什么是機(jī)器視覺(jué)尺寸檢測(cè)？

　　利用邊緣檢查的尺寸檢查是圖像傳感器的應(yīng)用趨勢(shì)。圖像傳感器可以將檢查對(duì)象在平面上表現(xiàn)出來(lái)，通過(guò)邊緣檢測(cè),測(cè)算位置、寬度、角度等。

　　下面將按照處理過(guò)程來(lái)介紹邊緣檢查的原理。理解原理有助于優(yōu)化檢查設(shè)置。除此之外，還將介紹一些有代表性的邊緣檢 查的例子以及可以穩(wěn)定檢查效果的預(yù)處理濾鏡的選擇方法。

　　邊緣檢測(cè)的原理

　　所謂邊緣是指圖像內(nèi)明亮部位與陰暗部分的邊緣。邊緣檢測(cè)是通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)這種濃淡變化的邊緣。

　　可以通過(guò)下列4個(gè)過(guò)程來(lái)得到邊緣。

　　(1)投影處理

　　對(duì)于測(cè)量區(qū)域內(nèi)的圖像進(jìn)行投影處理。投影處理是相對(duì)于檢查方向進(jìn)行垂直掃描，然后計(jì)算各投影線(xiàn)的平均濃度。投影線(xiàn)平均濃度波形被稱(chēng)為投影波形。

　　什么是投影處理?

　　計(jì)算投影方向的平均濃度。

　　可以減少區(qū)域內(nèi)的噪點(diǎn)造成的檢查錯(cuò)誤。

　　(2)微分處理

　　根據(jù)投影波形進(jìn)行微分處理。可能成為邊緣的、濃淡變化較大的部位，其微分值也較大。

　　什么是微分處理?

　　計(jì)算濃淡(級(jí))變化量的處理過(guò)程。

　　可以消除區(qū)域內(nèi)濃度值的變化所導(dǎo)致的影響。

　　例：沒(méi)有濃淡變化的部位的微分值是0。

　　白色(255)→黑色(0) 時(shí)的值是-255。

　　(3)通過(guò)校正使微分值達(dá)到99%

　　在實(shí)際生產(chǎn)線(xiàn)上，為了使邊緣達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)，通常會(huì)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整以使微分值達(dá)到99%。

　　將超過(guò)預(yù)先設(shè)置的“ 邊緣感度(%)”的微分波形的峰值作為邊緣位置。根據(jù)濃淡變化峰值的檢測(cè)原理，在照度經(jīng)常發(fā)生變化的生產(chǎn)線(xiàn)上也可以穩(wěn)定的檢測(cè)出邊緣。

　　(4)亞像素處理

　　對(duì)于微分波形中部分的中心附近的3個(gè)像素，根據(jù)這3個(gè)像素形成的波形，進(jìn)行修正演算。以1/100像素為單位測(cè)算邊界位置(次像素處理)。

　　邊緣檢測(cè)的代表性檢測(cè)應(yīng)用

　　邊緣檢查具有下列衍生模式。下面將分別介紹其代表性應(yīng)用。

　　<例1>利用邊緣位置的各種檢查

　　在多個(gè)部位設(shè)置邊緣位置模式，測(cè)量檢測(cè)對(duì)象的X座標(biāo)或Y 座標(biāo)。

　　<例2>利用邊緣寬度的各種檢查

　　利用邊緣寬度的“ 外部尺寸”模式，檢測(cè)金屬板的寬度、孔洞的X方向/Y方向孔徑等。

　　<例3>利用邊緣位置圓周區(qū)域的各種檢查

　　以圓周作為檢測(cè)區(qū)域，檢測(cè)切缺部位的角度(相位)。

　　<例4>利用趨勢(shì)邊緣寬度的各種檢查

　　利用“ 圓周”區(qū)域的“ 趨勢(shì)邊緣寬度”模式，掃描環(huán)狀工件的內(nèi)徑、評(píng)價(jià)扁平度等。

　　趨勢(shì)邊緣模式

　　趨勢(shì)邊緣位置( 寬度)模式是指在掃描檢查區(qū)域內(nèi)較窄的邊緣窗口的同時(shí)檢測(cè)邊緣位置。利用這種檢查模式，可以對(duì)于一個(gè)窗口內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行邊緣位置( 寬度) 檢查，因此可以確保捕獲工件的微小變化。

　　檢測(cè)原理

　　使小范圍內(nèi)的分割以小間距進(jìn)行移動(dòng)，檢查各點(diǎn)的邊緣寬度或邊緣位置。

　　提高位置檢測(cè)精度的方法：

　　縮小分割尺寸

　　縮短處理時(shí)間的方法：

　　縮小分割移位幅度(移動(dòng)量)。

　　趨勢(shì)方向：

　　分割移動(dòng)的方向。

　　提高邊緣檢查效果的預(yù)處理濾鏡

　　邊緣檢查的關(guān)鍵在于如何限度的減少邊緣的不均現(xiàn)象。預(yù)處理濾鏡具有“中值”或“平均化”的作用，因此有助于保持穩(wěn)定的檢查效果。下面介紹預(yù)處理濾鏡的特點(diǎn)及選擇方法。

　　原圖像

　　平均化

　　3×3 像素的平均濾鏡。可以有效減少噪點(diǎn)因素的 影響。

　　中值化

　　3×3 像素的中值濾鏡。可以在保持圖像清晰的同 時(shí)，有效減少噪點(diǎn)因素的影響。

　　如何優(yōu)化預(yù)處理濾鏡?

　　一般說(shuō)來(lái)，通過(guò)“中值化”或“平均化”，可以得到穩(wěn)定的邊緣檢查效果。但是，對(duì)于特定的工件，究竟應(yīng)該選擇哪一種濾鏡才可以得到效果?下面將介紹對(duì)于各濾鏡的測(cè)量值的偏差進(jìn)行評(píng)價(jià)的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法。

　　CV系列(CV2000以上)具有統(tǒng)計(jì)分析功能，可以保存測(cè)量數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

　　利用這種功能，通過(guò)分別采用“無(wú)濾鏡”、“中值化”、“平均化”、“中值化+平均化”、“平均化+中值化”在靜止?fàn)顟B(tài)下重復(fù)測(cè)量，并對(duì)于各數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)，可以得到的濾鏡設(shè)置。