機(jī)器視覺(jué)可以捕捉、觀察和分析那些從前無(wú)法想象的任務(wù)。

想將檢測(cè)時(shí)間降低一個(gè)數(shù)量級(jí)、提高檢測(cè)質(zhì)量、降低成本、增加工人滿意度、提高安全性和減少不確定度?先進(jìn)的機(jī)器視覺(jué)技術(shù)是你的絕好選擇。用戶、系統(tǒng)集成商和機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品供應(yīng)商跟蹤了如下結(jié)果：

■ 與3英里每小時(shí)(mph)的人眼檢測(cè)速度相比，自動(dòng)3D檢測(cè)速度可以達(dá)到30英里每小時(shí)。

■ 無(wú)級(jí)調(diào)解產(chǎn)品的機(jī)器人維修。

■ 以200m/min的速度對(duì)生產(chǎn)和結(jié)構(gòu)疵點(diǎn)進(jìn)行網(wǎng)面檢測(cè)，比肉眼速度快10倍。

■ 每秒記數(shù)450個(gè)形狀各異、大小不同的物體，精度高達(dá)99%。

■ 每份中可以對(duì)1200個(gè)不同顏色和大小的產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)并做出合格判定，可以設(shè)置10個(gè)以上的合格判據(jù)，精度在95%到99%之間。花費(fèi)只有預(yù)期的1/3，9個(gè)月即可收回成本。

為了更快的進(jìn)行檢測(cè)，Nagle Rearch將Scik3D技術(shù)整合到獲專利的Georgetown Rail Aurora軌道檢測(cè)系統(tǒng)之中。

圖片顯示了木制枕木(圖1)和混凝土枕木(圖2)。圖3是裝載視覺(jué)系統(tǒng)的卡車，可以消除人為檢測(cè)的困難和不準(zhǔn)確。

圖1

圖2

圖3
感受機(jī)器視覺(jué)帶來(lái)的便利包括：

3D攝像頭可以以30mph的速度監(jiān)測(cè)鐵路

你愿意沿著鐵路邊走邊找疵點(diǎn)，還是愿意坐在車上以30mph的速度前行，而把工作留給3D攝像頭去完成，并且可以每小時(shí)檢測(cè)70000節(jié)鐵軌，每天檢測(cè)幾百英里?對(duì)于9英尺枕木的檢測(cè)長(zhǎng)期以來(lái)被認(rèn)為是軌道維護(hù)的“寶石”，它可以確保工人的安全、舒適，且便于制定維護(hù)計(jì)劃。

當(dāng)檢查員們沿著鐵軌邊走邊對(duì)每一根枕木進(jìn)行判斷的時(shí)候，高穩(wěn)定性的枕木檢測(cè)向傳統(tǒng)的鐵軌檢測(cè)和枕木維護(hù)發(fā)起了挑戰(zhàn)，為什么?

■ 肉眼檢測(cè)人員對(duì)“好”或“壞”的判斷準(zhǔn)則是一直變化的;
■ 兩個(gè)檢測(cè)人員對(duì)同一根鐵軌的評(píng)價(jià)不可能完全一致;
■ 檢測(cè)人員在每一次評(píng)價(jià)上只能用僅僅1秒鐘;
■ 而且鐵路路況條件繁復(fù)多變。

來(lái)自于德克薩斯州Austin公司的Nagle發(fā)現(xiàn)2D檢測(cè)并不適合枕木的檢測(cè)，原因是枕木表面的污染物很多。Nagle將3D版本的Sick Ranger高速攝像頭集成到軌道用小型載貨車上，用來(lái)檢測(cè)枕木的幾何結(jié)構(gòu)，不考慮顏色和對(duì)比度的影響。此產(chǎn)品叫作Georgetown Rail Aurora 3D軌道檢測(cè)系統(tǒng)(獲美國(guó)和國(guó)際專利)，它可以記錄鐵軌的全尺寸，每個(gè)坐標(biāo)方向上以每小時(shí)30公里的速度捕捉三位表面圖像，解析度可以達(dá)到0.04英寸。

Georgetown Rail號(hào)稱此系統(tǒng)可以精確地檢測(cè)木制枕木、混凝土枕木、鐵釘、鉚釘和枕木墊板。它還可以測(cè)量枕木間距和鐵軌基座腐蝕程度。

Nagle列舉了一系列用戶分析軟件，它們可以處理數(shù)以G計(jì)的數(shù)據(jù)，并針對(duì)超過(guò)12個(gè)枕木條件生成詳細(xì)報(bào)告，對(duì)有問(wèn)題的枕木還可以回傳3D圖像。檢測(cè)完成后48小時(shí)內(nèi)，可以針對(duì)軸承、曲率、標(biāo)題、英里標(biāo)識(shí)、枕木位置的全球定位數(shù)據(jù)、鐵軌接縫檢測(cè)、單一枕木或枕木群上的鐵軌基座腐蝕、軌底坡、枕木間距、枕木墊板和鐵釘分級(jí)等信息增加變量，以符合用戶需求。

在北美廣泛使用的Aurora系統(tǒng)迅速擴(kuò)展到歐洲和其他市場(chǎng)。視頻展示了3D檢測(cè)系統(tǒng)的強(qiáng)大功能。

www.georgetownrail.com/aurora.php
www.nagleresearch.com
www.sickusa.com/machinevision

散落物體計(jì)數(shù)

對(duì)數(shù)量、次數(shù)以及軸承滾球、化學(xué)藥粒、種子、醫(yī)藥品等高速高頻落體加工領(lǐng)域中的對(duì)象位置的測(cè)量對(duì)系統(tǒng)的精確測(cè)量能力提出了新的要求。這樣的系統(tǒng)可以改進(jìn)生產(chǎn)廠商的流程和控制質(zhì)量。傳統(tǒng)的技術(shù)已經(jīng)弊端盡露：

油脂皮帶機(jī)系統(tǒng)不是實(shí)時(shí)測(cè)量系統(tǒng)，需要測(cè)量前預(yù)處理。LED/光電檢測(cè)或者柵格提供實(shí)時(shí)、高速的測(cè)量，但是其空間解析度不高，最低只能檢測(cè)4mm的物體，而且對(duì)多種物體形成的物塊也無(wú)能為力。

帶有一個(gè)線掃描攝像頭的基于機(jī)器視覺(jué)的系統(tǒng)已經(jīng)證明比油脂皮帶機(jī)系統(tǒng)和LED/光電柵格檢測(cè)法更好，但是單一攝像頭仍舊無(wú)法區(qū)別物塊或多重物體，因?yàn)槠涮咏耍雌饋?lái)就像一個(gè)物體。

通過(guò)使用 V I Engineering機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)輔以 National Instruments組件、軟件和在同一個(gè)平面垂直于敏感區(qū)域的2個(gè)線%%掃描攝像頭和線性背景光源，John Deere每秒鐘可以計(jì)數(shù)450個(gè)零件。

設(shè)計(jì)的目標(biāo)是為John Deere搭建一套系統(tǒng)，用于時(shí)間間距和高速下落物體XY軸物位的檢測(cè)，區(qū)分物塊中的每一個(gè)物體，同時(shí)確保精度高于99%，檢測(cè)速率每秒200個(gè)。

V I Engineering公司設(shè)計(jì)了一套基于IEEE1394 的線掃描攝像頭和逆光單元的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)。使用了專門的圖像采集算法，性能超過(guò)預(yù)期。最小檢測(cè)尺寸小于1mm，最大檢測(cè)尺寸超過(guò)25mm，物體下落速率可以高達(dá)每秒450個(gè)。系統(tǒng)采用了National Instruments Labview公司的NI圖像開(kāi)發(fā)模組和針對(duì)1394的NI-Imag組件。PC需插裝一塊NI PCI-8252接口卡，連接兩個(gè)先掃描攝像頭。PCI Express技術(shù)協(xié)助完成規(guī)范系統(tǒng)以及機(jī)器視覺(jué)。

此系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)性能超過(guò)了預(yù)期要求，可以識(shí)別、匹配、計(jì)數(shù)和測(cè)量不規(guī)則形狀的物體。John Deere使用此系統(tǒng)協(xié)助產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和完善加工工藝。

通過(guò)使用逆光技術(shù)，每一個(gè)物體都表現(xiàn)為白色背景上的一個(gè)黑色質(zhì)點(diǎn)，表面狀況、亮度和顏色都無(wú)需關(guān)注，所以視覺(jué)算法不用隨著物體的外觀作調(diào)整。僅靠著兩個(gè)攝像頭的圖像，視覺(jué)算法就可以匹配和區(qū)分所有物體，并且還能區(qū)分成堆物塊。

遠(yuǎn)心鏡頭可以消除物體失真，但是為了節(jié)約成本，補(bǔ)償是通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

www.ni.com
www.pciexpress.org
www.viengineering.com

敏銳的機(jī)器人視覺(jué)

SIR——意大利一家機(jī)器制造商，專營(yíng)機(jī)器人產(chǎn)品，它使用Cognex公司的PatMax視覺(jué)工具開(kāi)發(fā)了一套獨(dú)一無(wú)二的自動(dòng)化工作單元，用于二次加工(打磨和表面處理)。二次加工刀具是預(yù)先集成在系統(tǒng)中的。二次加工需要很多決策技巧，由于產(chǎn)品是隨機(jī)的，而且也沒(méi)有兩把刀具是完全一樣的。反復(fù)的磨損，使刀具已經(jīng)喪失了原來(lái)的形狀，這樣就無(wú)法計(jì)算刀具輪廓。

機(jī)器人在視覺(jué)系統(tǒng)實(shí)時(shí)刀具形狀預(yù)測(cè)的幫助下將刀具定位。視覺(jué)系統(tǒng)還能記住刀柄的類型，然后掃描刀刃，計(jì)算重構(gòu)原始形狀。得到輪廓之后，第一次刀刃分析會(huì)區(qū)別分析每一個(gè)不規(guī)則點(diǎn)。太多的偏差會(huì)觸發(fā)正常工作循環(huán)的修改。