機器視覺尺寸測量受哪些因素影響？機器視覺檢測系統(tǒng)主要采用CCD工業(yè)攝像機代替人眼進行檢測，該系統(tǒng)精度高，效率高，深受企業(yè)青睞。

       然而，在使用過程中，由于各種因素的影響，測量精度會降低，在一些機器視覺檢測項目中，許多客戶都遇到了檢測精度的問題。例如，要求以10um的精度測量加工零件的外部尺寸、內(nèi)徑和外徑。目前很多配置選擇500萬工業(yè)相機鏡頭頭，理論上可以達到10um的精度。但是實際客戶測試的精度離10um的要求還很遠，能做到30um就很不錯了。

那影響機器檢測系統(tǒng)測量精度的因素有哪些呢？

       機器視覺主應用分定位、測量、檢測和識別四類。

       攝像頭和光學部件，燈光，圖像傳感器，檢測軟件構(gòu)成視覺檢測系統(tǒng)的主要部分，同時檢測精度也由它們決定。

精度測量取決于分辨率

       CCD的分辨率是視覺測量和視覺檢測系統(tǒng)的重要指標。

       使用的CCD相機分辨率越高，實際被測物體尺寸越小，成像物體表面的分辨率越高，系統(tǒng)的檢測精度也越高。

       所以，在機器視覺測量中，提供高精度和低不確定度的決定性因素是獲取的圖像的分辨率。

       在這種情況下，分辨率 （或圖像分辨率）意味著以實際單位的單個像素的大小。簡而言之，如果一個攝像機傳感器在水平方向上包含1000個像素，并且采用光學器件來獲取覆蓋真實世界場景中1英寸寬的區(qū)域的圖像，則單個像素將代表0.001。請注意，這是相機制造商或分析軟件不會改變的基本指標。

       一個特定的應用程序有多少像素就足夠了？

       作為一種衡量標準，機器視覺系統(tǒng)中最小的測量單位就是像素。

       與任何測量系統(tǒng)一樣，為了進行可重復和可靠的測量，必須使用最小測量單位為所需測量公差帶的十分之一的測量儀。

       工程師首先使用機器視覺進行測量，往往嚴重低估了達到理想水平的測量精度不確定性所需的像素數(shù)量。事實上，它可能需要多臺攝像機，專業(yè)攝像機（如線掃描成像儀）或單個部件的多個視圖來達到指定檢測容差所需的分辨率。

使用高分辨率光學元件

       成像是光學和照明的功能。

       對于大多數(shù)應用，所使用的唯一光學器件將是透鏡組件，但是選擇該透鏡對于度量應用是至關(guān)重要的。除了向傳感器提供適當?shù)恼鎸嵤澜绯叽绲膱D像之外，為了計量，鏡頭必須盡可能精確地再現(xiàn)圖像而不失真。

       此外，鏡頭也具有分辨率度量標準，其通常被指定為每mm或者每英寸的線對（lp / mm，lp / in），并且通過擴展可以具有用于MTF（調(diào)制轉(zhuǎn)換函數(shù)）的規(guī)格或者更簡單地具有能力在高lp / mm的情況下產(chǎn)生高對比度的鏡頭。

       像素數(shù)越高，這些鏡頭指標越重要，確保指定的光學元件是為機器視覺應用設計的高質(zhì)量，高分辨率產(chǎn)品。

       遠心鏡頭在許多情況下對測量應用非常有用，遠心鏡頭使用光學組合來實際消除由圖像中的視差引起的所有失真，其結(jié)果是幾乎所有圖像都與傳感器平行的圖像，平面幾何關(guān)系（在圖像平面中）完全保留，使測量更加直接和直接。

       對于需要非常小視場（例如小于幾毫米）的應用，請考慮使用專門為機器視覺制造的顯微鏡光學元件和/或高倍率光學元件，不建議使用擴展器或附加放大倍率將標準光學元件推至更高倍率。

選擇合適的照明

       在計量學中，照明的選擇可能起關(guān)鍵作用。

       在檢測的過程中，照明的目的是增強圖像特征點與背景的對比度，在圖像中，對比度代表著圖像信號的質(zhì)量，它反應了兩個區(qū)間的差別，光源就是要突出這些區(qū)別。

       適當?shù)墓庠凑彰骺梢詫⒈粶y物體的目標信息與背景信息區(qū)分，以獲得高品質(zhì)，高對比的圖像，從而降低圖像處理算法的難度，同時提高系統(tǒng)精度和可靠性。

       盡管在生產(chǎn)線上實現(xiàn)自動化背光的物理實現(xiàn)可能是一個挑戰(zhàn)，但許多計量應用都受益于背光照明，正面照明可能會突出顯示必須標識以進行測量的特征邊緣。

       考慮使用低角度或結(jié)構(gòu)化的照明來突出低對比度的特點。當試圖測量非常小的特征（例如分辨率低于0.001mm）時，可以使用長波長的顏色，例如藍色或紫色來提高對比度。如果零件處于運動狀態(tài)，請考慮使LED照明器頻閃以獲得最佳強度和燈泡壽命。

注意零件特征

       給定特定照明技術(shù)的照相機的光學系統(tǒng)可見的特征通常不具有用于機器視覺工具的相同特征，可以在零件印刷上指定或使用手動測量儀來測量。

       例如，測量直徑較小但相當深的通孔的直徑 - 高精度和低不確定性。

       如果使用前部照明，則只會測量孔的頂部邊緣。如果期望的檢查是模仿插入量規(guī)，這可能是不可接受的。另一方面，如果使用背光，由于孔的深度，光學器件不可能“平均”圖像中的整個孔。

       更有可能的是，光學器件將集中在鉆孔頂部，底部，中部的某一深度處，并且這個結(jié)果可能不是所期望的。仔細選擇照明，光學和算法，以確保測量商定的表面。了解在許多情況下，出于上述原因，在線非接觸機器視覺測量不會完全重復物理測量設備。

進行精確測量

       被檢測的部件必須重復呈現(xiàn)。

       在離線設置中，成像，光學，分辨率和算法可能都是完美的，但是在線測量的可重復性和可靠性可能會很差。

       通常情況下，部分呈現(xiàn)會不一致，甚至有時候，部分演示甚至可能無法實現(xiàn)某種度量。

       以鉆孔為例。當該孔的表面垂直于透鏡時，圖像直接從孔的深處取下，可以成功測量。但是，如果零件稍微傾斜，那么這樣的孔可以明顯地變成橢圓形，或者如果是背光，則會被完全遮蔽。

       對于非接觸式測量的成像，首先必須減輕所有可能的零件表示變化，然后理解在任何情況下，零件表示都將對測量中的一些疊加誤差負責。

       此外，物體的移動速度同樣是重要的因素，如果被測量的物體不是靜止的，而是運動狀態(tài)，那么一定要考慮運動模糊對圖像精度的影響（模糊像素=物體運動速度*相機曝光時間），不是軟件能夠決定。

       根據(jù)視覺檢測應用領(lǐng)域，視覺檢測系統(tǒng)對其組成部分有著不同的要求，在智能制造領(lǐng)域，照明亮度，相機的像素，計算機的算力與性能同樣重要，比如在相機和計算機上的選擇上，都要求是工業(yè)級的，且對工業(yè)相機的幀頻分辨率等指標依據(jù)需求篩選，而計算機的的性能、算力和環(huán)境適應同時也要和檢測需求匹配（物體移動速度，燈光亮度，檢測軟件兼容等），檢測精度的提高是最重要的，而這取決于以上談到的各種因素之間的相互匹配。

       智能化、自動化、數(shù)字化、信息化是未來制造業(yè)的發(fā)展大趨勢，雙翌光電致力于制造業(yè)工廠智能改造，數(shù)字化升級。我們堅信通過不斷努力與創(chuàng)新，能夠?qū)崿F(xiàn)與客戶的合作共贏。如果您有相關(guān)視覺檢測方面的需求，請聯(lián)系我們。