機(jī)器視覺檢測(cè)說明及實(shí)例分析
機(jī)器視覺:我對(duì)機(jī)器視覺的理解是使用工業(yè)相機(jī)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行拍照,檢測(cè),輸出結(jié)果,機(jī)構(gòu)利用結(jié)果進(jìn)行剔除等動(dòng)作。根據(jù)機(jī)械視覺的工序,就會(huì)涉及到產(chǎn)品的定位,光源,拍照,檢測(cè)工具,輸出I/O等。 我們最近有個(gè)案例就是視覺系統(tǒng)的一個(gè)縮影。先介紹一下,該案例是對(duì)洗發(fā)液瓶子的檢測(cè),有三種大小不一的規(guī)格,檢測(cè)內(nèi)容包括瓶蓋有無,是否蓋好,以及瓶子的正反面的批號(hào)檢測(cè)。 1.定位 對(duì)象或特征的精確定位是一個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)或由視覺引導(dǎo)的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的重要功能。瓶子在運(yùn)行中可定會(huì)出現(xiàn)位置的不穩(wěn)定,而且有三種大小不一的產(chǎn)品規(guī)格,如何確保每次的位置一致呢?該案例,我們克服定位不穩(wěn)定的方式主要是機(jī)構(gòu)保證和視覺定位。
1)機(jī)構(gòu)傳感器 機(jī)構(gòu)保證,當(dāng)然是靠傳感器來確保,由于有三種大小不一的產(chǎn)品規(guī)格,怎么樣才能讓客戶更換產(chǎn)品更方便?我們就根據(jù)三種規(guī)格的高度,標(biāo)簽的位置設(shè)置了一款傳感器的支架,如下圖,三個(gè)高度分別是三個(gè)檔位,生產(chǎn)不同的產(chǎn)品,只要使用相對(duì)應(yīng)的檔位傳感器即可,一秒即可!
2)視覺定位 使用Conmeas軟件,對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行更為精確的定位,conmeas軟件是我們自己開發(fā)的軟件,視覺的定位就是使用模板,在搜索的局域內(nèi)先尋找模板,進(jìn)行初定位,從而使檢測(cè)框跟隨產(chǎn)品一起移動(dòng),避免了產(chǎn)品字符批號(hào)太小,無法找尋的問題。 2.光源與照明 眾所周知,適當(dāng)?shù)臒艄夂驼彰鲗?duì)視覺應(yīng)用的成功至關(guān)重要。有時(shí),盡管選擇了最合適的燈光和照明,但是,如果被監(jiān)測(cè) 的對(duì)象或特征稍微變動(dòng)一下,就要求相應(yīng)改變燈光和照明亮度,故一切光源均需要良好的定位作為基礎(chǔ)的根據(jù)檢測(cè)不同的項(xiàng)目自然需要選用不同的光源,該案例主要檢測(cè)瓶蓋,與瓶身的批號(hào)。 瓶蓋的檢測(cè):1)有無瓶蓋檢測(cè) 2)瓶蓋是否蓋好 根據(jù)這兩項(xiàng)內(nèi)容,很容易的想到使用灰度來檢測(cè),自然使用背光源。 平身正反面的批號(hào)檢測(cè):需要檢測(cè)批號(hào),使用條形燈。如果你想只用普通的條形燈,那就錯(cuò)了。 1)由于產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)快,安裝環(huán)境昏暗; 2)產(chǎn)品的大小不一,正反面的批號(hào)的高度也不一,產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)中檢測(cè),環(huán)境昏暗自然需要亮度較大的光源,同時(shí)產(chǎn)品的大小不一,也涉及到相機(jī)景深的問題,外部光源強(qiáng)大,那光圈就可以打小點(diǎn),景深會(huì)大,另外產(chǎn)品的正反面批號(hào)的高度不一樣,自然也要考慮到光源的安裝位置問題,根據(jù)這些考慮,該案例了頻閃條形燈。產(chǎn)品經(jīng)過時(shí),光源閃亮,能瞬間產(chǎn)生高亮光。另外使用頻閃光源,還有其它好處,省電,減少光污染。
3.視覺檢測(cè) 針對(duì)檢測(cè)內(nèi)容,一共用了三個(gè)相機(jī),相機(jī)一檢測(cè)正面批號(hào),相機(jī)二檢測(cè)反面批號(hào),相機(jī)三檢測(cè)瓶蓋情況,下面我們介紹一下各個(gè)相機(jī)的檢測(cè)情況 1)相機(jī)一,相機(jī)二檢測(cè)批號(hào)方法是一樣的 a, 圖象預(yù)處理 由于瓶子上的批號(hào)在運(yùn)動(dòng)中,亮度和對(duì)象表面或材料不同是會(huì)有變化的,所以圖像預(yù)處理是非常的重要。圖象預(yù)處理算法能把批號(hào)的特征點(diǎn)放大,以使視覺工具能更好的檢測(cè)它們,去除其它雜點(diǎn)以至視覺工具能更準(zhǔn)確穩(wěn)定的檢測(cè)。 b, OCV檢測(cè) 使用Conmeas軟件使用OCV的檢測(cè)方式,使用該檢測(cè)方式最大的特點(diǎn)是操作方便,按照我們平常對(duì)OCV的理解,OCV需要訓(xùn)練很多字符,這個(gè)是件很麻煩的事,一般是需要建立一個(gè)字符庫的,為了方便操作,我們簡(jiǎn)化了很多繁瑣的步驟,只需要點(diǎn)擊一個(gè)訓(xùn)練的按鈕,添加即可。
2)相機(jī)三檢測(cè)瓶蓋的有無,瓶蓋是否擰好 檢測(cè)瓶蓋的有無,只需要在瓶蓋的位置檢測(cè)灰度即可,沒有瓶蓋的時(shí)候,灰度為255,有瓶蓋的時(shí)候灰度為170左右,這樣就足以判別,另外有瓶蓋,但瓶蓋并沒有擰好與又該證明去判斷呢?其實(shí)原理也是一樣的,就如下面的圖片一樣,擰不好或者擰過了的瓶蓋也會(huì)露出一些空白的地方,因?yàn)橛辛肆己玫亩ㄎ还ぞ叩谋WC,檢測(cè)框會(huì)隨著瓶子精確移動(dòng),故值需要把檢測(cè)框放置在瓶蓋的邊緣,檢測(cè)灰度即可。
3)輸出I/O 產(chǎn)品的輸出信號(hào)相對(duì)來說比較簡(jiǎn)單,把產(chǎn)品照片處理后的NG信號(hào)發(fā)給PLC 應(yīng)用循環(huán)時(shí)間: 現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)品運(yùn)行的時(shí)間為5pcs/s, Conmeas軟件簡(jiǎn)化了拍照時(shí)間和拍照后圖片的處理時(shí)間,才能適應(yīng)快速生產(chǎn)的要求 產(chǎn)品長時(shí)間測(cè)試: 現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)品經(jīng)過一個(gè)月的測(cè)試,能達(dá)到誤檢測(cè)為1‰,漏檢為零。
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產(chǎn)品二維碼檢測(cè)
瓶子標(biāo)簽檢測(cè)
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