基于机器视觉的通用视觉检测系统设计

韩孟初

摘要：为了解决人眼的疲劳性，会导致错检、漏检等问题。现设计一款通用型视觉检测设备来代替人员检测。又因产品多样性，文设计了一款通用CCD检测定性设备，主要用于检测产品的漏装零部件漏印刷等问题。该系统可快速添加不同型号的产品的不同检测内容，也可以快速切换已有不同产品型号。目前机器视觉在工业自动化中是非常重要的存在。视觉系统运行稳定，操作简便，在检测领域具有广阔的应用前景。

关键词：机器视觉;图像处理

1、引言

机器视觉是指用计算来模拟人的视觉功能，代替人眼的一门工业技术。目前机器视觉广泛的应用于工业检测、医学、遥感图像处理、鉴别、件事系统等方面。当今市场企业竞争强烈，代工厂企业最重要的就是品质，如何能保证高品质产品是我们的极其重要的方向。

在产品生产过程中我们需要增加检测工序来确保出货产品的出货质量。CCD就是其中的一种。由于公司生产的连接器外形材质各部相同，种类繁多，既要快速添加程式又要简单操作，为此我们研制了通用型的CCD检测设备，其中视觉检测及通用程序就是核心的部分。

2、设备功能介绍

设备由2套光学系统、信号采集系统、电脑、电控盒、整形机构、侦测机构、输送机、机罩、卸料机构组成。整形机构：由整形板、调节杆等组成。操作工通过调节杆将整形板间距调至合适距离，调节板将产品整形。

光纤系统机构：由光纤等组成，主要负责检测到产品后通知相机准备检测

相机机构：由相机、镜头、光源、棱镜等组成，主要进行产品的图像采集工作相机采用500万像素的高品质相机，镜头采用的双远心镜头。远心镜头的好处就是产品在镜头允许范围内上下浮动，图像都能清晰呈現并且很清晰。光源采用耳朵是70度白色环形光源，该光源可在电连接器上方较远处打光，以及同轴光源，该光源可以把产品表面打的比较均匀。两种光源能涵盖大多数的产品检测的辅助打光工作。

卸料机构：由卸料气缸、卸料板等组成，进行不良品的卸料工作

产线操作人员将产品摆放在皮带线上，产品有运输带运输。将产品首先经过整形工站由整形板调整位置，进料检测光纤侦测到产品开始记录时间，到设定时间的位置通知相机对产品进行拍照，将处理的结果与标准值进行比对，判断产品的合格或不合格，当产品移动到不良品卸料处时，卸料气缸将不良品卸至不良品盒子中，合格品有输送带送至流水线上流往下个工站继续生产。

3、通用性介绍

目前产品检测内容多变：产品的尺寸、是否漏装零件、是否错装零件、零件是否装到位等。产品外形轮廓各部相同：细长、长方体、圆柱体等各种形状。所以在开发的时候编写通用程序架构就尤为重要。因为产品的多变性，要想快速、简便增加检测程式就变得尤为重要。主程序界面有一个程式维护的页面，当需要添加新的产品检测的时候使用。

在视觉部分我们采用的是视觉系统，在开始获取、分析、处理图像之前，必须建立图像处理系统。建立图像处理系统的方法取决于图像的环境以及分析处理的需要。在视觉系统软件设计中图像处理是非常重要的部分。通用型定性检测设备检测产品的时候因为无载具定位所以在检测产品的时候要建坐标系才方便检测产品。

定位产品需要建立坐标系的原点以及坐标系方向。一般以产品的外轮廓来定位取水平及垂直的两个边的交点为圆心，一条边为方向，这样产品摆放的时候歪斜一点也能进准定位产品的位置。

下图为检测程序的程序主界面及添加检测产品的参数设置界面。

总结：

在当今社会，产品质量对于生产企业的重要性不言而喻，而视觉系统在自动化检测技术和设备中又担任主要角色。产品质量是企业生存和发展的根本，应该引起足够的重视。检测是产品质量的最重要的一关，机器视觉研究经历了近40年的过程，仍然在不端发展进步。它不仅与眼睛有关，还和大脑的推理和学习有关。研究计算机视觉的目的是要实现对人类视觉的模拟和延伸。人力成本的上升也在，所以机器代替人工是未来的一大趋势。

参考文献：

[1]机器视觉中的图像采集技术，刘焕军，电脑与信息技术，2003

[2]基于PC的机器视觉系统，颜发根、丁少华，2004

[3]《机器视觉算法与应用》，CarstenSteger、Markus UIrich、Christian Wiedemann，2008，清华大学出版