機器視覺可以捕捉、觀察和分析那些從前無法想象的任務。

想將檢測時間降低一個數量級、提高檢測質量、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是你的絕好選擇。用戶、系統集成商和機器視覺產品供應商跟蹤了如下結果：

■ 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。

■ 無級調解產品的機器人維修。

■ 以200m/min的速度對生產和結構疵點進行網面檢測，比肉眼速度快10倍。

■ 每秒記數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品進行檢測并做出合格判定，可以設置10個以上的合格判據，精度在95%到99%之間。花費只有預期的1/3，9個月即可收回成本。

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

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，高穩定性的枕木檢測向傳統的鐵軌檢測和枕木維護發起了挑戰，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多變。

來自于德克薩斯州Austin公司的Nagle發現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構，不考慮顏色和對比度的影響。此產品叫作Georgetown Rail Aurora 3D軌道檢測系統(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，它們可以處理數以G計的數據，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，可以針對軸承、曲率、標題、英里標識、枕木位置的全球定位數據、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系統迅速擴展到歐洲和其他市場。視頻展示了3D檢測系統的強大功能。

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

散落物體計數

對數量、次數以及軸承滾球、化學藥粒、種子、醫藥品等高速高頻落體加工領域中的對象位置的測量對系統的精確測量能力提出了新的要求。這樣的系統可以改進生產廠商的流程和控制質量。傳統的技術已經弊端盡露：

油脂皮帶機系統不是實時測量系統，需要測量前預處理。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已經證明比油脂皮帶機系統和LED/光電柵格檢測法更好，但是單一攝像頭仍舊無法區別物塊或多重物體，因為其太接近了，看起來就像一個物體。

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

設計的目標是為John Deere搭建一套系統，用于時間間距和高速下落物體XY軸物位的檢測，區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。使用了專門的圖像采集算法，性能超過預期。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。系統采用了National Instruments Labview公司的NI圖像開發模組和針對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技術協助完成規范系統以及機器視覺。

此系統的開發性能超過了預期要求，可以識別、匹配、計數和測量不規則形狀的物體。John Deere使用此系統協助產品開發和完善加工工藝。

通過使用逆光技術，每一個物體都表現為白色背景上的一個黑色質點，表面狀況、亮度和顏色都無需關注，所以視覺算法不用隨著物體的外觀作調整。僅靠著兩個攝像頭的圖像，視覺算法就可以匹配和區分所有物體，并且還能區分成堆物塊。

遠心鏡頭可以消除物體失真，但是為了節約成本，補償是通過軟件來實現的。

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，專營機器人產品，它使用Cognex公司的PatMax視覺工具開發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)。二次加工刀具是預先集成在系統中的。二次加工需要很多決策技巧，由于產品是隨機的，而且也沒有兩把刀具是完全一樣的。反復的磨損，使刀具已經喪失了原來的形狀，這樣就無法計算刀具輪廓。

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