现代自动化生产中的机器视觉测量技术

随着现代工业自动化生产中各种各样检查、测量和零件识别需求的增加，以及连续大批量生产中对产品外观质量和加工制造过程中不断提高测量精确度要求，很多时候这些工作已经不能够靠人工检测来完成。因此，人们开始考虑把计算机的快速性、可靠性、结果的可重复性与人类视觉的高度智能化和抽象能力相结合，从而产生了机器视觉测量的概念。那么机器视觉到底可以代替人类做什么？它是如何工作的？它的市场前景到底有多大呢？     

高精度机器视觉对准测量系统设计

设计了用于半导体先进封装光刻设备中的高精度机器视觉对准测量系统,明确了机器视觉对准测量系统工作原理、设计指标及系统设计中需要考虑的关键技术点,同时给出了机器视觉对准测量系统关键零部件的设计,并给出了对准测量系统最终在整机上测得的性能数据。测试结果表明,所设计的机器视觉对准测量系统完全可以满足集成电路先进封装工艺需求。     

平板裂缝天线机器视觉测量系统研究及设计

机器视觉测量是用视觉传感器采集目标图像,通过对图像各种特征的分析处理,获取信息的一种测量方法。机器视觉技术的研究,大多停留在理论研究和小尺寸零件的测量上,对于平板裂缝天线等大尺寸、复杂结构件的测量研究与实现还是空白。本研究利用传动控制台的精确定位功能实现了高精度的图像拼接,解决了平板裂缝天线参数量大、特征值小、精度要求高以及三坐标机等仪器无法测量的问题。     

基于IMAQ Vision的零件尺寸视觉测量系统

针对常规方法测量衔铁小轴零件尺寸效率低、精确差的不足,提出一种基于机器视觉的零件尺寸测量系统。以500万CCD相机、远心镜头、LED背光源进行系统搭建,基于LabVIEW开发平台,利用IMAQ Vision视觉工具包进行软件开发。在该系统中,依据小轴轮廓开发自动截取感兴趣区域(ROI)模块;利用IMAQ Vision视觉函数实现二值化、形态学去噪以及边缘轮廓提取,最终实现几何参数测量。通过稳定性和重复性测试,结果表明:基于IMAQ Vision的视觉测量系统测量精度可达0.005 mm,系统测量稳定、抗干扰能力强。     

基于光切法测量槽深的图像处理算法实现

本文在改造的光切显微镜测量槽深的基础上,引入机器视觉和数字图像处理技术,可实现软件自动瞄准,进行窄槽型的标准伤痕的测量,提高了测量精度。     

机器视觉软件Sherlock的应用(二)--标定

介绍机器视觉软件sherlock如何对将相机像素坐标系转换成实际测量或检测所需要的坐标系，以及利用标定来修正相机CCD平面与物体测量平面不平行引起的畸变。     

乒乓球机器人核心算法研究综述

作为一个集机器视觉与运动控制于一体的综合性研究平台，乒乓球机器人研究一直备受关注，其机械机构、视觉算法和运动控制的复杂性以及高实时性是阻碍乒乓球机器人发展的重要因素。为了提高乒乓球机器人的竞技性，需要解决乒乓球旋转测量、运动轨迹精确预测及击球策略选择等难题，这也是近几年乒乓球机器人的研究重点。基于近年来此领域的研究进展，文中对乒乓球机器人的视觉核心算法、回球核心算法等研究成果进行着重介绍，分析不同算法的优缺点并对未来研究趋势进行展望，为乒乓球机器人的研究与设计提供了参考依据。     

基于机器视觉的零件尺寸测量

提出了一种基于机器视觉的非接触测量方案,力求把非接触测量手段与零件尺寸测量问题更有效地结合起来。采用超分辨率重构技术消除噪声以及由有限检测尺寸和光学元件产生的模糊,从图像中获得更多的细节和信息。利用最小二乘回归亚像素边缘检测技术进行边缘定位及角点提取。基于机器视觉CCD摄像机采用线性回归法进行摄像机的标定。最后,实验分析和比较了基于机器视觉的零件尺寸测量的应用效果。     

位姿视觉测量方法及应用综述

位置和姿态参数是表征目标空间朝向和位置的基本几何量参数，比如飞行器的飞行位姿、高端装备大部件的对接位姿、自由运动中的人体位姿等。因此，位姿参数的准确快速测量一直是航空航天、国防军事、工业生产、体育竞技等诸多领域的重要研究内容，并发展出惯导、卫星、雷达、星敏感器和视觉测量等多种不同测量技术途径。本文重点针对位姿视觉测量方法及其应用进行了综述，主要内容包括位姿视觉测量基本原理、位姿视觉测量典型方法、多源数据融合的位姿视觉测量方法和位姿视觉测量典型应用领域。     

计算机及外设

功能全面的入门级DVT视觉传感器 DVT515和DVT535是具有价格优势的入门级视觉传感器，应用范围包括质量和流程检测以及机器控制，用户还可以方便的把视觉工具结合起来使用，进行检查、测量、计算、寻找特征和比较图案，以此在各种应用产品和工业领域中实现检查自动化并保证产品的质量。     

机器视觉技术、标准及安全产业应用

聚焦机器视觉技术及标准化,分析了机器视觉、计算机视觉与人类视觉的异同,列举了与机器视觉相关的技术,介绍了网络信息安全、智能监控和智能交通等机器视觉产业典型应用,以及国际及国内主流标准化组织针对机器视觉技术、系统和应用的标准化工作进展、现状和布局。重点介绍了VCM和DCM等涉及机器视觉核心技术——机器视觉编码标准的工作,以及机器视觉系统和应用标准化组织。在此基础上,分析了机器视觉技术研究和标准化的未来发展方向。     

双CCD视觉传感器测量分辨率和有效视场的理论研究

综合分析了ＣＣＤ视觉传感器中测量分辨率，有效视场，两个ＣＣＤ摄像机摆放姿态以及ＣＣＤ本身各参数之间的关系。利用这些关系可指导立体视觉传感器的结构设计。     

需求带来市场，机器视觉迎来发展的春天

机器视觉,即采用机器代替人眼来做测量和判断。在工业生产中采用机器视觉有助于提高产品质量控制,提高生产效率。随着中国企业生产自动化程度的提高,近四五年来,机器视觉在国内开始快速发展。中国国际机器视觉展览会在上海连续举办三年,得到了行业的极大关注。近两年,国内机器视觉领域的厂商纷纷加大投入,一致看好这一自动化领域的新市场。     

基于机器视觉的井喷液柱高度测量方法研究

井喷液柱高度精准预测是制定油气井井喷救援方案的重要指导依据。为满足无参照物、无测量间距的井喷液柱高度测量需求，提出了一种基于机器视觉的井喷液柱高度优化测量方法。首先通过双目视差原理获取井喷液柱像素当量，然后采用颜色与形状的组合图像分割方法得到井喷液柱的轮廓，最终查找图像分割结果的边界得到井喷液柱高度。同时，设计井喷模拟装置开展多场景井喷液柱高度模拟室外实验，与机器视觉测量方法进行对比验证。研究发现：改进的机器视觉测量方法在颜色与边界双向干扰的情况下最大相对误差不高于5.36%,测量准确度满足井喷救援抢险需求，为井喷救援工作方案的制定提供了有力的工程指导依据。     

机器视觉螺纹测量的误差分析

为了提高机器视觉方法测量螺纹的精度,采用理论分析和实验验证的方法,研究了用垂直投影测量和切向投影测量方法进行螺纹测量时发生的延伸螺旋面投影遮挡问题。在介绍垂直投影测量和切向投影测量方法的基础上,解释了垂直投影测量和切向投影测量方法产生原理误差的原因。通过对遮挡误差和不同螺旋升角误差对螺纹牙形角测量影响情况的理论分析和推导,给出了垂直投影测量时延伸螺旋面遮挡和不同螺旋升角影响的误差计算式,并进行了实例验证和分析。结果表明,对导程较大的螺纹按垂直投影法测量时,由延伸螺旋面遮挡造成的牙形角测量误差可达到1°以上。这一结果对牙形角测量而言是不容忽视的。     

计算机图形学、计算机视觉

SPIE-Vol.4189 0305979SPIE 会议录,卷4189:用于检验与测量的机器视觉与三维成象系统=Proceedings of SPIE,Vol.4189:Ma-chine vision and three-dimensional imaging systems forinspection and metrology[会,英]/SPIE-The Internation-al Society for Optical Engineering.—296P.(E)本会议录收集了在波士顿召开的检验与测量中的机器视觉与三维成象系统会议上发表的31篇论文,内容涉及自动目标识别中的分布式图象处理,医学图象应用,应用机器视觉和计算机图形学技术的表面检验方法,三维结构光,三维视觉系统,神经视觉系统中三维形状测量,表面粗糙度测量,非接触测量。     

镜像式单摄像机立体视觉传感器对弹簧几何尺寸的测量

弹簧零件在工业领域发挥着重要作用,对其尺寸、完整性以及表面形貌的检验是出厂的必须工序。目前使用得最广泛的测量方法是使用千分尺等工具直接接触测量,很难保证测量的精度和弹簧零件表面的完整性。采用立体视觉方法,以外径小于等于80 mm的弹簧零件为测量对象,开发了基于双目视觉测量原理的测试系统,设计了镜像式单摄像机立体视觉传感器机械结构,运用数字图像和机器视觉等方法实现了测量精度高于0.1 mm的弹簧零件的非接触式测量。     

高曲率微小零件表面缺陷及外形尺寸测量系统研究

针对高曲率零件表面缺陷检测及外形尺寸测量的问题,设计实现了基于机器视觉的兼顾缺陷检测及外形尺寸测量两种功能的测量系统。在同一系统中,固定的光学系统放大倍数能满足检测表面微米级大小缺陷的要求,对外形尺寸测量要移动零件,拍摄多幅边缘图像,记录移动距离并计算零件两侧边缘在图像中的距离,得到最终的外形尺寸。解决了表面缺陷高精度检测和外形尺寸大范围测量的矛盾。实验证明:系统具有可靠、高效的特点。     

机器视觉在舰船综合保障中的应用研究

介绍了国外先进舰船综合保障方面的发展现状，从应用需求出发，分析了机器视觉技术在物资分拣、智能运输和智能监控等场景中的应用，探究了上述场景中提高舰船综合保障能力有关机器视觉的关键技术。机器视觉在提高舰船综合保障的自动化水平、作业效率以及节省人力需求等方面将发挥重要作用。     

基于轮廓提取的毛竹直径测量方法研究

针对目前人工测量原竹壁厚及径级尺寸中存在的效率低、准确率低、自动化程度低等问题,提出一种利用脉冲式线阵激光相机并基于OpenCV图像处理库和编码器原理的原竹竹筒径级及壁厚尺寸测量方法。首先,采用中值滤波降低采集竹筒图像中的噪声;其次,采用全局阈值分割法分离背景和竹筒内壁纹理信息并通过Canny算子提取竹筒横截面轮廓;最后,基于提取轮廓的像素点坐标计算得到了竹筒直径及壁厚尺寸。试验结果表明,对于任意选取的12个不同尺寸的竹筒,该算法在径级和壁厚测量结果的准确度分别达到95.12%和93.25%,同时平均测量时间为810 ms,远优于人工测量。基于机器视觉的毛竹径级及壁厚的检测方法可以满足测量所需的准确度并提高测量效率,为利用机器视觉技术代替人工检测提供了理论依据。