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视觉测量技术简介
2018.09.05
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什么是视觉测量技术?

视觉测量越来越流行,利用传感器采集测量图像,利用图像信息与物方空间内几何信息间“精确映射”关系实现测量。高精度测量的关键就是这里的“精确映射”。


视觉测量为什么要考虑畸变?

传统的视觉成像模型是“小孔成像模型”,这种模型忽略成像光路中各种误差的影响,是线性成像关系,可以直接用在对测量精度要求不高的场合。实际成像系统中由于径向畸变、切向畸变及仿射和非正交变形等因素的影响,光线并不是按直线传播,即空间的一个物体上的一点,我们希望它沿着穿过镜头中心的直线直接打到像面上,但实际情况是它在镜头里弯曲了即使它仍穿过镜头中心,打到像面时它也是按照一条曲线行进的。或许这种影响我们眼睛感受不到,但在测量时即使偏了2个像素也可能会有1mm的偏差,所以精密测量时才会要求将偏差补偿回去,此时我们所看到的图像是畸变的图像,有时照相丑可能也是因为这个原因。

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视觉测量技术把图像作为检测和传递信息的手段或载体加以利用,从图像中提取有用的信号,通过处理被测图像而获得所需的各种参数。视觉测量技术以机器视觉为基础,融光电子学、计算机技术、激光技术、图像处理技术等现代科学技术为一体,组成光、机、电、算综合的测量系统,具有非接触、全视场测量、高精度和自动化程度高的特点。基于视觉测量技术的仪器设备能够实现智能化、数字化、小型化、网络化和多功能化,具备在线检测、动态检测、实时分析、实时控制的能力,具有高效、高精度、无损伤的检测特点,可以满足现代精密测量技术的发展需要,目前已广泛应用于工业、军事、医学等领域,并得到了极大的关注。可以见到许多国内外利用视觉测量技术研制的仪器,如光学三坐标测量仪、AI智能一键式测量仪,基于视觉技术的刀具预调测量仪等先进仪器。

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AI智能一键式测量仪

视觉测量技术的发展趋势

视觉测量技术是一种很有发展前景的自动检测技术,可以实现智能化、柔性、快速和低成本的检测。随着计算机视觉理论研究不断深入,视觉检测将很快在各行各业中广泛应用。视觉测量技术的发展趋势主要体现在以下几点:

1.  实现在线实时检测

视觉检测系统大多用在工业现场及工业生产线中,对于在线实时检测,如何将视觉测量系统嵌入到生产线相应的工序中,使测量速度与生产线节拍相一致,是视觉测量走上实际应用的关键一步。视觉检测执行时间在很大程度上取决于底层图像处理(图像平滑、滤波、分割等)速度。因此,使用专用硬件实现独立于环境的处理算法,可大大提高图像处理速度。

 

2.  实现智能化检测

从 CAD 系统中提取零件视觉模型与检测信息(包括零件位置与方向、摄像机视角等),选定检测项目、检测点和检测路径,建立智能检测规划,并控制工业机器人抓取零件并放置到合适的位置进行检测。

 

3.  实现高精度检测

与视觉系统相比,坐标测量机在检测精度和测量空间范围上占有很大优势,因此,基于 CMM 的视觉检测系统已经成为视觉检测技术的一种新趋势。集成化的 CMM 和视觉检测系统可以利用视觉系统迅速识别零件的形状及其在测量平台上的位置和状态,完成机器坐标系、零件坐标系、摄像机坐标系之间的转换,帮助  CMM  实现检测路径自动形成与测量结果判断。同时深入研究亚像素定位技术,使之应用到实际的检测系统中,以提高检测精度和降低系统成本。

 

总之,随着计算机视觉技术自身的成熟和发展,计算机视觉测量技术必将在现代和未来制造企业中得到越来越广泛的应用。

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