7種提高機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)精度的方法分享

在實(shí)際場(chǎng)景中，機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備在檢測(cè)產(chǎn)品時(shí)的一些不穩(wěn)定因素，會(huì)直接導(dǎo)致檢測(cè)精度與效率受到很大的影響。

下面小矩就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(jué)檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)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(wàn)像素（1600pixel*1200pixel）的相機(jī)。因?yàn)楫a(chǎn)品是長(zhǎng)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(zhǎng)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(guò)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(cè)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(jué)系統(tǒng)的定位精度如何計(jì)算？
? 假如是30萬(wàn)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(zhǎng)的邊除去監(jiān)控面積最長(zhǎng)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(cè)量或者表面劃傷檢測(cè)，肯定不準(zhǔn)確，一個(gè)像素有可能無(wú)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(lái)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(cè)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(wèn)題。
? 項(xiàng)目要求：像素精度0.05mm、測(cè)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(wàn)相機(jī)，分辨率2592*2048，在視野中長(zhǎng)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(cè)量誤差：使用算法測(cè)量的距離/長(zhǎng)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(lái)計(jì)算。實(shí)際測(cè)量或檢測(cè)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(jué)檢測(cè)設(shè)備精度的因素

視覺(jué)檢測(cè)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(lái)說(shuō)，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(jué)檢測(cè)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](méi)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(jué)技術(shù)的難題，一般須對(duì)于每一特殊的運(yùn)用案例來(lái)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(kāi)展掂量，以超過(guò)最好實(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(jué)檢測(cè)設(shè)備的不穩(wěn)定因素。
? 視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備不穩(wěn)定因素：機(jī)器視覺(jué)軟件
? 機(jī)器視覺(jué)軟件穩(wěn)定性對(duì)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的影響不容置疑，視覺(jué)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(kāi)展圖像濾波，邊緣檢測(cè)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)化算法好壞決策精確測(cè)量精度的高低，因此，需要選擇合適的機(jī)器視覺(jué)軟件，這樣才可以避免視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備精度變低。
? 矩視智能機(jī)器視覺(jué)低代碼平臺(tái)是一個(gè)面向機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用的云端協(xié)同開(kāi)發(fā)平臺(tái)，始終秉承0成本、0代碼、0門檻、0硬件的產(chǎn)品理念。
? 平臺(tái)以人工智能技術(shù)為核心，在機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用開(kāi)發(fā)環(huán)節(jié)，為開(kāi)發(fā)者提供圖像采集、圖像標(biāo)注、算法開(kāi)發(fā)、算法封裝和應(yīng)用集成的一站式完整工具鏈。覆蓋字符識(shí)別、缺陷檢測(cè)、目標(biāo)定位、尺寸測(cè)量、3D測(cè)量、視頻開(kāi)發(fā)等上百項(xiàng)通用功能。
? 零成本：無(wú)需購(gòu)買，平臺(tái)免費(fèi)開(kāi)發(fā)，用戶無(wú)限制使用
? 零門檻：無(wú)需任何圖像知識(shí)，只需標(biāo)注操作即可完成視覺(jué)算法開(kāi)發(fā)
? 零代碼：無(wú)需編寫代碼，只需“拖拉拽”式操作，開(kāi)發(fā)可本地化部署的應(yīng)用程序
? 零硬件：無(wú)需搭建本地開(kāi)發(fā)環(huán)境，瀏覽器登陸即可在線使用?

03

提視覺(jué)檢測(cè)精度的7種方法

選擇合適的光源
? 如果沒(méi)有合適的光源，即使是最好的相機(jī)也無(wú)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)生最佳效果。在其他情況下，您可能需要明場(chǎng)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最好，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(zhǎng)，以減少來(lái)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(guò)濾燈光
? 機(jī)器視覺(jué)在保持一致的環(huán)境中效果最佳。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(guò)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(cè)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(lái)越容易被各種制造商使用，人工智能可以通過(guò)基于強(qiáng)大的數(shù)據(jù)集做出更智能的決策來(lái)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(guò)檢查。添加更精確的工具來(lái)固定零件進(jìn)行檢查可以提高機(jī)器視覺(jué)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。
編輯：黃飛