浅谈机器视觉测量原理和优势

 

机器视觉系统具有测量功能，能够自动测量产品的外观尺寸，比如外形轮廓、孔径、高度、面积等尺寸的测量。

尺寸测量无论是在产品的生产过程中，还是产品生产完成后的质量检验中都是必不可少的步骤，而机器视觉在尺寸测量方面有其独特的技术优势。

机器视觉测量原理

工业视觉测量技术（或称数字近场摄影测量技术）是一种立体视觉测量技术，其测量系统结构简单，便于移动，数据采集快速、便捷，操作方便，测量成本较低，且具有在线、实时三维测量的潜力，尤其适合于三维空间点位、尺寸或大型工件轮廓的检测。

这种非接触测量方法既可以避免对被测对象的损坏又适合被测对象不可接触的情况，如高温、高压、流体、环境危险等场合；同时机器视觉系统可以同时对多个尺寸一起测量，实现了测量工作的快速完成，适于在线测量；而对于微小尺寸的测量又是机器视觉系统的长处，它可以利用高倍镜头放大被测对象，使得测量精度达到微米以上。

对于产品尺寸的测量包括产品的一维、二维和三维尺寸测量，运用机器视觉测量方法不但速度快、非接触、易于自动化，而且还精度高。其中CCD摄像机与显微镜相结合的测量方式，可以进行细微的尺寸测量，如晶圆测量、芯片测量等。

测量原理：利用CCD摄像机可以获得三维物体的二维图像，即可以实现实际空间坐标系与摄像机平面坐标系之间的透视变换。通过由多个摄像机从不同方向拍摄的两帧（或两帧以上）的二维图像，即可综合测出物体的三维曲面轮廓或三维空间点位、尺寸。

目前利用机器视觉测量技术能够达到的最高精度已经达到亚微米级以上，能够满足现阶段绝大部分自动化生产上的精度要求，通过机器视觉系统进行测量定位能让生产线速度更快，生产效率更高。

机器视觉测量优势

1.机器视觉测量采用先进的亚像素级物体曲面扫描方法，满足高质量点云扫描需要。系统采用高分辨率数码工业相机采集影像数据，通过光源在物体表面的条纹，可在几秒内获得任何复杂表面的密集点云（具体密度依被测物体尺寸、相机分辨率和测量距离而定，一般情况下点距0.05 – 0.5mm），系统采用的分辨率从130万到500万像素不等，能够满足不同客户的使用需求。

2.机器视觉测量真彩物体曲面重建方法，视觉测量设备系统采用先进的图像纹理分析与获取技术，在进行三维数据重构的同时保持物体表面真彩显示。该项技术较好的保留了被测物体本色，最大程度还原物体的真实物理特征。

3.机器视觉测量全自动拼接方法。不同视角的影像数据依靠物体本身的纹理自动拼合在统一坐标系内，从而获得三维影像整体扫描数据。针对纹理丰富的物体进行扫描时，系统无需在物体表面粘贴任何参考点，就能够完成拼接功能，大大提高了拼接效率。

4.测量系统精度对硬件设备的最低依赖，整个系统的光学校准模块采用超高精度的半导体工艺产品，最大限度的提高了校准精度。软件在采集的过程中实时地进行误差纠正，对镜头的多项畸变也进行严格的纠正处理．

5. 机器视觉测量系统设置简单，使用方便，在三维扫描仪的整体开发过程中，坚持“软件能处理的，决不让用户处理”的理念，使整个系统的用户设置参数数量降到最低。扫描软件的运行期会以更加精确的方式动态计算出所需要的参数值，不仅避免了用户手动参与的不必要设置工作，而且也使整个系统的适应范围更广，自动化程度更高，人为出错的可能性更低。

编辑：黄飞