机器视觉调试中可能会出现那些问题详细解决方法资料说明

　　作为尺寸测量的视觉系统，核心的指标就是系统的精度，而在大多数情况下，精度的调试和验证过程也正是最耗时间和人力的。可以说，掌握正确的调试和验证方法直接关系到项目的成败。

　　在统计学中，有多种用以评价测量系统的指标（参阅《测量系统分析》）。在本文中，选取“重复性”和“准确性”用以评价。

　　重复性最大差值（简称“重复性”）：选取5只产品，用视觉系统各测10次；计算每只产品的最大测量值和最小测量值间的差值，然后取所有差值中的最大值。

　　准确性最大差值（简称“准确性”，又称“偏倚”）：选取10只产品，用视觉系统各测5次，计算各次的平均值，再用三次元显微镜等工具也各测5次，计算各次的平均值；最后计算两个值间差值的绝对值，取其中的最大值。

　　重复性=Max （Max单产品-Min单产品）

　　准确性=Max （ |Average单产品视觉-Average单产品三次元| ）

　　值得注意的是，为了保证取得数据客观真实，视觉系统和三次元测量时都应该重新取放产品。

　　明确了评价的指标和方法，下面我们谈谈影响视觉系统精度的因素有哪些。

　　A． 镜头光轴的方向角（Z轴）

　　二维视觉检测系统测量的是二维尺寸，三维空间图像沿着镜头光轴方向投影到CCD靶面，然后用软件分析CCD不同位置的像素灰度达到测量的目的。如果光轴的方向角与预期的有差异，空间图像就不能得到一个正确的投影，从而造成错误的结果。通常的处理方法是设计校准基准块以协助确认，用机械的方法调整Z轴方向角。请参阅“中心pin测试机改善报告”第6、7页。

　　B． 视觉边界和真实边界间的差异

　　测量通常都是要求计算产品的某个机械边界的位置度，而视觉系统的软件分析是基于灰度边界的，倘若灰度边界和机械边界不重合，测量的误差将会产生。机器视觉照明的主要课题正是要使灰度边界清晰稳定，而且与机械边界重合；对于某些机械边界不锐利、有倒角、圆弧过渡形式的产品，照明方案尤其需要仔细斟酌，确保成像的“饱满”。请参阅“中心pin测试机问题分析”第5、6页。另一点需要提醒的是，“饱满”一般是通过使用合理的照射角度、而非照射强度实现；事实上，过度曝光通常是应该避免的，因为CCD的物理单元接受的光强过大时，相邻的物理单元灰度会受到影响，从而影响检测边缘的真实性。

　　C． 测量的位置和几何算法（广义）

　　要保证测量的重复性，必须保证每次测量的是同一位置。这需要我们仔细分析产品的尺寸特点，设计合适的机械夹具定位产品，选取正确的软件定位工具，以达到上述目的。

　　要保证测量的准确性，我们必须确认视觉和三次元使用同样的几何算法。在实际操作中，我们会在视觉系统和三次元上使用同一个产品夹具，同样的调整水平的方式，使用同样的测量方法，如点到线的距离、绝对高度等。

　　D． 产品放置的稳定性

　　产品在反复取放的测量过程中，如果放置的X、Y、Z方向位置出现偏差，可能影响上文所提及的三个因素，进而对系统的重复性产生影响。倘若测量的是绝对尺寸，放置的稳定性对几何算法的影响就更为直接和致命。

　　相对尺寸：产品自身的某两个位置的相对位置尺寸。

　　绝对尺寸：产品紧靠在某个机械基准，然后测量产品某个位置在相对相机的