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机器视觉之尺寸测量基础

来源: 机械工程师 | 发布时间:2018-04-14 16:24:35 | 浏览次数:

 

       图像传感器可以将检查对象在平面上表现出来,通过边缘检测,测算位置、宽度、角度等。所谓边缘是指图像内明亮部位与阴暗部分的边缘。

       
      如何进行边缘检测

      (1)投影处理

       投影处理是相对于检查方向进行垂直扫描,然后计算各投影线的平均浓度。

       投影线平均浓度波形被称为投影波形。

       算投影方向的平均浓度可以减少区域内的噪点造成的检查错误。

      (2)微分处理

       根据投影波形进行微分处理。可能成为边缘的、浓淡变化较大的部位,其微分值也较大。可以消除区域内浓度绝对值的变化所导致的影响。例:没有浓淡变化的部位的微分值是0,白色(255)→黑色(0) 时的值是-255。

      (3)通过校正使微分最大值达到100%

       在实际生产线上,为了使边缘达到稳定的状态,通常会进行适当的调整以使微分绝对值达到100%。将超过预先设置的“ 边缘感度(%)”的微分波形的峰值作为边缘位置。根据浓淡变化峰值的检测原理,在照度经常发生变化的生产线上也可以稳定的检测出边缘。

      (4)亚像素处理

       对于微分波形中最大部分的中心附近的3个像素,根据这3个像素形成的波形,进行修正演算。以1/100像素为单位测算边界位置(次像素处理)。

 

       边缘检测的代表性检测应用

      (1)利用边缘位置的各种检查

       在多个部位设置边缘位置模式,测量检测对象的X座标或Y 座标。

      (2)利用边缘宽度的各种检查

       利用边缘宽度的“ 外部尺寸”模式,检测金属板的宽度、孔洞的X方向/Y方向孔径等。

      (3)利用边缘位置圆周区域的各种检查

       以圆周作为检测区域,检测切缺部位的角度(相位)。

      (4)利用趋势边缘宽度的各种检查

       利用“圆周”区域的“趋势边缘宽度”模式,扫描环状工件的内径、评价扁平度等。

 

       趋势边缘模式

       趋势边缘位置( 宽度)模式是指在扫描检查区域内较窄的边缘窗口的同时检测边缘位置。利用这种检查模式,可以对于一个窗口内的多个点进行边缘位置( 宽度) 检查,因此可以确保捕获工件的微小变化。

       检测原理:使小范围内的分割以小间距进行移动,检查各点的边缘宽度或边缘位置。

       提高位置检测精度的方法:缩小分割尺寸。

       缩短处理时间的方法:缩小分割移位幅度(移动量)。

       趋势方向:分割移动的方向。

 

       提高边缘检查效果的预处理滤镜

       边缘检查的关键在于如何最大限度的减少边缘的不均现象。预处理滤镜具有“中值”或“平均化”的作用,因此有助于保持稳定的检查效果。下面介绍预处理滤镜的特点及选择方法。

      

       图像传感器边缘检查模式的使用要点

       在理解边缘检查原理的基础上进行有效的调整;

       理解各种衍生模式,显著提高检查可能性;

       参考代表性的检查例有助于工作的进行;

       通过实验选择最佳的预处理滤镜,提高检查速度及检查效果。