保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的解決方法
上篇文章說了機(jī)器視覺系統(tǒng)存在的一些不穩(wěn)定因素，有沒有辦法減小這些不穩(wěn)定因素呢？請(qǐng)看下面的方法和建議。

1、硬件選擇與方案設(shè)計(jì)

成像系統(tǒng)的硬件選擇尤為重要，通過以上對(duì)CCD相機(jī)與CMOS相機(jī)的分析可知，如果沒有特殊的要求，比如攝像速度較高（CMOS具有更快的讀出速度），CCD傳感器相機(jī)是保證圖像質(zhì)量和穩(wěn)定性的首要選擇，其中相機(jī)的分辨率和幀率主要根據(jù)檢測(cè)精度和檢測(cè)速度來選擇，通過計(jì)算檢測(cè)物體的視場(chǎng)大小與相機(jī)與被測(cè)物之間的距離決定合適的分辨率，考慮被測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)速度與檢測(cè)精度要求選擇相機(jī)的幀率。

對(duì)于鏡頭，主要需要根據(jù)相機(jī)的極限分辨率來選取對(duì)應(yīng)的鏡頭分辨率，選擇大于相機(jī)極限分辨率的相機(jī)即可，還需要根據(jù)工作距離與視野計(jì)算鏡頭的焦距，并根據(jù)被測(cè)物體與相機(jī)的距離變化選用合適的景深。在高精度測(cè)量下，要保證測(cè)量精度，除以上參數(shù)的正確選擇之外，可以選擇幾何畸變相對(duì)于普通鏡頭小的遠(yuǎn)心鏡頭，遠(yuǎn)心鏡頭不僅幾何畸變較小，還能減小物體距離變化帶來的誤差。

機(jī)器視覺系統(tǒng)工作流程圖

2、標(biāo)定
工業(yè)相機(jī)與鏡頭由于工藝的原因，總會(huì)或多或少地導(dǎo)致獲取的原始圖像存在幾何畸變誤差，這種誤差不能通過硬件的優(yōu)化徹底消除，但可以利用標(biāo)定軟件算法來減弱這種誤差對(duì)測(cè)量精度的影響，相機(jī)標(biāo)定的基本原理是通過相機(jī)對(duì)視場(chǎng)內(nèi)不同角度標(biāo)準(zhǔn)圖像（通常使用標(biāo)定板）的拍攝來求出相機(jī)的內(nèi)、外參數(shù)以及畸變參數(shù)，建立三維坐標(biāo)與圖像坐標(biāo)的映射關(guān)系，從而對(duì)得到的原始畸變圖像進(jìn)行矯正，通常相機(jī)標(biāo)定在有精度要求的測(cè)量和定位中必須使用。

3、選擇合適算法
硬件采集到的原始圖像最終要通過圖濾波、邊緣檢測(cè)等算法才能完成檢測(cè)功能，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果的輸出。其中圖像濾波可以抑制采集到圖像中存在的噪聲，降低光源與灰度值不穩(wěn)定的問題，提高信噪比，其本質(zhì)是通過算法保證圖像上像素點(diǎn)間最小方差最小。對(duì)于高精度測(cè)量系統(tǒng)來說，粗邊界像素級(jí)精度往往難以滿足要求，亞像素級(jí)邊緣定位技術(shù)在像素級(jí)別位置通過細(xì)分算法與擬合方法結(jié)合可以使邊緣位置達(dá)到0.1甚至0.01的亞像素級(jí)精度，系統(tǒng)檢測(cè)精度得到保證。

總結(jié)

綜上所述，機(jī)器視覺系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要考慮多方面的因素，除了根據(jù)需求按照常規(guī)選型參數(shù)選擇相應(yīng)參數(shù)的視覺配件之外，還需要考慮光源的穩(wěn)定性、相機(jī)的畸變誤差，以及被檢測(cè)物體與相機(jī)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)等因素給檢測(cè)系統(tǒng)帶來的穩(wěn)定性干擾與測(cè)量誤差。只有綜合考慮這些因素進(jìn)行視覺系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，才能建立穩(wěn)定、合格的機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)。