機(jī)器視覺調(diào)試中可能會(huì)出現(xiàn)那些問題詳細(xì)解決方法資料說明

　　作為尺寸測(cè)量的視覺系統(tǒng)，核心的指標(biāo)就是系統(tǒng)的精度，而在大多數(shù)情況下，精度的調(diào)試和驗(yàn)證過程也正是最耗時(shí)間和人力的?？梢哉f，掌握正確的調(diào)試和驗(yàn)證方法直接關(guān)系到項(xiàng)目的成敗。

　　在統(tǒng)計(jì)學(xué)中，有多種用以評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)的指標(biāo)（參閱《測(cè)量系統(tǒng)分析》）。在本文中，選取“重復(fù)性”和“準(zhǔn)確性”用以評(píng)價(jià)。

　　重復(fù)性最大差值（簡(jiǎn)稱“重復(fù)性”）：選取5只產(chǎn)品，用視覺系統(tǒng)各測(cè)10次；計(jì)算每只產(chǎn)品的最大測(cè)量值和最小測(cè)量值間的差值，然后取所有差值中的最大值。

　　準(zhǔn)確性最大差值（簡(jiǎn)稱“準(zhǔn)確性”，又稱“偏倚”）：選取10只產(chǎn)品，用視覺系統(tǒng)各測(cè)5次，計(jì)算各次的平均值，再用三次元顯微鏡等工具也各測(cè)5次，計(jì)算各次的平均值；最后計(jì)算兩個(gè)值間差值的絕對(duì)值，取其中的最大值。

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　　重復(fù)性=Max （Max單產(chǎn)品-Min單產(chǎn)品）

　　準(zhǔn)確性=Max （ |Average單產(chǎn)品視覺-Average單產(chǎn)品三次元| ）

　　值得注意的是，為了保證取得數(shù)據(jù)客觀真實(shí)，視覺系統(tǒng)和三次元測(cè)量時(shí)都應(yīng)該重新取放產(chǎn)品。

　　明確了評(píng)價(jià)的指標(biāo)和方法，下面我們談?wù)動(dòng)绊懸曈X系統(tǒng)精度的因素有哪些。

　　A． 鏡頭光軸的方向角（Z軸）

　　二維視覺檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)量的是二維尺寸，三維空間圖像沿著鏡頭光軸方向投影到CCD靶面，然后用軟件分析CCD不同位置的像素灰度達(dá)到測(cè)量的目的。如果光軸的方向角與預(yù)期的有差異，空間圖像就不能得到一個(gè)正確的投影，從而造成錯(cuò)誤的結(jié)果。通常的處理方法是設(shè)計(jì)校準(zhǔn)基準(zhǔn)塊以協(xié)助確認(rèn)，用機(jī)械的方法調(diào)整Z軸方向角。請(qǐng)參閱“中心pin測(cè)試機(jī)改善報(bào)告”第6、7頁。

　　B． 視覺邊界和真實(shí)邊界間的差異

　　測(cè)量通常都是要求計(jì)算產(chǎn)品的某個(gè)機(jī)械邊界的位置度，而視覺系統(tǒng)的軟件分析是基于灰度邊界的，倘若灰度邊界和機(jī)械邊界不重合，測(cè)量的誤差將會(huì)產(chǎn)生。機(jī)器視覺照明的主要課題正是要使灰度邊界清晰穩(wěn)定，而且與機(jī)械邊界重合；對(duì)于某些機(jī)械邊界不銳利、有倒角、圓弧過渡形式的產(chǎn)品，照明方案尤其需要仔細(xì)斟酌，確保成像的“飽滿”。請(qǐng)參閱“中心pin測(cè)試機(jī)問題分析”第5、6頁。另一點(diǎn)需要提醒的是，“飽滿”一般是通過使用合理的照射角度、而非照射強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)；事實(shí)上，過度曝光通常是應(yīng)該避免的，因?yàn)镃CD的物理單元接受的光強(qiáng)過大時(shí)，相鄰的物理單元灰度會(huì)受到影響，從而影響檢測(cè)邊緣的真實(shí)性。

　　C． 測(cè)量的位置和幾何算法（廣義）

　　要保證測(cè)量的重復(fù)性，必須保證每次測(cè)量的是同一位置。這需要我們仔細(xì)分析產(chǎn)品的尺寸特點(diǎn)，設(shè)計(jì)合適的機(jī)械夾具定位產(chǎn)品，選取正確的軟件定位工具，以達(dá)到上述目的。

　　要保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，我們必須確認(rèn)視覺和三次元使用同樣的幾何算法。在實(shí)際操作中，我們會(huì)在視覺系統(tǒng)和三次元上使用同一個(gè)產(chǎn)品夾具，同樣的調(diào)整水平的方式，使用同樣的測(cè)量方法，如點(diǎn)到線的距離、絕對(duì)高度等。

　　D． 產(chǎn)品放置的穩(wěn)定性

　　產(chǎn)品在反復(fù)取放的測(cè)量過程中，如果放置的X、Y、Z方向位置出現(xiàn)偏差，可能影響上文所提及的三個(gè)因素，進(jìn)而對(duì)系統(tǒng)的重復(fù)性產(chǎn)生影響。倘若測(cè)量的是絕對(duì)尺寸，放置的穩(wěn)定性對(duì)幾何算法的影響就更為直接和致命。

　　相對(duì)尺寸：產(chǎn)品自身的某兩個(gè)位置的相對(duì)位置尺寸。

　　絕對(duì)尺寸：產(chǎn)品緊靠在某個(gè)機(jī)械基準(zhǔn)，然后測(cè)量產(chǎn)品某個(gè)位置在相對(duì)相機(jī)的