影響機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的關(guān)鍵不穩(wěn)定問(wèn)題有:機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的精確定位的影響、外部環(huán)境的影響、軟件系統(tǒng)的穩(wěn)定性、工業(yè)相機(jī)對(duì)成像穩(wěn)定性的影響、光源對(duì)成像穩(wěn)定性的影響等。
1）硬件配置的選擇和制定
成像系統(tǒng)硬件配置的選擇是非常重要的。從下面對(duì)CCD相機(jī)和CMOS相機(jī)的介紹中，我們可以知道，如果沒(méi)有特殊的要求，如更高的拍攝速度，CMOS具有快速的讀取速度，CCD傳感器相機(jī)是保證圖像質(zhì)量和穩(wěn)定性能的關(guān)鍵選擇。根據(jù)檢測(cè)精度和檢測(cè)速度選擇工業(yè)相機(jī)的像素和幀速率。為它們間的距離選擇合適的像素，并結(jié)合被測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)速度和檢測(cè)精度要求選擇攝像機(jī)的幀速率。
對(duì)于工業(yè)相機(jī)來(lái)說(shuō)，關(guān)鍵是通過(guò)工業(yè)相機(jī)的像素來(lái)選擇匹配的工業(yè)鏡頭像素。選擇像素高于工業(yè)鏡頭限制的攝像頭就足夠了。還需要通過(guò)工作距離和視場(chǎng)，并通過(guò)被測(cè)產(chǎn)品和攝像機(jī)來(lái)計(jì)算攝像機(jī)的焦距。更改間隔以選擇適當(dāng)?shù)木吧?。在高精度測(cè)量的情況下，為保證測(cè)量精度，除了合理選擇上述主要參數(shù)外，還可以選擇幾何畸變比普通相機(jī)小的遠(yuǎn)心鏡頭。遠(yuǎn)心鏡頭不僅幾何畸變小，而且減小了產(chǎn)品節(jié)距的變化產(chǎn)生的誤差值。
如果沒(méi)有特別要求選擇X射線等不可見(jiàn)光源，對(duì)于可見(jiàn)光源，應(yīng)首先考慮LED光源。就光源的均勻性而言，光源的均勻性對(duì)采集圖像的質(zhì)量至關(guān)重要。LED光源明顯強(qiáng)于鹵素?zé)簟晒鉄舻裙庠?，而且功耗低，使用壽命長(zhǎng)，對(duì)自然環(huán)境無(wú)污染優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，為了減少內(nèi)部光線對(duì)視覺(jué)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，可以通過(guò)增加一個(gè)燈箱來(lái)屏蔽內(nèi)部光源。
2）軟件設(shè)計(jì)
校準(zhǔn)
鏡頭和鏡頭，由于技術(shù)因素，總是會(huì)造成原始圖像之中或多或少的幾何失真誤差值。這種類(lèi)型的誤差值不能通過(guò)優(yōu)化硬件配置來(lái)解決，但可以通過(guò)使用校準(zhǔn)軟件系統(tǒng)優(yōu)化算法來(lái)削弱。這種類(lèi)型的誤差值會(huì)影響測(cè)量精度。攝像機(jī)標(biāo)定的基本原理是利用攝像機(jī)對(duì)視場(chǎng)之中不同角度的標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行測(cè)量。通過(guò)攝像機(jī)的拍攝，計(jì)算出攝像機(jī)的主要上下參數(shù)和畸變的主要參數(shù)，構(gòu)造出三維坐標(biāo)與圖像坐標(biāo)的映射關(guān)系，進(jìn)而對(duì)原始畸變圖像進(jìn)行校正必須用在瞄準(zhǔn)。
圖像處理
硬件配置采集的原始圖像，通過(guò)圖像濾波、邊緣檢測(cè)等優(yōu)化算法，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)功能，并輸出檢測(cè)結(jié)果。其中，圖像濾波可以降低采集圖像中的噪聲，減少光源和灰度值不穩(wěn)定的問(wèn)題，提高信噪比，優(yōu)化算法保證圖像像素間方差*小。在高精度測(cè)量系統(tǒng)中，粗邊界的像素級(jí)精度往往不能令人滿(mǎn)意。亞像素級(jí)邊緣精確定位技術(shù)將細(xì)分優(yōu)化算法與像素級(jí)擬合方法相結(jié)合，使邊緣位置達(dá)到0.1甚至0.01亞像素精度。
