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機(jī)器視覺(jué)測(cè)量原理及其優(yōu)勢(shì)
2022-03-18
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  機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)具有測(cè)量功能,能夠自動(dòng)測(cè)量產(chǎn)品的外觀尺寸,比如外形輪廓、孔徑、高度、面積等尺寸的測(cè)量。 

       尺寸測(cè)量無(wú)論是在產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中,還是產(chǎn)品生產(chǎn)完成后的質(zhì)量檢驗(yàn)中都是必不可少的步驟,而機(jī)器視覺(jué)在尺寸測(cè)量方面有其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

       機(jī)器視覺(jué)測(cè)量原理

       工業(yè)視覺(jué)測(cè)量技術(shù)(或稱(chēng)數(shù)字近場(chǎng)攝影測(cè)量技術(shù))是一種立體視覺(jué)測(cè)量技術(shù),其測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于移動(dòng),數(shù)據(jù)采集快速、便捷,操作方便,測(cè)量成本較低,且具有在線(xiàn)、實(shí)時(shí)三維測(cè)量的潛力,尤其適合于三維空間點(diǎn)位、尺寸或大型工件輪廓的檢測(cè)。

       這種非接觸測(cè)量方法既可以避免對(duì)被測(cè)對(duì)象的損壞又適合被測(cè)對(duì)象不可接觸的情況,如高溫、高壓、流體、環(huán)境危險(xiǎn)等場(chǎng)合;同時(shí)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)可以同時(shí)對(duì)多個(gè)尺寸一起測(cè)量,實(shí)現(xiàn)了測(cè)量工作的快速完成,適于在線(xiàn)測(cè)量;而對(duì)于微小尺寸的測(cè)量又是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的長(zhǎng)處,它可以利用高倍鏡頭放大被測(cè)對(duì)象,使得測(cè)量精度達(dá)到微米以上。

       對(duì)于產(chǎn)品尺寸的測(cè)量包括產(chǎn)品的一維、二維和三維尺寸測(cè)量,運(yùn)用機(jī)器視覺(jué)測(cè)量方法不但速度快、非接觸、易于自動(dòng)化,而且還精度高。其中CCD攝像機(jī)與顯微鏡相結(jié)合的測(cè)量方式,可以進(jìn)行細(xì)微的尺寸測(cè)量,如晶圓測(cè)量、芯片測(cè)量等。

       測(cè)量原理:利用CCD攝像機(jī)可以獲得三維物體的二維圖像,即可以實(shí)現(xiàn)實(shí)際空間坐標(biāo)系與攝像機(jī)平面坐標(biāo)系之間的透視變換。通過(guò)由多個(gè)攝像機(jī)從不同方向拍攝的兩幀(或兩幀以上)的二維圖像,即可綜合測(cè)出物體的三維曲面輪廓或三維空間點(diǎn)位、尺寸。

       目前利用機(jī)器視覺(jué)測(cè)量技術(shù)能夠達(dá)到的最高精度已經(jīng)達(dá)到亞微米級(jí)以上,能夠滿(mǎn)足現(xiàn)階段絕大部分自動(dòng)化生產(chǎn)上的精度要求,通過(guò)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量定位能讓生產(chǎn)線(xiàn)速度更快,生產(chǎn)效率更高。

       機(jī)器視覺(jué)測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)

       1.機(jī)器視覺(jué)測(cè)量采用先進(jìn)的亞像素級(jí)物體曲面掃描方法,滿(mǎn)足高質(zhì)量點(diǎn)云掃描需要。系統(tǒng)采用高分辨率數(shù)碼工業(yè)相機(jī)采集影像數(shù)據(jù),通過(guò)光源在物體表面的條紋,可在幾秒內(nèi)獲得任何復(fù)雜表面的密集點(diǎn)云(具體密度依被測(cè)物體尺寸、相機(jī)分辨率和測(cè)量距離而定,一般情況下點(diǎn)距0.05–0.5mm),系統(tǒng)采用的分辨率從130萬(wàn)到500萬(wàn)像素不等,能夠滿(mǎn)足不同客戶(hù)的使用需求。

       2.機(jī)器視覺(jué)測(cè)量真彩物體曲面重建方法,視覺(jué)測(cè)量設(shè)備系統(tǒng)采用先進(jìn)的圖像紋理分析與獲取技術(shù),在進(jìn)行三維數(shù)據(jù)重構(gòu)的同時(shí)保持物體表面真彩顯示。該項(xiàng)技術(shù)較好的保留了被測(cè)物體本色,最大程度還原物體的真實(shí)物理特征。

      3.機(jī)器視覺(jué)測(cè)量全自動(dòng)拼接方法。不同視角的影像數(shù)據(jù)依靠物體本身的紋理自動(dòng)拼合在統(tǒng)一坐標(biāo)系內(nèi),從而獲得三維影像整體掃描數(shù)據(jù)。針對(duì)紋理豐富的物體進(jìn)行掃描時(shí),系統(tǒng)無(wú)需在物體表面粘貼任何參考點(diǎn),就能夠完成拼接功能,大大提高了拼接效率。

       4.測(cè)量系統(tǒng)精度對(duì)硬件設(shè)備的最低依賴(lài),整個(gè)系統(tǒng)的光學(xué)校準(zhǔn)模塊采用超高精度的半導(dǎo)體工藝產(chǎn)品,最大限度的提高了校準(zhǔn)精度。軟件在采集的過(guò)程中實(shí)時(shí)地進(jìn)行誤差糾正,對(duì)鏡頭的多項(xiàng)畸變也進(jìn)行嚴(yán)格的糾正處理。

       5.機(jī)器視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)置簡(jiǎn)單,使用方便,在三維掃描儀的整體開(kāi)發(fā)過(guò)程中,堅(jiān)持“軟件能處理的,決不讓用戶(hù)處理”的理念,使整個(gè)系統(tǒng)的用戶(hù)設(shè)置參數(shù)數(shù)量降到最低。掃描軟件的運(yùn)行期會(huì)以更加精確的方式動(dòng)態(tài)計(jì)算出所需要的參數(shù)值,不僅避免了用戶(hù)手動(dòng)參與的不必要設(shè)置工作,而且也使整個(gè)系統(tǒng)的適應(yīng)范圍更廣,自動(dòng)化程度更高,人為出錯(cuò)的可能性更低。