英國(guó)加工和包裝機(jī)械協(xié)會(huì)

英國(guó)工業(yè)視覺(jué)協(xié)會(huì)（UKIVA）稱，盡管機(jī)器視覺(jué)在指導(dǎo)機(jī)器人方面一直扮演著重要的角色。但對(duì)于安裝在機(jī)器人端部或放置于固定位置使用的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)而言，其最大的優(yōu)勢(shì)之一是能夠都實(shí)現(xiàn)三維測(cè)量，使其成為高產(chǎn)量和低產(chǎn)量的制造中質(zhì)量控制的一部分。

從圖像中可以獲取的量化測(cè)量數(shù)據(jù)，包括了角度、距離、質(zhì)心，面積、圖形擬合等等。在我們將目光聚焦于一些真實(shí)世界中的樣品之前，不如讓我們先來(lái)了解一些會(huì)影響整個(gè)測(cè)量過(guò)程的影響因素。

測(cè)量應(yīng)當(dāng)在保證精確度（盡可能接近真實(shí)值）的同時(shí)，可以重復(fù)操作，精確度高，重復(fù)性低和精確度低、重復(fù)性高這兩種情況分不出高低。

只有當(dāng)數(shù)據(jù)是從圖像中提取信息時(shí)，測(cè)量才有可能保證其質(zhì)量。因此高質(zhì)量的圖像是最重要的。圖像質(zhì)量取決于一系列因素，其中包括了相機(jī)、光學(xué)，照明和對(duì)象定位。生成圖像的一個(gè)關(guān)鍵性要求就是測(cè)量物與背景需要形成強(qiáng)烈的對(duì)比。

有相當(dāng)一部分的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)使用單色相機(jī)。即使人眼會(huì)不自覺(jué)地聚焦于圖像的色彩信息上，但只要通過(guò)精心挑選的照明類型、角度和波長(zhǎng)，就能夠生成測(cè)量所需的圖像。確定一項(xiàng)應(yīng)用照明的決定性因素就是保證環(huán)境照明的任何變化都不會(huì)改變照相機(jī)生成的圖像，從而保證了測(cè)量結(jié)果不變。

當(dāng)然，有些應(yīng)用需要對(duì)色彩有精確的測(cè)量和分化，例如食品分級(jí)、電子及其他行業(yè)中的電纜布線，以及包裝檢測(cè)等，都需要一臺(tái)彩色相機(jī)。在視覺(jué)系統(tǒng)中，鏡頭的挑選至關(guān)重要。因?yàn)殓R頭直接決定了圖像的放大倍率，不良的鏡頭質(zhì)量會(huì)導(dǎo)致圖像的失真，使測(cè)量結(jié)果不精確。

影響機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的參數(shù)需要考慮速度設(shè)置。有些被測(cè)對(duì)象沿著傳送帶或生產(chǎn)線移動(dòng)，這個(gè)移動(dòng)速度對(duì)于圖像的收集、加工、測(cè)量、接受或拒絕產(chǎn)品的決定都非常重要。最近，越來(lái)越多的視覺(jué)方面的技術(shù)研發(fā)表明，通過(guò)激光三角測(cè)量技術(shù)，能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)的三維測(cè)量，大大拓展了視覺(jué)系統(tǒng)的能力范圍。

現(xiàn)實(shí)世界中，從原材料到最終的產(chǎn)品，有數(shù)以千計(jì)的測(cè)量需要采用包裝應(yīng)用。其中有些包裝應(yīng)用的工作環(huán)境極富挑戰(zhàn)性，或是運(yùn)行速度需要很快。事實(shí)證明完美的穿孔塑料包裝薄膜能夠延長(zhǎng)新鮮食品的保質(zhì)期。就以對(duì)食品行業(yè)中采用的包裝膜進(jìn)行激光加工孔的實(shí)時(shí)測(cè)量為例。視覺(jué)系統(tǒng)就必須在每分鐘移動(dòng)350米的擠出纖維網(wǎng)材料上，查找并測(cè)量出30～120微米（相當(dāng)于一根人體頭發(fā)的直徑）的孔。

視覺(jué)測(cè)量在飲料灌裝方面同樣廣泛應(yīng)用，主要是用于檢測(cè)PET塑料瓶的螺紋瓶蓋。PET瓶在高度上可能會(huì)出現(xiàn)幾毫米的容差。此外因?yàn)闆_洗站的熱負(fù)荷，所有的收縮都可能不對(duì)稱，這就意味著瓶頸部分甚至整個(gè)瓶子都有可能發(fā)生偏斜。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)被用于捕捉和測(cè)量?jī)A斜程度，并跟蹤瓶蓋相對(duì)于瓶頸區(qū)域的高度。其運(yùn)行速度需達(dá)到每小時(shí)3—4萬(wàn)瓶。

裝有牛奶以及咖啡、甜味劑、營(yíng)養(yǎng)飲料等粉狀食品的容器瓶蓋子包含箔片密封，隨著密封到容器瓶上，會(huì)相應(yīng)地產(chǎn)生一種氣密密封。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)可以檢測(cè)生產(chǎn)過(guò)程中的瓶蓋，檢測(cè)是否存在模具中塑料注入不足或過(guò)多的情況。從而保證箔片正確插入蓋帽，沒(méi)有褶皺，折痕或損壞。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)還可以在罐裝生產(chǎn)線上檢測(cè)這種蓋帽。因?yàn)閷?duì)于有效的密封而言，正確地對(duì)齊瓶蓋和容器是非常重要的，既不能越線也不能歪斜。這樣子才能確保感應(yīng)加熱器能有足夠的下壓力來(lái)密封瓶蓋。

視覺(jué)檢測(cè)同樣適用于烘焙行業(yè)，例如應(yīng)用于披薩、派、面包、意面、蛋糕、餅干等視頻的生產(chǎn)過(guò)程中。常規(guī)的檢測(cè)參數(shù)包括了形狀、尺寸、邊緣缺陷和厚度等。一個(gè)典型的應(yīng)用就是對(duì)于夾心餅干的尺寸、質(zhì)量甚至重量進(jìn)行控制。這種夾心餅干由兩種餅干和一層類似于巧克力的軟糖組成。餅干的每一面都需要進(jìn)行測(cè)量，從而計(jì)算出需要填充多少軟糖使整塊夾心餅干達(dá)到正確的總高度。

相較于餅干的成本，填充的費(fèi)用更加昂貴。所以用最小的量進(jìn)行正確的填充是非常重要的。照相機(jī)可以從上方來(lái)捕捉餅干的圖像，測(cè)量其長(zhǎng)度和寬度。另一個(gè)照相機(jī)則可以運(yùn)用激光三角技術(shù)來(lái)重塑三位的圖像，得出準(zhǔn)確的高度測(cè)量結(jié)果。測(cè)量的餅干以30列×120塊地速度通過(guò)檢測(cè)位置，即每分鐘測(cè)量的餅干數(shù)高達(dá)3600塊。通過(guò)這個(gè)視覺(jué)測(cè)量，其長(zhǎng)度、寬度、厚度測(cè)量結(jié)果誤差只有±0.17mm。