機器視覺在汽車制造業(yè)中應用重要性
“機器視覺”的用途很多，隨著20世紀90年代以來光電、自動化和計算機圖像處理技術的迅速發(fā)展，機器視覺已在包括汽車制造業(yè)在內(nèi)的很多工業(yè)部門得到越來越廣泛的應用。作為一種新穎而又實用的傳感技術，圖像檢測單元近年已實現(xiàn)產(chǎn)品化，一些知名的廠商，如日本的松下公司、德國的西門子公司等都推出了品種規(guī)格齊全的系列化產(chǎn)品，包括光源、攝像頭、處理器等，對圖像檢測技術的推廣應用創(chuàng)造了有利的條件。與此同時，所頒布的相關標準不但規(guī)范了生產(chǎn)，而且為用戶在不同情形下選用合適的檢測單元，更快、更好地進行系統(tǒng)設計提供了依據(jù)。
相比之下，國內(nèi)在這方面尚處于起步階段，即使在近20年獲得迅速發(fā)展的汽車制造業(yè)，機器視覺的應用也相當有限。但通過以下應用實例，可清楚地看出這項新技術的應用前景。
在精密測量中的應用
圖1位移檢測系統(tǒng)示意圖
精密測量是機器視覺一個重要的應用領域，其對被測對象進行測量的原理如圖1所示。檢測系統(tǒng)主要由光學系統(tǒng)、CCD攝像頭和計算機處理系統(tǒng)（圖中未表示）等組成。由光源發(fā)出的平行光束照射到被測對象的檢測部位上，其邊緣輪廓經(jīng)過顯微光學鏡組成像在攝像機的面陣CCD像面上，經(jīng)計算機進行圖像處理后獲得被測對象邊緣輪廓的位置。如果使被測對象產(chǎn)生位移，再次測量其邊緣輪廓位置，則兩次位置之差便是位移量。顯然，若被測對象的兩條平行的邊緣輪廓能處于同一幅圖像內(nèi)，則其二者位置之差即為相應尺寸。
上述系統(tǒng)極為適合對大批量生產(chǎn)情況下工件的在線檢測，尤其是當被測對象尺寸較小、形狀比較簡單時，更能顯示其優(yōu)越性。電子接插件，包括汽車電子產(chǎn)品中的接插件就是典型例子，它們的生產(chǎn)效率和成品尺寸精度都較高，前者可達到每分鐘數(shù)百件，而后者多數(shù)為0.01mm的數(shù)量級。當采用圖1所示系統(tǒng)進行測量時，零件（插腳）所形成的圖像由于與其明亮背景之間的強烈對比，而具有清晰的剪影效果。這樣的理想圖像為準確測量被檢對象的尺寸和輪廓（形狀）特征創(chuàng)造了條件。圖2顯示了一部分沖壓成形的插腳隨著金屬輸送帶通過檢測工位時產(chǎn)生的典型背光圖像
需指出的一點是，盡管采用的是對零件圖像的邊緣檢測，但根據(jù)工件的不同情況，具體做法上仍有差別。如對圖2所示零件（插腳）的圖像上可以設置3條（L1、L2、L3）或多條檢測線，分別采用簡單的閥值法或單雙峰法檢測出零件的邊緣信息。由于3條檢測線之間保持著相互垂直交叉的關系，因此可以通過聯(lián)立3線（或多線）的邊緣檢測點確定插腳相對于圖像平面的位置（X、Y）和轉角（?）。這些目標零件的位置信息（邊緣坐標和起始轉角）將傳送給計算機處理系統(tǒng)，以做出相應的評價。
圖像檢測技術用于精密測量的另一個實例是在刀具預調(diào)測量中的應用。傳統(tǒng)的檢測方式是光學投影和光柵數(shù)顯表相結合，前者用于瞄準定位，后者用于測量、讀數(shù)。整個過程需較多的人工參與，對操作人員的要求高，效率卻較低。幾年前誕生的新穎刀具預調(diào)測量儀把機器視覺、光柵技術、計算機軟硬件、自動控制技術等有機結合，使傳統(tǒng)的工作方式發(fā)生了根本變化，無論在測量精度、操作方便和工作效率上都有了極大的提高。而主要原因就是以機器視覺替代了傳統(tǒng)的光學投影，從而徹底改變了原有的工作模式。
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