如何改善機(jī)器視覺系統(tǒng)穩(wěn)定性，如何突破？

隨著全球制造市場的競爭日益激烈，企業(yè)需確保以最高效率運(yùn)營顯得很重要的。由于過程相關(guān)故障導(dǎo)致的停機(jī)時(shí)間被認(rèn)為是非增值停機(jī)時(shí)間，直接影響公司的盈利能力。機(jī)器視覺是一個(gè)新興領(lǐng)域，如果設(shè)置正確，可以減少過程效率低下。任何使用機(jī)器視覺作為機(jī)器人引導(dǎo)或檢查的設(shè)施都應(yīng)重視這一領(lǐng)域，以尋求可能的改進(jìn)。在機(jī)器視覺系統(tǒng)中如果沒有適當(dāng)?shù)脑O(shè)置，可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)器視覺過程的非增值停機(jī)，下面是特別需要注意改善的十個(gè)方面：

1)照明技術(shù)——正確的照明技術(shù)應(yīng)該用來照亮需要檢測的區(qū)域。背光、亮場、掠射、低角度線性陣列和暗場等光照技術(shù)是機(jī)器視覺魯棒性最關(guān)鍵的方面。根據(jù)零件表面光潔度和輪廓，正確的照明技術(shù)可以增強(qiáng)缺陷或去除圖像噪聲，提高系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。這樣做的目的是為了選擇一種能夠產(chǎn)生最大對比度(從黑色到白色像素)的光照技術(shù)。此外，對比度需要與正在測量或檢查的內(nèi)容直接相關(guān)。

2)照明顏色——應(yīng)考慮每個(gè)特定部分或應(yīng)用所用的燈光顏色。頻率是每秒振蕩的次數(shù)，而波長是波在同一位置上兩點(diǎn)之間的距離。每種不同的紫外、藍(lán)、綠、黃、紅、紅外光譜都有不同的照明頻率和波長。這些變化會(huì)影響物體和相機(jī)的表面在光線進(jìn)入時(shí)的反應(yīng)。其目的是利用能產(chǎn)生最大對比度和消除圖像中噪聲的光頻率。例如，金屬零件有時(shí)可以被引入到一個(gè)系統(tǒng)中，該系統(tǒng)有一層薄薄的油或表面輕微氧化，這取決于它們是如何存儲(chǔ)的。當(dāng)這兩種類型的零件都被引入檢查系統(tǒng)時(shí)，使用光的頻率來減少波動(dòng)量是很重要的。

3)使用濾光片濾光片，消除背景和架空照明噪聲等嚴(yán)重的環(huán)境干擾。通過簡單地在相機(jī)鏡頭上放置一個(gè)與照亮該部件的光的頻率匹配的濾波器，可以消除環(huán)境照明干擾。

4)鏡頭——視場(FOV)和感興趣區(qū)域(ROI)，包括所需的像素精度，起著重要的作用。正確的焦距鏡頭將決定機(jī)器視覺系統(tǒng)所能看到的區(qū)域的大小，并最終決定所收集的所有信息。計(jì)算太大的FOV將導(dǎo)致更少的細(xì)節(jié)和準(zhǔn)確性，而計(jì)算太小的FOV可能導(dǎo)致檢查失敗，因?yàn)椴糠只驅(qū)ο笤跀z像機(jī)的視線之外。在計(jì)算FOV時(shí)，重要的是在決定哪個(gè)焦距鏡頭最適合應(yīng)用之前，先確定零件或物體的最大ROI和該區(qū)域的最大可接受誤差。有時(shí)這些因素可能會(huì)受到相機(jī)到物體的工作距離或高度的限制，所以在構(gòu)建系統(tǒng)之前需要考慮所有這些因素。

5)定位——重要的是要知道部件或應(yīng)用程序的公差太寬，不允許對部件進(jìn)行重復(fù)檢測。當(dāng)一個(gè)部件移出相機(jī)視野時(shí)，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。應(yīng)該使用某種類型的物理夾具來限制物體或感興趣的部分的運(yùn)動(dòng)。如果部件移出相機(jī)視圖，就會(huì)發(fā)生故障，增加不必要的停機(jī)時(shí)間。通過提供零件的粗略位置，可以消除這種不穩(wěn)定性，確保零件每次都能重復(fù)出現(xiàn)在機(jī)器視覺系統(tǒng)中。

6)校準(zhǔn)——擁有母版夾具或校準(zhǔn)程序，可對系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)校準(zhǔn)，確保其符合設(shè)備的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

7)為了正確地檢查圖像，基準(zhǔn)——在每次檢查中發(fā)現(xiàn)的唯一特征——可以在檢查時(shí)用作視覺工具的參考點(diǎn)，或者用來檢測圖像中是否存在正確的部分。

8)分辨率——分辨率決定了視覺系統(tǒng)的可重復(fù)性；它允許將像素的大小量化為測量值。確定系統(tǒng)的分辨率很重要，因?yàn)樗鼪Q定了檢查的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。特別是在質(zhì)量測量檢測和機(jī)器人導(dǎo)引方面需要考慮的解決方案。一些軟件可以提高分辨率，精度可達(dá)到亞像素。

9)穩(wěn)定性——在設(shè)置機(jī)器視覺傳感器時(shí)，重要的是要保護(hù)攝像系統(tǒng)和燈光不受移動(dòng)的影響。這些項(xiàng)目是系統(tǒng)校準(zhǔn)的目標(biāo)。為了盡量減少移動(dòng)或干擾，明智的做法是將攝像機(jī)和照明燈放置在振動(dòng)小或沒有振動(dòng)和交通的地方。

10)測試——定期對系統(tǒng)進(jìn)行檢查，確認(rèn)缺陷部件是否被系統(tǒng)捕獲和拒絕。可以在系統(tǒng)中直接構(gòu)建一個(gè)測試過程，以簡化該過程。有缺陷的測試部件可以在任何時(shí)候放置到系統(tǒng)中，以驗(yàn)證系統(tǒng)的適當(dāng)功能。

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