機器視覺檢測系統，以機器替代人眼，能夠無接觸、無損傷的進行各種檢測，具有安全可靠、可在惡劣環境下長時間工作、有助于提高生產效率等特點，但由于相機、鏡頭、光源等因素的影響會產生不穩定性，導致工作效率低以及與人工檢測結果不一致。

那么我們可以通過哪些手段來保證機器視覺的可靠性與穩定性呢？

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影響機器視覺穩定性的因素有哪些？

機器視覺目的就是獲取合格的原始圖像，通過好的成像系統保證系統運行期間圖像質量的穩定，穩定的圖像抓取是視覺檢測穩定性的基本保證。

無論從光源，相機等硬件上還是從圖像處理軟件上的設計，對機器視覺的穩定性都有重要影響。

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工業相機的不穩定性

工業相機的選擇主要考慮其傳感器類型、分辨率和幀率，其中傳感器分CCD與CMOS兩種。CMOS圖像傳感器集成度高，各元件、電路之間距離很近，干擾比較嚴重，成像噪聲高。

CCD傳感器相機相對于CMOS相機具有靈敏度高、噪聲低和響應速度快的特點，在穩定性方面，CCD相機的抗沖擊與震動性也較強。

一般來說，CCD傳感器相機在成像質量上和穩定性方面要優于CMOS相機。

光源的不穩定性

光源具有放大圖像的特征與缺陷、削弱混亂及背景的作用。

選擇機器視覺時要考慮其抗環境光影響的能力，比如太強的光照或不均勻的光照會對圖像質量產生影響，不同方向的發光強度存在差別也會引起噪聲，如果抗環境光影響能力差，自然成像會受到影響，如使用遮光設施會增加成本。

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工業鏡頭的不穩定性

影響相機成像質量的另一重要因素就是相機的鏡頭。

鏡頭除了需要根據具體工作狀況選擇合適的焦距、景深和光圈等參數外，影響系統檢測精度的一個重要因素就是圖像的幾何畸變誤差，它是光學透鏡固有的透視失真，受到制作工藝的影響，無法消除，只能彌補。

雖然現在許多工業相機通過各種方法來彌補鏡頭畸變產生的誤差，但在高精度的檢測領域，幾何畸變仍然會對檢測精度產生影響。

軟件的不穩定性

軟件穩定性對機器視覺的影響非常重要，視覺系統非常依賴手眼標定軟件對始畸變圖像進行矯正以提高測量和定位精度。

此外，硬件采集到的原始圖像最終必須通過算法進行點云分析、邊緣檢測和邊緣提取等，不同的圖像處理和分析手段會帶來不同的誤差，算法優劣決定測量精度的高低。

環境因素影響

系統工作時的環境因素包括光照、溫度、封塵、濕度及電磁干擾等。

比如，光照會影響圖像數據輸出的噪聲，溫度過熱或過冷則會影響相機的正常工作，電磁干擾則對工業相機電路、數據信號傳輸電路等弱電電路有影響，相機或工件的機械支撐結構如果存在震動，會影響檢測精度。

合格的工業視覺產品都會在出廠前進行嚴格環境測試。

總體來說，機器視覺系統的設計需要考慮多方面的因素，除了根據需求按照常規選型參數選擇相應參數的設備之外，還需要考慮光源的穩定性、相機的畸變誤差，以及被檢測物體與相機之間的相對運動等因素給檢測系統帶來的穩定性干擾與測量誤差。

編輯：黃飛

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