视觉检测也因此被广泛应用于生产、装配和包装过程中,检测缺陷以防止缺陷产品流入市场进而影响企业品牌口碑有这不可估量的价值。
机器视觉系统的设计需要考虑多方面的因素,除了根据需求按照常规选型参数选择相应参数的设备之外,还需要考虑光源的稳定性、相机的畸变误差,以及被检测物体与相机之间的相对运动等因素给检测系统带来的稳定性干扰与测量误差。只有综合考虑这些因素进行视觉系统的优化设计,才能建立稳定、合格的机器视觉检测系统。
1.工业相机
工业相机的选择主要考虑其传感器类型、分辨率和帧率,其中传感器分CCD与CMOS两种,CMOS图像传感器集成度高,各元件、电路之间距离很近,干扰比较严重,成像噪声高,CCD传感器相机相对于CMOS相机具有灵敏度高、噪声低和响应速度快的特点。
如果企业没有特殊需求,CCD传感器相机是保证图像质量和稳定性的首要选择。在稳定性方面,CCD相机的抗冲击与震动性也较强,一般来说,CCD传感器相机在成像质量上和稳定性方面要优于CMOS相机。
除了相机类型的选择外,在具体选购中还要根据自己所需的检测精度和检测速度来选择相机的分辨率和帧率。具体来说,通过计算检测物体的视场大小与相机与被测物之间的距离决定合适的分辨率,再考虑被测物体的运动速度与检测精度要求选择相机的帧率。
2.工业镜头
影响照相机画质的另一个重要因素是照相机的镜头。
除了根据实际工作条件选择合适的镜头焦距、焦距、焦距等基本参数外,影响网络检测精度的重要因素是无法消除图像几何图形的崎变误差,只能进行专业嵌入。许多工业相机用各种方法来填补广角镜头崎变引起的误差,但在高精度检测行业,几何图形会影响检测精度。
:根据相机的极限分辨率来选取对应的镜头分辨率,选择大于相机极限分辨率的相机即可,还需要根据工作距离与视野计算镜头的焦距,并根据被测物体与相机的距离变化选用合适的景深。除以上参数的正确选择之外,还可以选择几何畸变相对于普通镜头小的远心镜头,远心镜头不仅几何畸变较小,还能减小物体距离变化带来的误差。
3.光源
光源会增加图像特征和缺陷,减弱干扰和背景图的作用,很快影响输入信息数据的质量。
由于没有实用的照明设备,光源设计方案是机器视觉技术必须解决的一大问题,一般情况下不仅要针对每个特殊应用场合选择光源类型,而且必须根据实际自然环境设置光源。
若无特殊要求,对可见光光源,应优先考虑使用LED光源。在对采集图像质量有决定性影响的光源均匀性上,LED光源明显优于卤素灯、日光灯等其它光源,而且它还具有耗电低、使用寿命长和对环境无污染的优点。为了减小外界光对视觉系统稳定性的影响,也可以通过增加光源箱的方式屏蔽外界光源。
4.软件检测
检测软件稳定性是影响机器视觉检测结果的一项重要因素,视觉系统最终会在计算机上利用软件采用有针对性的算法进行图像滤波,边缘检测和边缘提取等一系列图像处理,不同的图像处理和分析手段以及不同的检测方法与计算公式,都会带来不同的误差,算法优劣决定测量精度的高低。
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5.外界环境
视觉系统工作环境因素包括环境温度、光照度、电源电压、灰尘、湿度以及电磁干扰等,良好的运行环境是视觉系统正常运行的保障。
外界光照会影响照射在被测物体上的光照度,增加图像数据输出的噪声,电源电压的变化也会导致光源发光不稳定,产生随时间变化的噪声。
温度变化也会对相机的性能产生影响,相机在出厂时都会标志正常工作的温度范围,电磁干扰是工业检测现场不可避免的干扰因素,对工业相机电路、数据信号传输电路等弱电电路的影响尤为严重。
最大程度减少外部环境的干扰,严格按照机器视觉检测机器标注使用准则使用,例如相机在出厂时都会标志正常工作的温度范围,工厂应当确保机器在正常温度内工作。
使用合格的视觉产品,合格的视觉产品会在出厂时经严格的抗干扰测试,极大的降低了外界电磁干扰对硬件电路的影响。