北京視覺(jué)設(shè)備品牌服務(wù)至上,昆田機(jī)械設(shè)備有限公司

機(jī)器視覺(jué)是人工智能正在快速發(fā)展的一個(gè)分支。簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，機(jī)器視覺(jué)就是在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，用機(jī)器代替人類(lèi)視覺(jué)對(duì)產(chǎn)品外形特征做100%測(cè)量和判斷，也就是為機(jī)器植入了眼睛和大腦。

在現(xiàn)代工業(yè)零件制造領(lǐng)域，經(jīng)常需要對(duì)半成品及成品進(jìn)行幾何尺寸及外觀缺陷的檢測(cè)，同時(shí)，這些檢測(cè)需要較高的檢測(cè)精度和較快的檢測(cè)速度，傳統(tǒng)的接觸式人工檢測(cè)方式不僅繁瑣勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且檢測(cè)的速度很慢，人為造成的測(cè)量誤差也不少。同時(shí)，工件表面殘留的冷卻液及加工殘留物在測(cè)量前也需要完全清理干凈，以免影響儀器的測(cè)量精度及使用壽命。同時(shí)在檢測(cè)過(guò)程中，與工件所進(jìn)行的接觸式測(cè)量，難免會(huì)對(duì)工件表面造成損傷，因此非接觸式的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)開(kāi)始迅速發(fā)展，更多的應(yīng)用于工業(yè)制造中的各個(gè)領(lǐng)域。

那么，機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)都有哪些？本文主要總結(jié)了一下五點(diǎn)，

一：打光的穩(wěn)定性

工業(yè)視覺(jué)應(yīng)用一般分成四大類(lèi)：定位、測(cè)量、檢測(cè)和識(shí)別，其中測(cè)量對(duì)光照的穩(wěn)定性要求高，因?yàn)楣庹罩灰l(fā)生10-20%的變化，測(cè)量結(jié)果將可能偏差出1-2個(gè)像素，這不是軟件的問(wèn)題，這是光照變化，導(dǎo)致了圖像上邊緣位置發(fā)生了變化，即使再厲害的軟件也解決不了問(wèn)題，必須從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度，排除環(huán)境光的干擾，同時(shí)要保證主動(dòng)照明光源的發(fā)光穩(wěn)定性。隨著現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)日趨成熟，越來(lái)越多的制造企業(yè)考慮如何采用機(jī)器視覺(jué)，取代人工來(lái)幫助生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)檢查、測(cè)量和自動(dòng)識(shí)別等功能，以提率并降低成本，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的較大化。當(dāng)然通過(guò)硬件相機(jī)分辨率的提升也是提，抗環(huán)境干擾的一種辦法了。比如之前的相機(jī)對(duì)應(yīng)物空間尺寸是1個(gè)像素10um，而通過(guò)提升分辨率后變成 1個(gè)像素5um，精度近似可以認(rèn)為提升1倍，對(duì)環(huán)境的干擾自然增強(qiáng)了。

第二：工件位置的不一致性

一般做測(cè)量的項(xiàng)目，無(wú)論是離線檢測(cè)，還是在線檢測(cè)，只要是全自動(dòng)化的檢測(cè)設(shè)備，首先做的一步工作都是要能找到待測(cè)目標(biāo)物。實(shí)現(xiàn)“中國(guó)制造2025”，完成從制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變，智能制造是主攻方向。每次待測(cè)目標(biāo)物出現(xiàn)在拍攝視場(chǎng)中時(shí)，要能準(zhǔn)確知道待測(cè)目標(biāo)物在哪里，即使你使用一些機(jī)械夾具等，也不能特別保證待測(cè)目標(biāo)物每次都出現(xiàn)在同一位置的，這就需要用到定位功能，如果定位不準(zhǔn)確，可能測(cè)量工具出現(xiàn)的位置就不準(zhǔn)確，測(cè)量結(jié)果有時(shí)會(huì)有較大偏差

第三：標(biāo)定

一般在測(cè)量時(shí)需要做以下幾個(gè)標(biāo)定，一光學(xué)畸變標(biāo)定（如果您不是用的軟件鏡頭，一般都必須標(biāo)定），二投影畸變的標(biāo)定，也就是因?yàn)槟惭b位置誤差代表的圖像畸變校正，三物像空間的標(biāo)定，也就是具體算出每個(gè)像素對(duì)應(yīng)物空間的尺寸。

不過(guò)目前的標(biāo)定算法都是基于平面的標(biāo)定，如果待測(cè)量的物理不是平面的，標(biāo)定就會(huì)需要作一些特種算法來(lái)處理，通常的標(biāo)定算法是解決不了的。

此外有些標(biāo)定，因?yàn)椴环矫媸褂脴?biāo)定板，也必須設(shè)計(jì)特殊的標(biāo)定方法，因此標(biāo)定不一定能通過(guò)軟件中已有的標(biāo)定算法全部解決。

第四：物體的運(yùn)動(dòng)速度

如果被測(cè)量的物體不是靜止的，而是在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，那么一定要考慮運(yùn)動(dòng)模糊對(duì)圖像精度（模糊像素=物體運(yùn)動(dòng)速度*相機(jī)曝光時(shí)間），這也不是軟件能夠解決的。

第五：軟件的測(cè)量精度

在測(cè)量應(yīng)用中軟件的精度只能按照1/2—1/4個(gè)像素考慮，好按照1/2，而不能向定位應(yīng)用一樣達(dá)到1/10-1/30個(gè)像素精度，因?yàn)闇y(cè)量應(yīng)用中軟件能夠從圖像上提取的特征點(diǎn)非常少。

非接觸測(cè)量所采用的是光學(xué)影像測(cè)量技術(shù)，通過(guò)軟件在光學(xué)對(duì)焦過(guò)程中，自動(dòng)計(jì)算出兩個(gè)表面清晰的Z軸坐標(biāo)值，從而測(cè)量出高度值。影像測(cè)量?jī)x也稱(chēng)二次元影像測(cè)量?jī)x，是因?yàn)橹饕槍?duì)于X、Y軸方向進(jìn)行測(cè)量，基于目前眾多工件對(duì)高度的測(cè)量要求越來(lái)越高，因此很多影像測(cè)量?jī)x加裝了Z軸測(cè)量功能，被稱(chēng)為2。非接觸式測(cè)量主要適用于表面反光型比較好的產(chǎn)品，這樣在影像測(cè)量過(guò)程中才能得出比較準(zhǔn)確的座標(biāo)值。同時(shí)非接觸測(cè)量也適用于材質(zhì)較軟，易受外力擠壓變形的產(chǎn)品。

非接觸式測(cè)量使影像測(cè)量?jī)x不再拘泥于X、Y軸測(cè)量，在Z軸方向的測(cè)量變得更加方便、快捷、精準(zhǔn)。但是由于采用的是光學(xué)影像技術(shù)，因此對(duì)工件表面反光提出了很高要求，而工件表面的弧形高度測(cè)量的精度還是存在有比較大的局限性。

包裝不再是全自動(dòng)化進(jìn)程的痛點(diǎn)

面對(duì)一直沒(méi)有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的月餅包裝環(huán)節(jié)，對(duì)食品生產(chǎn)質(zhì)量有著嚴(yán)苛要求的利口福食品和對(duì)產(chǎn)品追求的李群自動(dòng)化一拍即合，決定一起攜手，借助更加柔性化的機(jī)器人解決方案，攻克月餅生產(chǎn)自動(dòng)化進(jìn)程的后一個(gè)環(huán)節(jié)---包裝！

整條機(jī)器人月餅包裝線包含5個(gè)工作站，17個(gè)工藝段，每小時(shí)上千盒的產(chǎn)能，全程只需4人監(jiān)管，這些都是機(jī)器人月餅包裝線的驚人數(shù)據(jù)。機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)產(chǎn)業(yè)鏈機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)在生活中的的應(yīng)用及其廣泛，在交通領(lǐng)域、水文觀測(cè)、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警識(shí)別等領(lǐng)域，都發(fā)揮著重要的作用。由李群自動(dòng)化自主研發(fā)的2臺(tái)Apollo機(jī)器人，6臺(tái)Artemis機(jī)器人組合而成的包裝線，通過(guò)多機(jī)器人協(xié)同合作，同時(shí)在傳送帶跟蹤管理和視覺(jué)系統(tǒng)的雙重配合下，可以實(shí)現(xiàn)月餅分揀、月餅盒調(diào)整、月餅裝盒、刀叉裝盒、月餅合蓋、裝箱封箱等多項(xiàng)工藝，并實(shí)現(xiàn)包裝的標(biāo)準(zhǔn)化。整條包裝線采用的機(jī)器人具備操作簡(jiǎn)單、安全、穩(wěn)定、準(zhǔn)確和可連續(xù)工作的特性，讓月餅包裝突破了常規(guī)的人工和時(shí)間局限，全力推動(dòng)包裝工序的快速進(jìn)行。

食品行業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程的后一個(gè)包裝環(huán)節(jié)的創(chuàng)新，讓食品行業(yè)對(duì)品質(zhì)要求更加嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，并達(dá)到高度的一致。