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機(jī)器視覺的測(cè)量原理及其優(yōu)勢(shì)

分類：技術(shù)中心 1968人瀏覽 2019-03-13

標(biāo)簽：機(jī)器視覺分享到：

機(jī)器視覺系統(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)量無論是在產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，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)器視覺測(cè)量原理

工業(yè)視覺測(cè)量技術(shù)（或稱數(shù)字近場(chǎng)攝影測(cè)量技術(shù)）是一種立體視覺測(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、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，適于在線測(cè)量；而對(duì)于微小尺寸的測(cè)量又是機(jī)器視覺系統(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，能夠滿足現(xiàn)階段絕大部分自動(dòng)化生產(chǎn)上的精度要求，通過機(jī)器視覺系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量定位能讓生產(chǎn)線速度更快，生產(chǎn)效率更高。

機(jī)器視覺測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)

1.機(jī)器視覺測(cè)量采用先進(jìn)的亞像素級(jí)物體曲面掃描方法，滿足高質(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130萬到500萬像素不等，能夠滿足不同客戶的使用需求。

2.機(jī)器視覺測(cè)量真彩物體曲面重建方法，視覺測(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，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發(fā)過程中，堅(jiān)持“軟件能處理的，決不讓用戶處理”的理念，使整個(gè)系統(tǒng)的用戶設(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。

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