機器視覺檢測系統(tǒng)，以機器替代人眼，能夠無接觸、無損傷的進行各種檢測，具有安全可靠、可在惡劣環(huán)境下長時間工作、有助于提高生產(chǎn)效率等特點，但由于相機、鏡頭、光源等因素的影響會產(chǎn)生不穩(wěn)定性，導(dǎo)致工作效率低以及與人工檢測結(jié)果不一致。

那么我們可以通過哪些手段來保證機器視覺的可靠性與穩(wěn)定性呢？

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影響機器視覺穩(wěn)定性的因素有哪些？

機器視覺目的就是獲取合格的原始圖像，通過好的成像系統(tǒng)保證系統(tǒng)運行期間圖像質(zhì)量的穩(wěn)定，穩(wěn)定的圖像抓取是視覺檢測穩(wěn)定性的基本保證。

無論從光源，相機等硬件上還是從圖像處理軟件上的設(shè)計，對機器視覺的穩(wěn)定性都有重要影響。

Part.

工業(yè)相機的不穩(wěn)定性

工業(yè)相機的選擇主要考慮其傳感器類型、分辨率和幀率，其中傳感器分CCD與CMOS兩種。CMOS圖像傳感器集成度高，各元件、電路之間距離很近，干擾比較嚴重，成像噪聲高。

CCD傳感器相機相對于CMOS相機具有靈敏度高、噪聲低和響應(yīng)速度快的特點，在穩(wěn)定性方面，CCD相機的抗沖擊與震動性也較強。

一般來說，CCD傳感器相機在成像質(zhì)量上和穩(wěn)定性方面要優(yōu)于CMOS相機。

光源的不穩(wěn)定性

光源具有放大圖像的特征與缺陷、削弱混亂及背景的作用。

選擇機器視覺時要考慮其抗環(huán)境光影響的能力，比如太強的光照或不均勻的光照會對圖像質(zhì)量產(chǎn)生影響，不同方向的發(fā)光強度存在差別也會引起噪聲，如果抗環(huán)境光影響能力差，自然成像會受到影響，如使用遮光設(shè)施會增加成本。

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工業(yè)鏡頭的不穩(wěn)定性

影響相機成像質(zhì)量的另一重要因素就是相機的鏡頭。

鏡頭除了需要根據(jù)具體工作狀況選擇合適的焦距、景深和光圈等參數(shù)外，影響系統(tǒng)檢測精度的一個重要因素就是圖像的幾何畸變誤差，它是光學(xué)透鏡固有的透視失真，受到制作工藝的影響，無法消除，只能彌補。

雖然現(xiàn)在許多工業(yè)相機通過各種方法來彌補鏡頭畸變產(chǎn)生的誤差，但在高精度的檢測領(lǐng)域，幾何畸變?nèi)匀粫z測精度產(chǎn)生影響。

軟件的不穩(wěn)定性

軟件穩(wěn)定性對機器視覺的影響非常重要，視覺系統(tǒng)非常依賴手眼標定軟件對始畸變圖像進行矯正以提高測量和定位精度。

此外，硬件采集到的原始圖像最終必須通過算法進行點云分析、邊緣檢測和邊緣提取等，不同的圖像處理和分析手段會帶來不同的誤差，算法優(yōu)劣決定測量精度的高低。

環(huán)境因素影響

系統(tǒng)工作時的環(huán)境因素包括光照、溫度、封塵、濕度及電磁干擾等。

比如，光照會影響圖像數(shù)據(jù)輸出的噪聲，溫度過熱或過冷則會影響相機的正常工作，電磁干擾則對工業(yè)相機電路、數(shù)據(jù)信號傳輸電路等弱電電路有影響，相機或工件的機械支撐結(jié)構(gòu)如果存在震動，會影響檢測精度。

合格的工業(yè)視覺產(chǎn)品都會在出廠前進行嚴格環(huán)境測試。

總體來說，機器視覺系統(tǒng)的設(shè)計需要考慮多方面的因素，除了根據(jù)需求按照常規(guī)選型參數(shù)選擇相應(yīng)參數(shù)的設(shè)備之外，還需要考慮光源的穩(wěn)定性、相機的畸變誤差，以及被檢測物體與相機之間的相對運動等因素給檢測系統(tǒng)帶來的穩(wěn)定性干擾與測量誤差。

編輯：黃飛

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