機器視覺可以捕捉、觀察和分析那些從前無法想象的任務(wù)。

想將檢測時間降低一個數(shù)量級、提高檢測質(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?先進的機器視覺技術(shù)是你的絕好選擇。用戶、系統(tǒng)集成商和機器視覺產(chǎn)品供應(yīng)商跟蹤了如下結(jié)果：

■ 與3英里每小時(mph)的人眼檢測速度相比，自動3D檢測速度可以達到30英里每小時。

■ 無級調(diào)解產(chǎn)品的機器人維修。

■ 以200m/min的速度對生產(chǎn)和結(jié)構(gòu)疵點進行網(wǎng)面檢測，比肉眼速度快10倍。

■ 每秒記數(shù)450個形狀各異、大小不同的物體，精度高達99%。

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

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

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

圖1

圖2

圖3
感受機器視覺帶來的便利包括：

3D攝像頭可以以30mph的速度監(jiān)測鐵路

你愿意沿著鐵路邊走邊找疵點，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，并且可以每小時檢測70000節(jié)鐵軌，每天檢測幾百英里?對于9英尺枕木的檢測長期以來被認為是軌道維護的“寶石”，它可以確保工人的安全、舒適，且便于制定維護計劃。

當檢查員們沿著鐵軌邊走邊對每一根枕木進行判斷的時候，高穩(wěn)定性的枕木檢測向傳統(tǒng)的鐵軌檢測和枕木維護發(fā)起了挑戰(zhàn)，為什么?

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

來自于德克薩斯州Austin公司的Nagle發(fā)現(xiàn)2D檢測并不適合枕木的檢測，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，用來檢測枕木的幾何結(jié)構(gòu)，不考慮顏色和對比度的影響。此產(chǎn)品叫作Georgetown Rail Aurora 3D軌道檢測系統(tǒng)(獲美國和國際專利)，它可以記錄鐵軌的全尺寸，每個坐標方向上以每小時30公里的速度捕捉三位表面圖像，解析度可以達到0.04英寸。

Georgetown Rail號稱此系統(tǒng)可以精確地檢測木制枕木、混凝土枕木、鐵釘、鉚釘和枕木墊板。它還可以測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計的數(shù)據(jù)，并針對超過12個枕木條件生成詳細報告，對有問題的枕木還可以回傳3D圖像。檢測完成后48小時內(nèi)，可以針對軸承、曲率、標題、英里標識、枕木位置的全球定位數(shù)據(jù)、鐵軌接縫檢測、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)迅速擴展到歐洲和其他市場。視頻展示了3D檢測系統(tǒng)的強大功能。

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

散落物體計數(shù)

對數(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)域中的對象位置的測量對系統(tǒng)的精確測量能力提出了新的要求。這樣的系統(tǒng)可以改進生產(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：

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

帶有一個線掃描攝像頭的基于機器視覺的系統(tǒng)已經(jīng)證明比油脂皮帶機系統(tǒng)和LED/光電柵格檢測法更好，但是單一攝像頭仍舊無法區(qū)別物塊或多重物體，因為其太接近了，看起來就像一個物體。

通過使用 V I Engineering機器視覺系統(tǒng)輔以 National Instruments組件、軟件和在同一個平面垂直于敏感區(qū)域的2個線%%掃描攝像頭和線性背景光源，John Deere每秒鐘可以計數(shù)450個零件。

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

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

此系統(tǒng)的開發(fā)性能超過了預(yù)期要求，可以識別、匹配、計數(shù)和測量不規(guī)則形狀的物體。John Deere使用此系統(tǒng)協(xié)助產(chǎn)品開發(fā)和完善加工工藝。

通過使用逆光技術(shù)，每一個物體都表現(xiàn)為白色背景上的一個黑色質(zhì)點，表面狀況、亮度和顏色都無需關(guān)注，所以視覺算法不用隨著物體的外觀作調(diào)整。僅靠著兩個攝像頭的圖像，視覺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。

遠心鏡頭可以消除物體失真，但是為了節(jié)約成本，補償是通過軟件來實現(xiàn)的。

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

敏銳的機器人視覺

SIR——意大利一家機器制造商，專營機器人產(chǎn)品，它使用Cognex公司的PatMax視覺工具開發(fā)了一套獨一無二的自動化工作單元，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)品是隨機的，而且也沒有兩把刀具是完全一樣的。反復(fù)的磨損，使刀具已經(jīng)喪失了原來的形狀，這樣就無法計算刀具輪廓。

機器人在視覺系統(tǒng)實時刀具形狀預(yù)測的幫助下將刀具定位。視覺系統(tǒng)還能記住刀柄的類型，然后掃描刀刃，計算重構(gòu)原始形狀。得到輪廓之后，第一次刀刃分析會區(qū)別分析每一個不規(guī)則點。太多的偏差會觸發(fā)正常工作循環(huán)的修改。