怎么使機(jī)器視覺系統(tǒng)更加穩(wěn)定，這里的穩(wěn)定性不僅僅是通常認(rèn)為的可靠性，而是在系統(tǒng)的實(shí)際場(chǎng)景和變量環(huán)境中保持足夠的可靠性。

很多因素會(huì)影響穩(wěn)定性，如周圍環(huán)境、物體變化、視覺組件的影響等。

機(jī)器視覺組件的選擇是一項(xiàng)困難的工作。工程師需要熟悉組件本身和組件供應(yīng)商，并有足夠的選擇經(jīng)驗(yàn)。

在實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行的機(jī)器視覺系統(tǒng)與在實(shí)際工作場(chǎng)景中運(yùn)行的系統(tǒng)面臨著非常不同的環(huán)境。

需要機(jī)器視覺系統(tǒng)。

機(jī)器視覺系統(tǒng)包括一些重要部件、光源、鏡頭、相機(jī)、圖像采集卡、數(shù)據(jù)傳輸、圖像處理和測(cè)量軟件等。

隨著各部件性能的提高，機(jī)器視覺系統(tǒng)的能力也呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。系統(tǒng)的復(fù)雜性取決于特定的應(yīng)用程序需求。

選擇最佳部件不僅要考慮部件的性能是否能滿足要求（如分辨率、幀率、測(cè)量算法等），還要考慮系統(tǒng)的最終環(huán)境條件。

例如，在工業(yè)領(lǐng)域，這些環(huán)境條件包括部件變化、轉(zhuǎn)載、定位、接口處理、振動(dòng)、環(huán)境光、溫度、灰塵、油、水、電磁輻射等。在極端惡劣的條件下，有時(shí)需要添加機(jī)器視覺部件的保護(hù)措施。最典型的例子是，一些相機(jī)需要在相對(duì)干凈的環(huán)境中使用。然而，工業(yè)環(huán)境通?？梢詽M足工業(yè)相機(jī)的直接使用。

機(jī)器的視覺組件和環(huán)境。

環(huán)境對(duì)機(jī)器視覺組件的影響不僅是對(duì)組件本身的破壞，而且是對(duì)測(cè)量效果的影響。例如，在溫度變化的環(huán)境中，大多數(shù)工業(yè)相機(jī)可以在-5度和65度之間工作。在實(shí)際環(huán)境中，溫度過高往往會(huì)給相機(jī)成像帶來噪聲。但這可以通過改善照明方法來提高信噪比。

此外，溫度會(huì)影響LED光源的性能。隨著LED溫度的升高，其亮度可以通過光源控制器來補(bǔ)償。LED本身產(chǎn)生的熱量也會(huì)加速老化，甚至直接報(bào)廢，因此需要良好的熱設(shè)計(jì)。

其他部件也會(huì)有相應(yīng)的溫度限制。例如，工業(yè)控制器/嵌入式PC通常可以使用工業(yè)環(huán)境，但如果沒有風(fēng)扇，PC很可能會(huì)報(bào)廢。為了保證機(jī)器視覺系統(tǒng)的穩(wěn)定性，除了選擇好的組件外，我們還應(yīng)該考慮被測(cè)物體本身對(duì)溫度的敏感性。例如，金屬物體對(duì)溫度有熱膨脹和冷收縮。因此，當(dāng)測(cè)量此類物體時(shí)，長(zhǎng)度和體積會(huì)發(fā)生變化。

在3D測(cè)量系統(tǒng)中，除非傳感器校準(zhǔn)補(bǔ)償溫度，否則3D傳感器的尺寸變化會(huì)導(dǎo)致偏差。在許多情況下，選擇合適的組件可以滿足特定環(huán)境的需要。

振動(dòng)

大多數(shù)工業(yè)相機(jī)都進(jìn)行了防振處理，機(jī)器人和軌道電纜可以很好地使相機(jī)移動(dòng)而不受振動(dòng)的影響。鎖定的連接器可以防止相機(jī)振動(dòng)。耐久性PC和嵌入式計(jì)算機(jī)具有良好的穩(wěn)定保護(hù)機(jī)制。固定焦鏡頭使用金屬接口鎖定螺釘，以確保不受振動(dòng)的影響。濾光片在一定程度上保護(hù)了鏡頭。

環(huán)境光

日常濾光片可以在一定程度上避免環(huán)境光的影響，它可以改變光進(jìn)入傳感器的信息。通過使用高亮度調(diào)節(jié)光源，可以最大限度地減少傳感器的曝光時(shí)間和光圈，從而減少環(huán)境光的影響。使用紅外波長(zhǎng)相機(jī)測(cè)量可以減少可見光的影響。

灰塵、臟、水。

許多相機(jī)可以達(dá)到IP65/67的保護(hù)水平，以確保防塵和防水?；覊m、污垢、液體和蒸汽通常附著在LED或鏡頭表面，影響成像。LED的輸出可以通過增加相機(jī)的增益和軟件的圖像處理來調(diào)整。

各種環(huán)境因素都會(huì)影響成像，而這些因素都是致命的，因?yàn)閳D像是測(cè)量的重要參考。

典型的螺釘連接多工藝檢測(cè)系統(tǒng)(德國(guó)自動(dòng)化系統(tǒng)集成公司，專注于螺釘領(lǐng)域)

測(cè)量

機(jī)器視覺系統(tǒng)的測(cè)量取決于系統(tǒng)配置。智能相機(jī)具有圖像采集、處理和分析的能力。嵌入式視覺系統(tǒng)通常需要多個(gè)相機(jī)來提供圖像采集能力、內(nèi)置圖像處理和分析能力?；赑C的系統(tǒng)將在PC中運(yùn)行程序。精度和可重復(fù)性取決于特定的軟件算法和亞像素精度。

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