視覺測量精度能達(dá)到多少？
機(jī)器視覺檢測技術(shù)及應(yīng)用，隨著越來越多的制造商每天使用機(jī)器視覺系統(tǒng)對(duì)其生產(chǎn)設(shè)施進(jìn)行檢測，您在擁有合適的機(jī)器視覺檢測解決方案的同時(shí)，還必須確保您的檢測系統(tǒng)盡可能準(zhǔn)確和**。
但在實(shí)際場景中，機(jī)器視覺檢測設(shè)備在檢測產(chǎn)品時(shí)的一些不穩(wěn)定因素，會(huì)直接導(dǎo)致檢測精度與效率受到很大的影響。
下面和大家一起分析如何根據(jù)分辨率，精度，公差的關(guān)系指導(dǎo)選型，以及視覺檢測設(shè)備檢測中不穩(wěn)定的因素。
01根據(jù)分辨率 精度 公差進(jìn)行選型
?分辨率（Resolution）
計(jì)算公式：分辨率 = 視野(Field of View)/像素(Pixel)
比如我要看的產(chǎn)品大小是30mm*10MM，使用200萬像素（1600pixel*1200pixel）的相機(jī)。因?yàn)楫a(chǎn)品是長條形，為了把產(chǎn)品都放入到視野內(nèi)，我們計(jì)算分辨率的時(shí)候要考慮長邊對(duì)應(yīng)，此時(shí)分辨率為：分辨率 = 30mm/1600Pixel = 0.019mm/Pixel
?精度（Accuracy）
計(jì)算公式：精度 = 分辨率 x 有效像素
精度的單位是mm。根據(jù)產(chǎn)品表面和照明狀況的不同，我們可以通過放大圖像觀察辨別穩(wěn)定像素的個(gè)數(shù)，從而得出精度。如果條件不允許實(shí)際測試觀察，一般的規(guī)律是，如果使用正面打光，有效像素為1個(gè)，使用背光，有效像素為0.5個(gè)。這個(gè)例子我們?nèi)? Pixel，得到精度為0.019mm約等于0.02mm。
機(jī)器視覺系統(tǒng)的定位精度如何計(jì)算？
假如是30萬像素的攝像機(jī)，監(jiān)控的面積為640x480mm，其精度是不是就是1mm了？30W相機(jī)分辨率640*480 正常這樣算：用最長的邊除去監(jiān)控面積最長的邊 即可，所以精度基本上是1mm，這個(gè)是理論值，如果你做測量或者表面劃傷檢測，肯定不準(zhǔn)確，一個(gè)像素有可能無法凸顯特征。
?公差（Tolerance）
一般情況下，精度和公差的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：
對(duì)一個(gè)項(xiàng)目來講，我們是先從圖紙上讀到公差的要求。然后再根據(jù)上述關(guān)系，反推得出我們需要多少像素的相機(jī)。
測量時(shí)，首先要考慮的幾大方面的有：相機(jī)、鏡頭、光源。
選擇要考慮的因素有很大，這里依據(jù)一個(gè)經(jīng)手的項(xiàng)目介紹一下精度方面需要考慮的問題。
項(xiàng)目要求：像素精度0.05mm、測量誤差正負(fù)0.15mm。首先介紹一下相關(guān)的概念：
像素精度：一個(gè)像素在真實(shí)世界代表的距離，即拍攝視野/分辨率。例如我所使用的大華500萬相機(jī)，分辨率2592*2048，在視野中長的一邊100mm，即可拍到100mm的物體，那么在這一方向的像素精度為100/2592mm約為0.0386mm。
測量誤差：使用算法測量的距離/長度與真實(shí)值的誤差。
亞像素精度：亞像素精度是指相鄰兩像素之間細(xì)分情況，輸入值通常為二分之一，三分之一或四分之一。即每個(gè)像素將被分為更小的單元從而對(duì)這些更小的單元實(shí)施插值算法。例如，如果選擇四分之一，就相當(dāng)于每個(gè)像素在橫向和縱向上都被當(dāng)作四個(gè)像素來計(jì)算。實(shí)際測量或檢測時(shí)需要考慮的還有很多，例如幀率、曝光、增益等。
02影響機(jī)器視覺檢測設(shè)備精度的因素
?視覺檢測設(shè)備不穩(wěn)定因素：工業(yè)相機(jī)
工業(yè)相機(jī)的挑選關(guān)鍵考慮到其傳感器類型、像素和幀數(shù)，在其中控制器分CCD與CMOS二種，CMOS光學(xué)鏡頭處理速度高，各元器件、電源電路中間間距很近，影響情況嚴(yán)重，顯像噪音高。CCD控制器照相機(jī)相對(duì)性于CMOS照相機(jī)具備敏感度高、噪音低和響應(yīng)時(shí)間快的特性，在穩(wěn)定性層面，CCD照相機(jī)的耐沖擊與振動(dòng)性也較強(qiáng)，一般來說，CCD控制器照相機(jī)在顯像品質(zhì)上和穩(wěn)定性層面要好于CMOS照相機(jī)。
?視覺檢測設(shè)備不穩(wěn)定因素：光源
光源具備變大圖象的特點(diǎn)與缺點(diǎn)、消弱錯(cuò)亂及背景圖的功效，立即影響鍵入數(shù)據(jù)信息的品質(zhì)，因?yàn)闆]有通用性的照明燈具，光源的設(shè)計(jì)方案一直是機(jī)器視覺技術(shù)的難題，一般須對(duì)于每一特殊的運(yùn)用案例來挑選光源種類，也要依據(jù)實(shí)際自然環(huán)境對(duì)光源安的裝、光源的直射方法開展掂量，以超過**實(shí)際效果。不一樣種類的光源穩(wěn)定性存有差別，普遍的光源有環(huán)形光、條形光、面光源、背光源、同軸光、碗光等。因此，光源的選擇差異，也是影響視覺檢測設(shè)備的不穩(wěn)定因素。
?視覺檢測設(shè)備不穩(wěn)定因素：機(jī)器視覺軟件
機(jī)器視覺軟件穩(wěn)定性對(duì)機(jī)器視覺技術(shù)的影響不容置疑，視覺識(shí)別系統(tǒng)終究會(huì)在電子計(jì)算機(jī)上利用計(jì)算機(jī)選用有目的性的優(yōu)化算法開展圖像濾波，邊緣檢測和邊沿獲取等一系列圖象處理，不一樣的圖象處理和解析方式及其不一樣的檢驗(yàn)方式與計(jì)算方法，都是產(chǎn)生不一樣的偏差，優(yōu)化算法好壞決策**測量精度的高低，因此，需要選擇合適的機(jī)器視覺軟件，這樣才可以避免視覺檢測設(shè)備精度變低。
03提視覺檢測精度的7種方法
?選擇合適的光源
如果沒有合適的光源，即使是**的相機(jī)也無法捕捉到清晰的圖像。對(duì)于某些應(yīng)用，背光可能會(huì)產(chǎn)生**效果。在其他情況下，您可能需要明場照明或低角度線性陣列。您的系統(tǒng)集成商可以幫助您做出正確的選擇。
?校準(zhǔn)光源
一旦您知道哪種類型的光源**，可能仍需要進(jìn)一步校準(zhǔn)。調(diào)整照明系統(tǒng)的頻率和波長，以減少來自生產(chǎn)環(huán)境或您正在使用的零件和材料上可能存在的涂層的噪音。
?過濾燈光
機(jī)器視覺在保持一致的環(huán)境中效果**。但這可能很難保證一整天。環(huán)境光、重新布置的生產(chǎn)線和不斷變化的產(chǎn)品都會(huì)影響照明。鏡頭過濾器可以幫助消除不需要的光。
?觸發(fā)功能
在某些情況下，生產(chǎn)環(huán)境中的電噪聲會(huì)導(dǎo)致檢測系統(tǒng)誤觸發(fā)。這可能會(huì)導(dǎo)致分析失敗并導(dǎo)致產(chǎn)品不應(yīng)該出現(xiàn)故障。觸發(fā)功能可以幫助您避免這種情況。
?添加AI技術(shù)
人工智能和嵌入式系統(tǒng)正變得越來越容易被各種制造商使用，人工智能可以通過基于強(qiáng)大的數(shù)據(jù)集做出更智能的決策來減少面積。
?改善零件定位
一些合格的元件由于定位不良而未能通過檢查。添加更**的工具來固定零件進(jìn)行檢查可以提高機(jī)器視覺檢查的準(zhǔn)確性。
?增加穩(wěn)定性
生產(chǎn)環(huán)境中的設(shè)備經(jīng)常會(huì)受到噪音和振動(dòng)的影響，從而導(dǎo)致圖像模糊，這可能導(dǎo)致不必要的故障和重復(fù)檢查。
