目前在新興市場經(jīng)濟(jì)和新型技術(shù)不斷崛起的背景下，生產(chǎn)出高品質(zhì)且成本低廉的產(chǎn)品是企業(yè)發(fā)展的急切需求，畢竟這是趨勢，誰也逆轉(zhuǎn)不了。

然而，近些年來在國內(nèi)現(xiàn)有生產(chǎn)條件下生產(chǎn)出的產(chǎn)品存在著很大的問題，傳統(tǒng)生產(chǎn)要設(shè)備處于時常工作狀態(tài)以便于隨時檢測，可是這樣的工作方式導(dǎo)致了設(shè)備在一定的時間內(nèi)出現(xiàn)設(shè)備閑置的現(xiàn)象，這就浪費了生產(chǎn)資源并無法實現(xiàn)可靠的自動化生產(chǎn)。

還有個重要的原因在于工業(yè)生產(chǎn)線上生產(chǎn)出的產(chǎn)品，對于其尺寸精度的測量，人們大多數(shù)都通過自己的主觀意識或者粗淺的測試方法去判別零部件尺寸是否合格，這樣的判斷方式檢測出的精度根本滿足不了客戶的需求。

基于上述各種問題的提出，一種基于機(jī)器視覺的檢測方法應(yīng)運(yùn)而生，此概念的提出為生產(chǎn)加工業(yè)實現(xiàn)自動化、智能化帶來了新的變革。

隨著機(jī)器視覺的應(yīng)用，機(jī)器視覺的應(yīng)用大大的提高了產(chǎn)品的質(zhì)量、降低了人口紅利并能在一定程度上降低生產(chǎn)成本，帶動生產(chǎn)加工業(yè)走向自動化、智能化的道路。

1、系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)

本研究是基于工業(yè)生產(chǎn)線上對不同零部件尺寸的檢測，機(jī)器視覺的零部件尺寸檢測主要分為圖像采集、圖像分析處理、顯示結(jié)果及控制三個部分。

系統(tǒng)主要由計算機(jī)主機(jī)、工業(yè)相機(jī)、LED光源和光電傳感器、PLC可編程控制器以及單片機(jī)控制器、暗箱等。

其工作過程是：首先初始化設(shè)備并自檢設(shè)備，然后計算機(jī)主機(jī)通過軟件驅(qū)動工業(yè)相機(jī)(面陣式CCD傳感器)，但是工業(yè)相機(jī)在此時只是處于一個等待采集圖像信號的狀態(tài)，當(dāng)光電傳感器沒有檢測到物體時，此時工業(yè)相機(jī)繼續(xù)等待采集圖像信號；當(dāng)光電傳感器檢測到產(chǎn)品經(jīng)過時，打開LED光源并觸發(fā)工業(yè)相機(jī)采集零部件數(shù)字圖像信號，然后關(guān)閉LED光源，單片機(jī)控制器經(jīng)過USB串口通信方式將數(shù)據(jù)傳輸給計算機(jī)主機(jī)進(jìn)行圖像處理，圖像處理后判斷物體是否合格，不合格就放入不合格產(chǎn)品收集箱，合格就檢測下一個產(chǎn)品。

2、圖像的處理及分析

① . 標(biāo)定文件的生成

在圖像處理過程中，更值得說明的是標(biāo)定文件的生成是有嚴(yán)格要求的，其處理的步驟依次為創(chuàng)建標(biāo)定模板、初始化內(nèi)參、指定描述文件、收集標(biāo)定數(shù)據(jù)、配置校正、標(biāo)定計算、獲得標(biāo)定參數(shù)、生成標(biāo)定文件等步驟。在標(biāo)定的過程中運(yùn)用到了標(biāo)定板，在這里我們規(guī)定其大小需為視野圖像的1／4。系統(tǒng)以二十幅不同位姿的標(biāo)定板圖像進(jìn)行標(biāo)定并設(shè)置好標(biāo)定圖像的原始位姿，從而生成標(biāo)定文件目。

② . 灰度轉(zhuǎn)換

在實際的生產(chǎn)加工中，由于復(fù)雜的環(huán)境因素的影響很多零部件并不是像我們想象中的那么容易區(qū)分。因此，為了快速準(zhǔn)確的識別我們須對其進(jìn)行灰度轉(zhuǎn)換。

RGB圖像每個像素顏色都對應(yīng)三維空間上的一個點，而灰度圖像像素的顏色可以對應(yīng)于一條直線來表示。

因而，很容易得出彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像實質(zhì)是尋求一個在三維空間上的映射。

③ . 濾波降噪

在圖像采集過程中由于零部件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度不一，因而圖像中的噪聲是不可避免的，噪聲會影響系統(tǒng)對檢測區(qū)域的識別與判定。所以降噪濾波在整個檢測系統(tǒng)中起到了不可替代的作用。對于噪聲的處理有線性的濾波方法和非線性的濾波方法，如均值濾波為線性方法，采用mean_image算子對圖像灰度值進(jìn)行平均處理從而達(dá)到降噪平滑圖像的效果。中值濾波為非線性的方法。然而對于精度要求比較高的零部件尺寸檢測，這兩種濾波方法都不能達(dá)到我們預(yù)期的效果。所以本文采用另一種可靠的濾波方法——高斯濾波。使用高斯濾波器，可以完成高精度的測量任務(wù)。

④ . 圖像匹配

在工業(yè)生產(chǎn)加工中，我們所檢測的零部件往往不是單一的，有時候會涉及各種各樣的零部件，通過模板匹配技術(shù)就可以實現(xiàn)。模板匹配可以用來做完整性檢測、區(qū)分不同類型的物體和得到目標(biāo)物體在圖像中的位姿。模板的匹配有幾種不同的匹配方式：基于灰度值的匹配、使用圖形金字塔進(jìn)行的匹配、基于灰度值的亞像素精度的匹配、帶旋轉(zhuǎn)和縮放的模板匹配。在應(yīng)用匹配的時候我們主要是用來區(qū)分不同類型的物體，很多其他的技術(shù)都能分別出不同的物體，但對某種特殊類型的物體來說，實現(xiàn)一個可靠的識別算法是很復(fù)雜的。另外如果被識別物體經(jīng)常發(fā)生變化。就須為每種物體開發(fā)一個新的識別算法。通過模板匹配技術(shù)就可以實現(xiàn)上述功能。

基于機(jī)器的零部件尺寸檢測技術(shù)，在工業(yè)生產(chǎn)中起著舉足輕重的作用。隨著機(jī)器視覺的應(yīng)用，我們不難發(fā)現(xiàn)，機(jī)器視覺的應(yīng)用大大的提高了產(chǎn)品的質(zhì)量、降低了人口紅利并能在一定程度上降低生產(chǎn)成本，帶動生產(chǎn)加工業(yè)走向自動化、智能化的道路。在機(jī)器視覺的應(yīng)用中，物體特征的提取和尺寸的精確定位及測量是生產(chǎn)線上不可替代的環(huán)節(jié)。

盈泰德科技（深圳）有限公司是一家專注于機(jī)器視覺核心算法研究，視覺檢測設(shè)備，CCD光學(xué)檢測設(shè)備，機(jī)器視覺定位檢測，非標(biāo)自動化設(shè)備，視覺方案定制和研發(fā)與一體的高新技術(shù)企業(yè)。

目前自主研發(fā)針對工業(yè)生產(chǎn)制造企業(yè)的視覺檢測系統(tǒng)，已在電子、包裝、印刷、化工、食品、塑膠、紡織等行業(yè)得到成功的應(yīng)用與廣泛好評。

各級生產(chǎn)企業(yè)通過對機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)的現(xiàn)場應(yīng)用，在實時監(jiān)控產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率的同時，還可以大幅節(jié)約人工成本，是制造業(yè)在面向工業(yè)4.0時代的較佳選擇。

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