Electronic Components Chao Li, Jie Xu Yancheng Institute of Measurement and Testing, Yancheng Jiangsu Received: Aug. 24th, 2020; accepted: Sep. 4th, 2020; published: Sep. 11th, 2020
提高工业视觉测量系统精度的途径.
提高工业视觉测量系统精度的途径 一、引言 工件三维曲面或三维轮廓测量技术广泛应用于工业、科研、国防等领域。汽车车身、飞机机身、轮船船体、汽轮机叶片等加工制造中的在线检测，特别是大型工件的曲面检测一直是生产中的关键技术难题。该类工件在车间条件下一般采用靠模法测量，但可测截面少，测量精度低；在计量室条件下采用三坐标测量机测量虽然精度较高，但数据采集速度慢，测量成本高，且难于实现在线测量。鉴于接触式测量方法的局限性，激光三角法、莫尔投影法、工业视觉测量法等多种非接触测量方法日益受到重视，其应用也渐趋广泛。 工业视觉测量技术（或称数字近场摄影测量技术）是一种立体视觉测量技术[1]，其测量系统结构简单，便于移动，数据采集快速、便捷，操作方便，测量成本较低，且具有在线、实时三维测量的潜力，尤其适合于三维空间点位、尺寸或大型工件轮廓的检测。 二、测量原理 利用CCD摄像机可以获得三维物体的二维图像，即可以实现实际空间坐标系与摄像机平面坐标系之间的透视变换。通过由多个摄像机从不同方向拍摄的两帧（或两帧以上）的二维图像，即可综合测出物体的三维曲面轮廓或三维空间点位、尺寸。 为便于说明，设物空间坐标系为O-XYZ，CCD像面的像平面坐标系为o-xy。 现以双摄像机为例说明系统的透视变换关系。如图1所示，P为任一空间三维物点，设该点的物空间坐标为P（X，Y，Z），其在摄像机Ⅰ和摄像机ⅡCCD像面上的像点坐标分别为P1（x1，y1）和P2（x2，y2）。 图1 物空间坐标系和双摄像机的像平面坐标系 对于摄像机Ⅰ，像点坐标与物点坐标的变换关系为[2] （1） 其中w1为非零参数，a1，a2，…，a11为系统变换矩阵的元素，与摄像机Ⅰ的安放位置及成像系统Ⅰ的参数有关，可通过系统定标来确定。 对于摄像机Ⅱ，像点坐标与物点坐标的变换关系为 （2）
国内机器视觉的发展现状
国内机器视觉的发展现状 机器视觉是最近几年新发展起来的新兴技术领域,通过利用计算机模拟人的视觉能力来进行判断和识别,它是机器人、智能装备以及自动化领域至关重要不可或缺的技术之一。 目前国内的机器视觉技术和国外相比还相对落后,关键的技术设备还依赖于进口。国内大部分的机器视觉公司都集中在系统集成领域。国内机器视觉市场需求凸显,而国内机器视觉技术的滞后已无法满足国内市场的需求。 机器视觉应用主要包括表面缺陷检测、产品尺寸测量、机器人视觉定位、视觉目标识别这个四大类: 表面质量的检测至关重要,产品的表面缺陷不仅影响产品外观本身,还将对产品使用性能产生影响,比如做易拉罐的镀锡板,如果表面有微小的孔洞;卫生用无纺布表面有污点;液晶玻璃面板表面有结晶;太阳能电池片有断栅或隐裂等。 现代化高速的生产线,人眼无法识别或效率较低,还有高额的人工成本,都迫使生产企业进行变革,引入表面视觉检测系统,让机器来替代人工检测,大幅提高生产检测效率。 产品尺寸测量大部分应用于机械加工制造领域,现代机械加工技术精益求精,大规模批量化生产,通过构建机器视觉系统,对产品外观尺寸进行检测处理,发现不合格进行剔除。随着机械加工现代化水平的日益发展,视觉尺寸检测不可或缺。
视觉图像识别技术应用广泛,互联网中的人脸识别、交通防中的车牌识别、商品中二维码条码识别、ocr文字识别等。相比视觉检测和视觉测量,视觉图像识别技术相对成熟。 机器视觉定位系统主要应用机器人视觉引导,机器视觉给机器人装上大脑和眼睛,通过视觉系统引导机器人做各种不同的姿态和动作,机器人与机器视觉的融合将是未来智能装备发展的重要领域。 从整个国内机器视觉发展来看,国产化程度不高,机器视觉硬件设备核心零部件主要依靠进口。机器人技术和国外相比不仅是价格上的差距。系统集成企业以中小型企业为主,大部分企业一方面代理国外设备,一方面进行系统集成,真正投入的研发力量非常有限。 国内机器视觉无疑是个处于上升时期的朝阳产业,2025中国制造大战略政策支持下,机器视觉企业将加大投入力量,促进国内机器视觉技术的快速发展。 本文作者:大军闲谈
新的大尺寸截面配对式视觉测量方法的研究
文章编号：１６７１—４５９８１２００９）０２—０２８９—０３中图分类号：ＴＰ３９１文献标识码：Ｂ 新的大尺寸截面配对式视觉测量方法的研究 韩庆龙，曲共华，张福民 （天津大学精密测试技术及仪器国家实验室，天津３０００７２） 摘窦：根据大尺寸测量系统的现状，从分析线结构光人手．提出了组建传感器对测量方法。使每对传感器具备差动测量能力，提高单点测量精度；利用坐标测量臂和激光跟踪仪的大尺寸测景能力，对传感器坐标系进行全局校准，提高校准的精度和效率；研究椭圆检测算法，提出利用椭嘲平行弦中点连线必过椭圆中心基本定理．求出椭圆中心坐标，拟合出椭圆形状；通过理论分析，该方法切实可行。 关键词：大尺寸截面Ｉ视觉测量；传感器对；校准；坐标测量臂 ＳｔｕｄｙｏｆＰａｉｒｉｎｇＶｉｓｉｏｎＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｎＩａｒｇｅ－－ｓｃａｌｅＳｅｃｔｉｏｎ ＨａｎＱｉｎｇｌｏｎｇ，ＱｕＸｉｎｇｈｕａ，ＺｈａｎｇＦｕｍｉｎ （ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｒｅｃｉｓｉｏｎＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ， ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３０００７２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｖｉｅｗｏｆｐｒｅｓｅｎｔｌａｒｇｅ—ｓｃａｌｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍ，ｗｅｐｒｏｐｏｓｅａｓｓｅｍｂｌｅｄｓｅｎｓｏｒｐａｉｒｓｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｌｉｎｅａｒｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｌｉｇｈｔ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌａｂｉｌｉｔｙｆｏｒｅａｃｈｓｅｎｓｏｒｐａｉｒｔＯｉｍｐｒｏｖｅｓｉｎｇｌｅｐｏｉｎｔｍｅａｓｕｒｉｎｇｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．Ｔｈｅｇｌｏｂａｌｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｏｆ ｓｅｎｓｏｒｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｉｓａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｅｄｂｙｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｍｅａｓｕｒｉｎｇａｇｌｎａｎｄｌａｓｅｒｔｒａｃｋｅｒｆｏｒｂｅｔｔｅｒｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｔｈｅｂａｓｉｃｔｈｅｏｒｅｍｔｈａｔｔｈｅｌｉｎｅｊｏｉｎｅｄｂｙｍｉｄｐｏｉｎｔｓｏｆｐａｒａｌｌｅｌｃｈｏｒｄｓｍｕｓｔｃｒｏｓｓｃｅｎｔｅｒｏｆｅｌｌｉｐｓｅｉｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｅｌｌｉｐｓｅｔｅｓｔａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ。ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｃｅｎｔｅｒｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｏｆｅｌｌｉｐｓｅｉｓｃａｌ—ｃｕｌａｔｅｄｆｏｒｆｉｔｔｉｎｇｔｈｅｆｉｇｕｒｅｏｆｅｌｌｉｐｓｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌａｒｇｅ—ｓｃａｌｅｓｅｃｔｉｏｎ；ｖｉｓｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｓｅｎｓｏｒｐａｉｒｓ；ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｔｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｍｅａｓｕｒｉｎｇ ａｒｎｉ； Ｏ引言 随着国家经济的发展和先进制造水平的提高，航空、航天、造船、石油天然气储运、钢铁、涡轮机、发电机等领域［１］大量需要进行大尺寸几何量的测量。目前，大尺寸几何量测量还主要以坐标测量技术为主，通过软件评定获取大尺寸工件的几何参数。由于大尺寸工件测量要求范围大、准确度高、现场测量，甚至动态测量和全姿态测量，现有的测量方法往往无法满足要求。本文借鉴分布式测量和工程测量中建立测量网的概念，与视觉检测技术相结合，建立大尺寸截面几何形状视觉测量模型。利用配对式视觉传感器组和高精度分布式并行测量，提高测量分辨率、单点测量精度；利用高精度集中校准，建立测量网系统；提高大尺寸几何形状整体测量精度。 １目前主要大尺寸测量系统 三坐标测量机［２］是一种高精度、高效率的大型测量仪器，其不足是属于接触式测量，对测量环境要求高、不便携、测量范围小。经纬仪测量系统［３］是由两台或两台以上的高精度电子经纬仪构成的空问角度前方交会测量系统，它的优点是测量范围较大、是光学、非接触式测量方式，测量精度比较高，在二十米范围内的坐标精度可达到１０弘ｍｌｍ；其不足是一般采用手动照准目标，逐点测量，自动化程度不高。全站仪坐标测量原理最为简单，是空间极坐标测量的原理。全站仪坐标测晕系统只需单台仪器即可测量，其优点是仪器设站非常方便和灵 收稿日期：２００８—０５—３１；修回日期：２００８一０６—２８。 基金项目：国家自然科学基金项目（５０５７５１５８），天津市自然科学基金项目（０６０３５００）。 作者简介：韩庆龙（１９８１一），男，黑龙江省同江市人，硕士研究生，主要从事精密浏试技术方向的研究．活，测程较远，特别适合于测量范围大的情况，且精度较高；缺点是它无法直接测量目标点测距同定误差的存在，使其在短距离（＜２０ｍ）测量时相对精度较低。 通过以上的多种大尺寸测量系统的介绍，可以看出视觉测试技术具有检测精度高、检测可在线、检测柔性好、使用方便、成本低等优点。 ２椭圆形大尺寸截面的测量系统及原理 ２．１基本原理 椭圆形大尺寸工件测量方法模型如图１所示。在研究车身视觉检测系统的基础上，提出使两个视觉传感器组成一对，用多对配对式（差分）传感器组对大尺寸工件截面进行投射，由ＣＣＤ摄像机接收大尺寸工件截面的特征点的图像，经过图像采集卡和网络送入计算机，经计算和处理求得每个特征点在自身传感器下的三维坐标，再把所有传感器坐标系都统一到一个基准坐标系中，进而计算椭圆一组平行弦的中点三维坐标值，根据一组平行弦中点连线必经过椭圆中心［４－ｓ３的基本原理得到椭圆的中心坐标，再通过最小二乘法拟合出大尺寸工件截面的几何形状。 图１多传感器视觉检测系统模型 中华测控网 ｃｈｉｎａｍｃａ．ｃｏｍ 万方数据
基于机器视觉的零件尺寸测量系统设计
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/6a8554616.html, 基于机器视觉的零件尺寸测量系统设计 作者：王保军 来源：《电子技术与软件工程》2017年第04期 摘要设计了一套基于机器视觉的零件尺寸在线测量系统。完成了硬件设备的选型和平台的搭建；采用Matlab语言实现了图像处理算法；采用Matlab GUI完成了测量系统软件的设计。实验结果表明：测量系统的测量精度可以达到2um以下，满足零件尺寸在线检测要求， 具有很好的应用前景。 【关键词】机器视觉 Matlab 图像处理尺寸测量 在工业生产中，测量是进行质量管理的手段，是贯彻质量标准的技术保证。机械零件的尺寸检测作为产品加工的一个关键环节，其检测结果不仅影响产品的质量，而且对后续零件的再加工和装配产生决定性的作用。目前，常规的零件尺寸测量手段主要采用游标卡尺、激光测量仪和轮廓仪等完成检测环节。以上零件尺寸测量方法要么受测量工具限制，其测量精度有限；要么检测仪器过于昂贵且操作复杂，同时其准确率往往受人为因素的影响。 鉴于当前机器视觉技术的快速发展以及其在工业检测方面的成功应用，论文构想利用摄像机替代人眼，让计算机替代人脑，从而研制出一套针对零件常规尺寸的自动化测量系统。 1 系统概述 在充分遵循系统的完整性、可靠性、经济性和实时性等原则的基础上，本文设计出了一套基于机器视觉的零件常规尺寸测量系统。该测量系统主要由图像摄取、图像处理、图像特征提取和分析、图像常规尺寸测量和结果输出几部分组成。其工作原理图如图1所示。 2 硬件设计 基于机器视觉的零件常规尺寸测量系统的硬件主要包括：照明装置、摄像机、计算机和透明工作台。各部件的主要功能是：照明装置主要为零件图像采集提供合适的光照环境；摄像机用来采集零件数字图像并传送到计算机，然后保存为相应图片格式；计算机通过系统软件实现对零件图像的预处理、边界提取、特征提取、相机标定和常规尺寸计算；透明工作台用来承载被测零件。 3 算法设计 图像处理算法对机器视觉测量系统会产生决定性的影响。为了能满足零件尺寸测量的要求，针对零件产品图像的特点，我们设计了一套合理的图像处理算法流程。其流程图如图2所示。
机器视觉之尺寸测量基础
上海嘉肯光电科技有限公司:机器视觉光源的研发https://www.360docs.net/doc/6a8554616.html, 机器视觉之尺寸测量基础 在传统的自动化生产尺寸测量中，典型的方法是利用卡尺或千分尺在被测工件上针对某个参数进行多次测量后取平均值。这些检测设备或检测手段测量精度低、测量速度慢，测量数据无法及时处理，无法满足大规模自动化生产的需要。 工件检测的基本流程图 图像传感器可以将检查对象在平面上表现出来，通过边缘检测，测算位置、宽度、角度等。所谓边缘是指图像内明亮部位与阴暗部分的边缘。 如何进行边缘检测 （1）投影处理 投影处理是相对于检查方向进行垂直扫描，然后计算各投影线的平均浓度。 （2）微分处理 根据投影波形进行微分处理。可能成为边缘的、浓淡变化较大的部位，其微分值也较大。可以消除区域内浓度绝对值的变化所导致的影响。例：没有浓淡变化的部位的微分值是0，白色（255）→黑色（0）时的值是-255。 （3）通过校正使微分最大值达到100% 在实际生产线上，为了使边缘达到稳定的状态，通常会进行适当的调整以使微分绝对值达到100%。将超过预先设置的“边缘感度（%）”的微分波形的峰值作为边缘位置。根据浓淡变化峰值的检测原理，在照度经常发生变化的生产线上也可以稳定的检测出边缘。
上海嘉肯光电科技有限公司:机器视觉光源的研发https://www.360docs.net/doc/6a8554616.html, （4）亚像素处理 对于微分波形中最大部分的中心附近的3个像素，根据这3个像素形成的波形，进行修正演算。以1/100像素为单位测算边界位置（次像素处理）。 边缘检测的代表性检测应用 （1）利用边缘位置的各种检查 在多个部位设置边缘位置模式，测量检测对象的X座标或Y 座标。 （2）利用边缘宽度的各种检查 利用边缘宽度的“外部尺寸”模式，检测金属板的宽度、孔洞的X方向/Y 方向孔径等。 （3）利用边缘位置圆周区域的各种检查 以圆周作为检测区域，检测切缺部位的角度（相位）。 （4）利用趋势边缘宽度的各种检查 利用“圆周”区域的“趋势边缘宽度”模式，扫描环状工件的内径、评价扁平度等。 上海嘉肯光电科技有限公司是一家专业从事机器视觉光源的研发、生产和销售为一体的高新技术企业。以工业检测、机器视觉、图像处理、科学研究等领域为主要研发及经营方向。此外，公司还代理工业镜头、工业相机、图像采集卡、图像处理软件和各类视觉附件。??上海嘉肯光电科技有限公司?将坚持“用心，创造未来”的企业经营理念，并持续不断地把最优秀、性价比最高的视觉产品提供给广大用户，以不断满足客户日益增长的要求。
基于机器视觉的非接触尺寸测量技术研究
基于机器视觉的非接触尺寸测量技术研究 摘要 伴随着科学的快速腾飞，以机器视觉为基础的非接触性尺寸测量发法在工业领域里实现了十分普遍的运用用，该方法非接触、时效性强、效率高、受外界影响小，并且精确性特别好。机械零件的尺寸测量在工业生产的过程里属于十分重要的部分，测定结果的迅速程度和可信度直接关系到产品的效果以及工作的进度。但是先前的测量技术早就无法达到工业生产中对产品规格检测的迅速程度和可信度的规定，因此作者提出了以机器视觉为基础的非接触尺寸测定的方法，从而达到产品规格的快速及准确的测定。 首先，通过研究各个硬件的性能参数，选择了合适的硬件，并搭建了测量系统的硬件平台。这个测定系统的基础设施一般包括图像收集设备、实验操作区、CCD摄影仪、镜头、和电脑等部件。 然后，灰度转变、图像滤波、二值化、边缘测定等预先处理方法也被用于这种测定技术。图片的预先处理部分，对比剖析了多种多样的滤波方法，总结出以小波转变为基础的模极大值去噪方式，同时还一一描述介绍了多种的图片边缘测定方法，总结出以小波转变为基础的多尺度边缘测定方式。此外，作者还详细描述和剖析Hough方式，同时还给出了自己的优化建议。作者通过Matlab里所带有的GUIDE界面编辑功能，以GUI 为基础构造出该检测系统的软件设施，使其具备了处理图片所用到的多个计算方式以及规格鉴定的能力。 之后，作者通过对该系统的多次实践检验，研究了具体的调查数据，剖析了测定结果的误差原因，进而总结出尽量消除误差的策略。研究结果显示，以机器视觉为依据的非接触尺寸测的方法完全达到了理想的效果，在工业领域可以做到对产品规格测定的高效性和可信度的规定。 关键词：机器视觉，非接触测定，尺寸测定，图像处理
机器视觉检测
机器视觉检测 一、概念 视觉检测是指通过机器视觉产品（即图像摄取装置，分 CMOS 和CCD 两种）将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。 机器视觉检测的特点是提高生产的柔性和自动化程度。 二、典型结构 三、关键——光源的选择 1.光源选型基本要素：
四、图像采集过程
五、视觉检测分类 （1）按照检测功能可划分：定位、缺陷检测、计数/遗漏检测、尺寸测量。 （2）按照其安装的载体可分为：在线检测系统和离线检测系统。 （3）按照检测技术划分，通常有立体视觉检测技术、斑点检测技术、尺寸测量技术、OCR技术等等。 六、视觉检测应用 七、一套高品质的机器视觉检测系统，必须具备的条件 1.高品质的成像系统 成像系统被称为视觉检测设备的“眼睛”，因此“眼睛”识别能力的好坏是评价成像系统的最关键指标。通常，成像系统的评价指标主要体现在三个方面：（1）能否发现存在的缺陷
基于图像方法进行的检测，所能够依据的最原始也是唯一的资料即是所采到的图像上的颜色(或者亮度)变化，除此之外，没有其他资料可供参考。所以，一个高品质的成像系统首先应该是一个能充分表现被检测物表面颜色变化的成像系统。因此除了选择具有高清晰度的相机与镜头之外，用以营造成像环境的光照设计也显得非常重要，有时候甚至会出现为特殊缺陷专门设计的光照系统。经常所说的100%质量检测系统，实际上指的是在能够充分表现各种缺陷的图像中的100%全检。 （2）能够发现的缺陷的最小尺寸 数字图像的最小计量单位是像素(pixel)，它本身并不代表被摄物实际的尺寸大小。被摄物实际尺寸大小与像素之间的关联是通过一个叫做分辨力的物理量来完成的。分辨力指的是每单位像素代表的实际物体尺寸。分辨力数值越小，图像的精细程度就越高，检测系统能够发现的缺陷尺寸就越小，检测精度就越高。（3）能否足够快地摄取图像 如同人眼看运动物体一样，当物体运动的足够快时，人眼就不能再清晰的观察到物体的全部。机器视觉检测系统的“眼睛”摄像机也有一个拍摄速度上限，即相机主频。当被摄物的运行速度超出了摄像机的主频上限时，摄像机就不能获得清晰、完整的图像，检测就不能正常地继续下去。摄像机主频越高，采集速度也就越快，检测才能保持高效进行。因此，是否采用了足够高主频的摄像机也是评价一个成像系统是否高品质的关键因素。 2.成熟的图像处理与分析算法 图像处理与分析算法在整个检测系统中相当于人工检测时人脑的判断思维，由于机器视觉是一个实践性很强的学科，评价一个算法的好坏更多的是依赖于实际应用的验证而非考察算法中是否采用了比较先进或高深复杂的理论。因此一个能够充分模拟人脑判断过程与方法并且稳定、高效的图像处理与分析算法才是我们需要的，也就是所谓的成熟的处理与分析算法。因此，在设计处理算法时，需要充分分析人的判断过程，并将其转换成计算机的语言。 3.可操作性好 可操作性好主要要求检测设备的应用操作要具备简洁、方便并易于理解的特点。比如系统有友好的人机交互界面、良好的导向性操作设计等。 4.稳定的其他配套设施 其他配套设施指的是除了检测系统以外的设施，如传输控制平台、缺陷处理装置(剔除、报警、标记等)。对配套设施的要求是必须运行稳定、信号响应及时、迅速。 八、机器视觉系统设计难点 第一：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最高，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。 第二：工件位置的不一致性
全自动机器视觉在线尺寸测量系统应用
----全自动机器视觉在线尺寸测量系统应用---- 连接器插缝内弹片缝隙尺寸全自动视觉在线测量系统
背景 当前，很多零部件都要求进行尺寸检测，很多情形下靠人工检测不仅精度达不到要求而且检测效率很低，从而严重制约了产品的质量与产量。 作用 本系统为上述问题的解决提供了良好的解决方案。它无须人工干预即实现了100%对产品进行快速准确测量，在第一时间将不良品进行剔除，以免不良品进入下一工序，浪费更多的人力物力。它不仅大大提高了产品的品质，而且使生产效率提高数倍甚至数十倍，另外，还大大节省了人力和由此而产生的人工及管理成本。 检测产品及检测要求 ?检测的产品是在塑胶件内嵌入黄铜色金属引脚的连接器。 ?检测的要求是测量连接器内各缝隙的宽度。 系统工作原理 本系统采用全自动在线检测方式。把组装调试好的检测系统放置于生产线上，当系统上的感应器检测到有待检产品到达时，触发检测开关，相机拍照检测，判断待检产品是否为良品，然后依据判断结果在显示器上显示相应提示信息，同时通过IO输出相应信号，以控制指示灯及报警器，或者相关控制机构依据结果指示机构进行相应的动作。 系统组成 主要硬件：PC、相机、镜头、光源及支架各一套。 软件：太友的机器视觉检测软件一套。 主要功能： 1、精确快速测量连接器各缝隙的宽度。 2、产品检测结果信号输出功能，通过IO口输出良品的OK或不良品的NG信号。 3、产品计数功能，可以自动记录检测产品数量、良品数量及不良品数量。 4、产品图像的自动存储功能，可以存储良品或不良品图片。 5、产品测量结果数据的存贮与查询功能，方便地对产品质量进行跟踪。
6、灵活、强大、方便的软件功能。用户只需根据待测产品的实际情况，使用本系统软件便可简单方便地添加及设置相关检测参数。 7、用户管理功能，可以方便地添加不同级别用户，并使不同级别的用户可以使用不同的软件功能，确保设备的安全使用。 主要性能参数： 1、100%在线检测，漏检率为0。 2、性能可靠，误检率可控制在2%以内。 3、精度高，检测精度可达0.001mm。 4、速度快，检测速度可达50ms。 5、稳定好，连续无故障生产时间可达三个月以上。 应用领域： 可广泛应用于汽车、半导体、电子产品、五金加工、食品、药品、印刷等行业的定位、测量、识别等。 相关应用示例： 附图1：
机器视觉与视觉检测知识点归纳
一总介 使用机器视觉系统五个主要原因： 1.精确性（无人眼限制） 2.重复性（相同方法检测无疲惫） 3.速度（更快检测） 4.客观性（无情绪主观性） 5.成本（一台机器可承担好几人工作） 机器视觉系统构成： 光学：1.相机与镜头；2.光源； 过渡：3.传感器（判断被测对象位置及状态）；4.图像采集卡（把相机图像传到电脑主机）； 电学（计算机）：5.PC平台；6.视觉处理软件；7.控制单元。 机器视觉系统一般工作过程：1.图像采集；2.图像处理；3.特征提取；4.判决和控制。 机器视觉系统的特点：1.非接触测量；2.具有较宽的光谱响应围；3.连续性；4.成本较低； 5.机器视觉易于实现信息集成； 6.精度高； 7.灵活性。 机器视觉应用领域两大类：科学研究和工业应用 科学研究主要对运动和变化的规律作分析； 工业方面主要是在线检测产品，机器视觉所能提供的标准检测功能主要有：有/无判断、面积检测、方向检测、角度测量、尺寸测量、位置检测、数量检测、图形匹配、条形码识别、字符识别、颜色识别等。 二机器视觉系统的构成 相机的主要特性参数： 分辨率：衡量相机对物象中明暗细节的分辨能力。 最大帧率：相机采集传输图像的速率。 曝光方式和快门速度；o(*￣)￣*)o？ 像素深度：每一个像素数据的位数。 固定图像噪声：不随像素点的空间坐标改变的噪声。 动态围等 CCD相机和CMOS相机的区别： 1.设计：CCD是单一感光器，CMOS是感光器连接放大器。 2.灵敏度：同样面积下，CCD灵敏度高；CMOS由于感光开口小，灵敏度低。 3.成本：CCD线路品质影响程度高，成本高；CMOS由整合集成，成本低。 4.解析度：CCD连接复杂度低，解析度高；CMOS新技术解析度高。 5.噪点比：CCD信号单一放大，噪点低；CMOS百万放大（每个像素都有各自的 放大器），噪点高。