WORLD OF INDUSTRIES 06/2018 (CN)

让 机 器 视 觉 更 强 大
AUTOMATION
什 么 能 让 机 器 视 觉 系 统 变 得 强 大 ? 这 里 所 谓
的 强 大 不 仅 仅 是 可 靠 性 , 而 是 一 种 在 系 统 使
用 环 境 发 生 自 然 变 化 时 所 保 持 的 可 靠 性 。
其 中 涉 及 到 很 多 因 素 , 包 括 周 围 环 境 的 影 响 、 物 体 的 变 化 以
及 机 器 视 觉 的 组 件 效 应 。 因 此 , 为 机 器 视 觉 系 统 选 择 最 佳 组
件 是 一 项 具 有 挑 战 性 的 任 务 , 需 要 机 器 视 觉 系 统 集 成 商 和 专
业 供 应 商 具 备 足 够 的 知 识 和 经 验 。 在 演 示 实 验 室 环 境 中 可 行
的 解 决 方 案 与 处 理 工 业 环 境 中 系 统 将 面 临 的 所 有 变 化 的 解 决
方 案 之 间 存 在 很 大 差 异 。
机 器 视 觉 要 求
机 器 视 觉 系 统 由 几 个 组 件 组 成 , 包 括 照 明 、 镜 头 、 相 机 、 图
像 采 集 和 数 据 传 输 , 以 及 图 像 处 理 和 测 量 软 件 。 随 着 技 术 在
所 有 领 域 的 不 断 进 步 , 机 器 视 觉 所 提 供 的 功 能 呈 指 数 级 增
作 者 :Mark Williamson,Stemmer Imaging, 德 国 普 海 姆
长 。 系 统 的 总 体 复 杂 性 取 决 于 具 体 的 应 用 要 求 。 为 了 使 视 觉
系 统 更 强 大 , 选 择 最 佳 组 件 时 , 不 仅 应 基 于 其 满 足 测 量 需 求
的 能 力 ( 适 当 的 分 辨 率 、 帧 速 率 、 测 量 算 法 等 ), 还 应 基 于
外 部 机 器 以 及 环 境 影 响 和 条 件 。 特 别 是 在 工 业 环 境 中 , 其 中
可 能 包 含 部 件 的 变 化 、 处 理 及 定 位 , 还 有 工 艺 界 面 、 振 动 、
环 境 光 、 温 度 、 灰 尘 、 水 、 油 和 电 磁 辐 射 。 针 对 极 端 恶 劣 的
环 境 条 件 , 可 能 需 要 利 用 专 业 外 壳 来 保 护 机 器 视 觉 组 件 。 一
个 常 见 的 例 子 是 在 需 要 冲 洗 的 卫 生 环 境 中 使 用 相 机 外 壳 。 然
而 , 在 许 多 应 用 中 可 以 使 用 最 合 适 的 “ 现 成 ” 组 件 来 适 应 各
种 环 境 条 件 。
组 件 需 要 应 对 的 环 境 挑 战
外 部 因 素 带 来 的 挑 战 不 仅 可 能 造 成 对 机 器 视 觉 组 件 本 身 的 潜
在 损 害 , 还 可 能 对 实 际 测 量 产 生 影 响 。 如 视 觉 系 统 必 须 应 对
温 度 变 化 , 就 是 对 环 境 影 响 的 完 美 说 明 。 许 多 现 代 相 机 可 在
低 至 -5°C 或 高 达 65°C 的 温 度 下 工 作 而 不 会 受 到 损 坏 。 然
而 , 升 高 的 温 度 会 导 致 相 机 传 感 器 生 成 的 图 像 中 出 现 更 多 噪
点 。 但 只 要 通 过 保 证 充 足 照 明 来 改 善 信 噪 比 , 就 能 抵 消 升 温
带 来 的 影 响 。
同 样 需 要 重 视 的 是 , 温 度 可 能 会 影 响 被 测 物 体 。 例 如 , 特
别 是 在 金 属 组 件 中 , 温 度 可 能 导 致 膨 胀 或 收 缩 效 应 , 导 致 其
实 际 线 性 和 体 积 尺 寸 的 变 化 。
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