下面將按照處理過程來介紹邊緣檢查的原理。理解原理有助于優(yōu)化檢查設(shè)置。除此之外,還將介紹一些有代表性的邊緣檢 查的例子以及可以穩(wěn)定檢查效果的預(yù)處理濾鏡的選擇方法。
所謂邊緣是指圖像內(nèi)明亮部位與陰暗部分的邊緣。邊緣檢測是通過視覺系統(tǒng)來檢測這種濃淡變化的邊緣。
可以通過下列4個過程來得到邊緣。
對于測量區(qū)域內(nèi)的圖像進行投影處理。投影處理是相對于檢查方向進行垂直掃描,然后計算各投影線的平均濃度。投影線平均濃度波形被稱為投影波形。
計算投影方向的平均濃度。
可以減少區(qū)域內(nèi)的噪點造成的檢查錯誤。
根據(jù)投影波形進行微分處理。可能成為邊緣的、濃淡變化較大的部位,其微分值也較大。
微分波形(邊緣強度波形)
計算濃淡(級)變化量的處理過程。
可以消除區(qū)域內(nèi)濃度絕對值的變化所導(dǎo)致的影響。
例:沒有濃淡變化的部位的微分值是0。
白色(255)→黑色(0) 時的值是-255。
在實際生產(chǎn)線上,為了使邊緣實現(xiàn)穩(wěn)定的狀態(tài),通常會進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整以使微分絕對值接近100%。
將超過預(yù)先設(shè)置的“ 邊緣感度(%)”的微分波形的峰值作為邊緣位置。根據(jù)濃淡變化峰值的檢測原理,在照度經(jīng)常發(fā)生變化的生產(chǎn)線上也可以穩(wěn)定的檢測出邊緣。
對于微分波形中最大部分的中心附近的3個像素,根據(jù)這3個像素形成的波形,進行修正演算。以1/100像素為單位測算邊界位置(亞像素處理)。
邊緣檢查具有下列衍生模式。下面將分別介紹其代表性應(yīng)用。
邊緣位置
邊緣數(shù)量
邊緣寬度
邊緣配對
邊緣節(jié)距
邊緣角度
趨勢邊緣寬度
趨勢邊緣位置
在多個部位設(shè)置邊緣位置模式,測量檢測對象的X座標或Y 座標。
利用邊緣寬度的“ 外部尺寸”模式,檢測金屬板的寬度、孔洞的X方向/Y方向孔徑等。
1. 板寬:16.025mm
2. 孔徑:
X 8.105mm
Y 8.210mm
3. 法蘭:
左 1.210mm
右 1.230mm
以圓周作為檢測區(qū)域,檢測切缺部位的角度(相位)。
利用“ 圓周”區(qū)域的“ 趨勢邊緣寬度”模式,掃描環(huán)狀工件的內(nèi)徑、評價扁平度等。
最大外徑
207.325mm
趨勢邊緣位置( 寬度)模式是指在掃描檢查區(qū)域內(nèi)較窄的邊緣窗口的同時檢測邊緣位置。利用這種檢查模式,可以對于一個窗口內(nèi)的多個點進行邊緣位置( 寬度) 檢查,因此可以確保捕獲工件的微小變化。
樹脂部件的“ 凹陷 ”
捕獲細微的變化。
橡膠墊的缺損
對于圓形工件,在圓周方向進行邊緣旋轉(zhuǎn),以確保發(fā)現(xiàn)檢查部位的變化。
使小范圍內(nèi)的段以小間距進行移動,檢查各點的邊緣寬度或邊緣位置。
邊緣檢查的關(guān)鍵在于如何有效減少邊緣的不均現(xiàn)象。預(yù)處理濾鏡具有“中值”或“平均化”的作用,因此有助于保持穩(wěn)定的檢查效果。下面介紹預(yù)處理濾鏡的特點及選擇方法。
3×3 像素的平均濾鏡??梢杂行p少噪點因素的 影響。
3×3 像素的中值濾鏡。可以在保持圖像清晰的同 時,有效減少噪點因素的影響。
一般說來,通過“中值化”或“平均化”,可以得到穩(wěn)定的邊緣檢查效果。但是,對于特定的工件,究竟應(yīng)該選擇哪一種濾鏡才可以得到更佳效果?下面將介紹對于各濾鏡的測量值的偏差進行評價的統(tǒng)計學(xué)方法。
一般說來,應(yīng)選擇可以使“ 最大值 - 最小值 ”或“ 偏差 ”實現(xiàn)最小的濾鏡。
CV系列(CV2000以上)具有統(tǒng)計分析功能,可以保存測量數(shù)據(jù),并對其進行統(tǒng)計分析。
利用這種功能,通過分別采用“無濾鏡”、“中值化”、“平均化”、“中值化+平均化”、“平均化+中值化”在靜止?fàn)顟B(tài)下重復(fù)測量,并對于各數(shù)據(jù)的統(tǒng)計結(jié)果進行確認,可以得到更佳的濾鏡設(shè)置。
圖像傳感器邊緣檢查模式的使用要點:
下一個主題是位置測量/搜索模式的原理及運用方法。
搜索模式不僅可用于組裝工序中的部件定位等,還具備位置補正功能,下面就其原理及運用方法進行說明。