機器視覺是一種可以用來確保產品質量的強大工具，但由于有些企業經驗不足或項目不成功，可能導致機器視覺系統不被信任，甚至不被認為是可行的選擇。在大多數情況下，對機器視覺系統的不現實的期望，未能從一開始就正確地分析應用，以及讓預算決定硬件而不是應用的需求，是導致機器視覺項目失敗的3個重要原因。一個不成功的項目可能受到不止一個原因的影響，因為每一個原因可能都會影響到另一個。

對機器視覺系統不切實際的期望

如果在一開始就考慮和理解不同機器視覺應用的特點，將有助于減少對機器視覺應用不切實際的期望。重要的是要了解并非所有的視覺系統都能夠應用相同的解決方案，例如不是所有應用都可以通過使用最喜歡的智能手機攝像頭或基本攝像頭來解決。每個應用都有特定的需求，這些需求決定了視覺系統的最重要方面。如果應用需求沒有被正確識別或改變，那么一旦購買了設備，就很難改變系統的功能，而且代價高昂。

需要設置且在設計階段后不要輕易改變的期望值包括：檢查位置、檢查速度、攝像機工作距離、視場角大小、關注區域大小和檢查公差。其中一個變化可能會使所需的檢查無法進行，或者需要昂貴的硬件更改才能使檢查仍然可以進行。

例如，檢查位置的變化會導致安裝位置的變化，從而導致工作距離的變化。當工作距離發生變化時，用戶需要重新計算用于保持相同視野的鏡頭，并重新計算相機的分辨率，以確保它仍然能夠進行檢查。

可能會產生重大影響的另一個更改是檢查要求的更改。檢查開始時是大型特征的部分存在，但更改為驗證另一個特征是否在0.001毫米范圍內。如果所選的原始相機由于該功能的大小而具有較低的分辨率，則其分辨率可能無法達到0.001毫米。這意味著需要特殊的透鏡才能進行準確的測量。 由于需要增加，這兩種更改最終都會導致成本高昂。

這就是為什么通過回答以下問題來徹底了解應用需求是至關重要的：正在檢查什么？在哪里檢查？如何檢查？提出這些問題可以為視覺系統所需的功能設定更準確的期望值。

預算決定硬件而不是應用需求

與大多數項目一樣，預算是一個很大的限制因素。然而，當一個項目的預算沒有根據應用需求來決定時，它可能成為導致項目進展不順利或未能達到預期的最大因素。不同的視覺設備成本差異很大，而且即使同樣設備不同的安裝方式效果也會有很大的變化。

例如，有些人可能會假設一臺售價2000美元的低端相機可以對一個小螺栓進行零件存在性檢查，因為這項檢查曾在工廠另一個部分的類似螺栓尺寸上進行過。因此，預算是根據以前使用的設備編制的。但是，沒有考慮到這兩種應用之間的安裝位置有很大的不同。

最終，直到安裝后才被發現，由于攝像機和照明解決方案的工作距離，設備無法獲得所需的分辨率或對比度。這種情況會導致需要一個新的相機和照明解決方案。如果預算確實限制了將使用什么設備，那么需要了解什么樣的設備才是對應用來說是最適合，并對設備能夠完成的任務有現實的期望，這對項目是否順利實施是很重要的。

未能從項目開始時正確分析應用

一旦設定好了應用的期望值，并且開始了一些初步的計劃，那么就應該測試設備并驗證什么可以完成應用。在購買設備或安裝系統之前，應始終進行驗證。最簡單的方法是通過模擬實際檢驗條件或在生產過程中在檢驗地點模擬設備模型來進行概念驗證。如果操作正確，這將驗證視覺系統的所有部分。

如果用戶在非現場進行概念驗證，則必須盡可能用實際零件再現實際檢查條件進行測試。如果概念驗證不正確，可能導致使用錯誤的設備或無法補償潛在的陷阱。在概念驗證期間，應驗證以下項目：工作距離、視野、設備分辨率、透鏡、照明和檢查參數。

透鏡、視場和分辨率是在構思應用時經常容易被忽略的一些環節，很多時候甚至在生產測試之前都沒有得到驗證。通常會假設將攝像機安裝在多遠的地方，并通過對零件進行一般測量以獲得視野，因此通常會在先計算出鏡頭和分辨率，以獲得最佳猜測。當計算的工作距離在兩個透鏡的理想光斑之間時將導致問題，并且安裝位置必須調整得比預期的更遠。當用戶越來越靠近圖像的外部時，鏡頭是否會有任何失真，每毫米是否仍有足夠大的像素來精確地進行檢查？

照明解決方案也是系統的一部分，根據正在進行的檢查類型很容易假設，但根據材料或零件顏色來選擇，它可能會產生意想不到的結果。當使用照明解決方案通過相機查看時，零件缺陷也可能產生意外結果。可能需要過濾或顏色變化來可靠地檢測變化。在對零件進行一些模擬測試之前，很難對照明做出正確的決定。

概念驗證對于幫助機器視覺項目成功并在不超出預算的情況下滿足期望起到了很大的作用，因為要進行假設，并且因此需要不同的設備來完成應用。

成功實施機器視覺項目的3個建議

為使機器視覺項目的實施獲得成功的3個建議：

1.定義應用的需求，設置應用程序的期望值，并在整個項目中保持這些期望值，除非這些期望值被證明無法實現。

2.根據應用的需求和它將提供的投資回報設置預算。

3.正確分析應用，以在模擬環境中與實際部件進行驗證，并識別任何可能使項目無法達到預期的缺陷。如前所述，這一步對項目的成功至關重要。

如果正確實施這些建議，視覺系統的想法或概念將不再是可能導致昂貴的設備成本變更或無法達到期望的猜測或假設。此外，不良樣品往往被忽視或不收集，因為它們很難得到，但它們對于確保缺陷能夠被檢測和驗證是非常重要的。（作者：IAN VISINTINE）
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