文档介绍：基于机器视觉的弹簧组件外观检测 机器视觉检验塑料件划伤外观
美国制造工程师协会机器视觉分会和美国机器人工业协会自动化视觉分会对机器视觉系统的定义为：机器视觉系统是经过光学装置和非接触的传感器自动地接收和处理一个真实物体的图像，以取得所需信息或用于控制机器人运动的装置。
在汽车零配件组装生产线上，视觉检测系统已经是不可或缺的主要组成部分。自动化装配线含有批量生产，各道工序之间依靠性强，精度、稳定性要求高的特点。所以，生产环境、被测对象的特征、能够估计及不可估计的偶然原因在很大程度上影响了视觉系统的设计方案，需要仔细分析和检验测量算法的合理性和准确性。
在实际设计过程中，首先生产部门会提出标准产品许可的误差范围，其次视觉系统有本身能够达成的精度水平。只有当视觉系统所能达成的精度水平高于标准产品的精度要求时，视觉检测才是有效的。本文将以弹簧组件的尺寸检测为例，研究分析视觉检测中的精度问题，并提出对应的处理方案。
背景
1 系统描述
视觉系统用于检测弹簧组件的组装质量。整个检测过程使用双摄像镜头，成90°夹角设置于两侧。当弹簧组件运动到镜头前，镜头从两个方向同时采集图像，经专用视觉软件计算得出测量数据，在LCD显示器上显示产品质量情况为OK或NG，并给出各个参数的测量值。假如质量为OK，继续实施以后的工序；假如为NG，工作站将报警并暂停工作等候处理。
2 系统功效
视觉系统对各产品类型的主辅两种弹簧组件的加工尺寸和组装质量进行实时监控。关键指标包含：弹簧的外径、活塞的外径和同心度的测量。严格将各个指标控制在质量要求的误差范围内，最终综合评定产品质量的好坏，以达成质量控制的功效。
视觉检测系统设计
1 搭建视觉检测系统通常包含以下步骤
搭建光学系统，获取质量良好的图像。图像要能够突出被测对象的特征，方便对象提取，这是决定系统设计成败的先决条件。
图像预处理。过滤图像噪声，经过二值化、边缘锐化等图像处理算法提取对象特征。
位置调整和定标。定位感兴区域并进行像素单位到毫米单位的转换。
检测算法设计。针对详细应用设计外观尺寸测量、字符读取、二维码读取等检测算法，对特殊应用场所编程设计软件扩展模块。
系统测试。对于大批量检测任务，需要对系统的稳定性和精度进行试生产测试。分析误判、漏判等异常情况，改善前述步骤，统计视觉检测 的成功率，直至满足生产要求为止。
2 光源、镜头选择及成像效果
因为被测量是弹簧组件的外观尺寸，因此采取LED背光源能够有效地突出被测物体的边缘。另外，考虑到镜头、物体和光源组成的光学系统的安装位置受机器上的预留空间限制，所以采取12mm焦距的标准镜头。被测物体最大长度在100mm左右，即要求取景视野要大于100mm，物距大致在200mm周围。调小光圈，抑制金属表面的反光，微调镜头、物体和光源的相对距离，能够得到物体边缘清楚的图像。
3 图像预处理
对于外观尺寸检测，边缘的清楚程度直接影响检测的精度。为此该系统中采取3×3的边缘锐化模板处理原始图像。
4 位置调整和定标
因为每件产品出现在镜头前的位置会有微小改变，经镜头放大后被测物可能偏出预设的ROI，因此需要对应调整ROI的位置。首先在图像中找到特征显