機器視覺(jué)檢測技術(shù)的典型應用

機器視覺(jué)工業(yè)檢測系統就其檢測性質(zhì)和應用范圍而言，分為定量和定性檢測兩大類(lèi)，每類(lèi)又分為不同的子類(lèi)。機器視覺(jué)在工業(yè)在線(xiàn)檢測的各個(gè)應用領(lǐng)域十分活躍，如：印刷電路板的視覺(jué)檢查、鋼板表面的自動(dòng)探傷、大型工件平行度和垂直度測量、容器容積或雜質(zhì)檢測、機械零件的自動(dòng)識別分類(lèi)和幾何尺寸測量等。此外，在許多其它方法難以檢測的場(chǎng)合，利用機器視覺(jué)系統可以有效地實(shí)現。機器視覺(jué)的應用正越來(lái)越多地代替人去完成許多工作，這無(wú)疑在很大程度上提高了生產(chǎn)自動(dòng)化水平和檢測系統的智能水平。

機器視覺(jué)在質(zhì)量檢測中的應用實(shí)例

機器視覺(jué)系統在質(zhì)量檢測的各個(gè)方面得到了廣泛的應用，例如：采用激光掃描與CCD探測系統的大型工件平行度、垂直度測量?jì)x，它以穩定的準直激光束為測量基線(xiàn)，配以回轉軸系，旋轉五角標棱鏡掃出互相平行或垂直的基準平面，將其與被測大型工件的各面進(jìn)行比較。在加工或安裝大型工件時(shí)，可用該認錯器測量面間的平行度及垂直度。

以頻閃光作為照明光源，利用面陣和線(xiàn)陣CCD作為螺紋鋼外形輪廓尺寸的探測器件，實(shí)現熱軋螺紋鋼幾何參數在線(xiàn)測量的動(dòng)態(tài)檢測系統。

視覺(jué)技術(shù)實(shí)時(shí)監控軸承的負載和溫度變化，消除過(guò)載和過(guò)熱的危險。將傳統上通過(guò)測量滾珠表面保證加工質(zhì)量和安全操作的被動(dòng)式測量變?yōu)橹鲃?dòng)式監控。

用微波作為信號源，根據微波發(fā)生器發(fā)出不同波濤率的方波，測量金屬表面的裂紋，微波的波的頻率越高，可測的裂紋越狹小。

總之，類(lèi)似的實(shí)用系統還有許多，這里就不一一概述了。下面我們較詳細地介紹三個(gè)實(shí)用機器視覺(jué)系統。

基于機器視覺(jué)的儀表板總成智能集成測試系統

EQ140-II汽車(chē)儀表板總成是我國某汽車(chē)公司生產(chǎn)的儀表產(chǎn)品，儀表板上安裝有速度里程表、水溫表、汽油表、電流表、信號報警燈等，其生產(chǎn)批量大，出廠(chǎng)前需要進(jìn)行一次質(zhì)量終檢。檢測項目包括：檢測速度表等五個(gè)儀表指針的指示誤差；檢測24個(gè)信號報警燈和若干照明9燈是否損壞或漏裝。一般采用人工目測方法檢查，誤差大，可靠性差，不能滿(mǎn)足自動(dòng)化生產(chǎn)的需要?；跈C器視覺(jué)的智能集成測試系統，改變了這種現狀，實(shí)現了對儀表板總成智能化、全自動(dòng)、高精度、快速質(zhì)量檢測，克服了人工檢測所造成的各種誤差，大大提高了檢測效率。

整個(gè)系統分為四個(gè)部分：為儀表板提供模擬信號源的集成化多路標準信號源、具有圖像信息反饋定位的雙坐標CNC系統、攝像機圖像獲取系統和主從機平行處理系統。

金屬板表面自動(dòng)控傷系統

金屬板如大型電力變壓器線(xiàn)圈扁平線(xiàn)收音機蒙朧皮等的表面質(zhì)量都有很高的要求，但原始的采用人工目視或用百分表加控針的檢測方法不僅易受主觀(guān)因素的影響，而且可能會(huì )繪被測表面帶來(lái)新的劃傷。金屬板表面自動(dòng)探傷系統利用機器視覺(jué)技術(shù)對金屬表面缺陷進(jìn)行自動(dòng)檢查，在生產(chǎn)過(guò)程中高速、準確地進(jìn)行檢測，同時(shí)由于采用非接角式測量，避免了產(chǎn)生新劃傷的可能。其工作原理圖如圖8-6所示；在此系統中，采用激光器作為光源，通過(guò)針孔濾波器濾除激光束周?chē)碾s散光，擴束鏡和準直鏡使激光束變?yōu)槠叫泄獠⒁?5度的入射角均勻照明被檢查的金屬板表面。金屬板放在檢驗臺上。檢驗臺可在X、Y、Z三個(gè)方向上移動(dòng)，攝像機采用TCD142D型2048線(xiàn)陳CCD，鏡頭采用普通照像機鏡頭。CCD接口電路采用單片機系統。主機PC機主要完成圖像預處理及缺陷的分類(lèi)或劃痕的深度運算等，并可將檢測到的缺陷或劃痕圖像在顯示器上顯示。CCD接口電路和PC機之間通過(guò)RS-232口進(jìn)行雙向通訊，結合異步A/D轉換方式，構成人機交互式的數據采集與處理。

該系統主要利用線(xiàn)陣CCD的自?huà)呙杼匦耘c被檢查鋼板X(qián)方向的移動(dòng)相結合，取得金屬板表面的三維圖像信息。

汽車(chē)車(chē)身檢測系統

英國ROVER汽車(chē)公司800系列汽車(chē)車(chē)身輪廓尺寸精度的100%在線(xiàn)檢測，是機器視覺(jué)系統用于工業(yè)檢測中的一個(gè)較為典型的例子，該系統由62個(gè)測量單元組成，每個(gè)測量單元包括一臺激光器和一個(gè)CCD攝像機，用以檢測車(chē)身外殼上288個(gè)測量點(diǎn)。汽車(chē)車(chē)身置于測量框架下，通過(guò)軟件校準車(chē)身的精確位置。

測量單元的校準將會(huì )影響檢測精度，因而受到特別重視。每個(gè)激光器/攝像機單元均在離線(xiàn)狀態(tài)下經(jīng)過(guò)校準。同時(shí)還有一個(gè)在離線(xiàn)狀態(tài)下用三坐標測量機校準過(guò)的校準裝置，可對攝像頂進(jìn)行在線(xiàn)校準。

檢測系統以每40秒檢測一個(gè)車(chē)身的速度，檢測三種類(lèi)型的車(chē)身。系統將檢測結果與人、從CAD模型中撮出來(lái)的合格尺寸相比較，測量精度為±0.1mm?！OVER的質(zhì)量檢測人員用該系統來(lái)判別關(guān)鍵部分的尺寸一致性，如車(chē)身整體外型、門(mén)、玻璃窗口等。實(shí)踐證明，該系統是成功的，并將用于ROVER公司其它系統列汽車(chē)的車(chē)身檢測。

紙幣印刷質(zhì)量檢測系統：該系統利用圖像處理技術(shù)，通過(guò)對紙幣生產(chǎn)流水線(xiàn)上的紙幣20多項特征（號碼、盲文、顏色、圖案等）進(jìn)行比較分析，檢測紙幣的質(zhì)量，替代傳統的人眼辨別的方法。

智能交通管理系統：通過(guò)在交通要道放置攝像頭，當有違章車(chē)輛（如闖紅燈）時(shí)，攝像頭將車(chē)輛的牌照拍攝下來(lái)，傳輸給中央管理系統，系統利用圖像處理技術(shù)，對拍攝的圖片進(jìn)行分析，提取出車(chē)牌號，存儲在數據庫中，可以供管理人員進(jìn)行檢索。

金相分析：金相圖象分析系統能對金屬或其它材料的基體組織、雜質(zhì)含量、組織成分等進(jìn)行精確、客觀(guān)地分析，為產(chǎn)品質(zhì)量提供可靠的依據。

醫療圖像分析：血液細胞自動(dòng)分類(lèi)計數、染色體分析、癌癥細胞識別等。

瓶裝啤酒生產(chǎn)流水線(xiàn)檢測系統：可以檢測啤酒是否達到標準的容量、啤酒標簽是否完整等。