無論是最簡單的裝配驗證還是復(fù)雜的 3維機(jī)器料箱揀選，任何機(jī)器視覺應(yīng)用的第一步通常都是通過模式匹配技術(shù)在相機(jī)視野中找到關(guān)注的對象或特征。關(guān)注對象的定位通常決定了成功還是失敗。如果模式匹配軟件工具無法精確定位圖像中的零件，則其無法引導(dǎo)、識別、檢查、計數(shù)或測量零件。雖然找到零件聽起來很簡單，但在實際生產(chǎn)環(huán)境中，零件外觀的差異會使此步驟極富挑戰(zhàn)性(圖 3)。雖然視覺系統(tǒng)被培訓(xùn)根據(jù)圖案來識別零件，但即使控制最嚴(yán)格的制造過程，元件在視覺系統(tǒng)中的外觀也會有一些差異(圖 4)。
為獲得準(zhǔn)確、可靠且可重復(fù)的結(jié)果，視覺系統(tǒng)的零件定位工具必須有足夠的智能來快速并準(zhǔn)確地將培訓(xùn)模式和下移至生產(chǎn)線上的實際對象進(jìn)行比較(模式匹配)。零件定位在四種主要機(jī)器視覺應(yīng)用中都是關(guān)鍵的第一步。這些類別包括：
● 引導(dǎo)
需要引導(dǎo)的原因可能有多種。首先，機(jī)器視覺系統(tǒng)可以定位零件的位置和方向，然后將其與規(guī)定的公差進(jìn)行對比，并確保它位于正確的角度以便準(zhǔn)確地驗證裝配。然后可以通過引導(dǎo)將零件在二維和三維空間中的位置和方向報告給機(jī)器人或機(jī)器控制器，使機(jī)器人能夠定位零件或讓機(jī)器能夠?qū)?zhǔn)零件。機(jī)器視覺引導(dǎo)在許多任務(wù)中可以實現(xiàn)比手動定位更高的速度和準(zhǔn)確性，例如在貨板上或之外排列零件，包裝傳送帶上的零件，查找并對準(zhǔn)零件以與其他組件裝配，將零件放到貨架上，或從箱子中取出零件。
也可通過引導(dǎo)與其他機(jī)器視覺工具對準(zhǔn)。這是機(jī)器視覺的一個非常強(qiáng)大的功能，因為生產(chǎn)期間零件可能會以未知的方向出現(xiàn)在相機(jī)視野中。通過定位零件再將其與其他機(jī)器視覺工具對齊，機(jī)器視覺可以實現(xiàn)自動工具固定。這涉及定位零件上的關(guān)鍵特征以精確放置卡尺、斑點、邊緣或其他視覺軟件工具從而正確地與零件產(chǎn)生相互作用。這種方法使制造商能夠在同一條生產(chǎn)線上制造多個產(chǎn)品并減少了對檢測時需要維持零件位置的昂貴的硬件換型的需求。
有時候引導(dǎo)需要幾何圖案搭配。圖案搭配工具必須能處理對比度和照明方面之間存在的差異，以及比例、旋轉(zhuǎn)和其他因素的變化，同時每次都要可靠地找到零件。這是因為其他機(jī)器視覺軟件工具的對準(zhǔn)需要圖案搭配獲得位置信息。
● 識別
視覺技術(shù)可以讀取代碼和字母數(shù)字字符
零件標(biāo)識和識別機(jī)器視覺系統(tǒng)可以讀取條碼 (1維)、數(shù)據(jù)矩陣代碼 (2維)、直接部件標(biāo)識 (DPM) 和零件、標(biāo)簽與包裝上印刷的字符。先由光學(xué)字符識別 (OCR) 系統(tǒng)在不知情的情況下讀取字母數(shù)字字符，然后由字符驗證 (OCV) 系統(tǒng)確認(rèn)字符串的存在。此外，機(jī)器視覺系統(tǒng)可以通過定位具體圖案來識別零件或根據(jù)顏色、形狀或大小識別物品。
DPM 應(yīng)用將代碼或字符串直接標(biāo)記到零件上。各行業(yè)制造商通常使用該技術(shù)在遇到瓶頸難題的工廠中預(yù)防錯誤、啟用有效的限制策略、監(jiān)控工藝控制和質(zhì)量控制指標(biāo)，以及量化問題區(qū)域。通過直接部件標(biāo)記進(jìn)行追溯可以改善資產(chǎn)追溯和零件真?zhèn)悟炞C。通過記錄成品子組件中各元件的譜系信息，它還可以提供單位級數(shù)據(jù)，從而推動出色技術(shù)支持和保修服務(wù)的提供。
傳統(tǒng)的條形碼在商品零售和庫存控制方面已被廣泛接受。但是追溯信息遠(yuǎn)不是標(biāo)準(zhǔn)條形碼能夠容納的。為了提高數(shù)據(jù)容量，公司開發(fā)了二維代碼，例如 Data Matrix，它可以保存更多信息，包括幾乎任何成品的制造商、產(chǎn)品標(biāo)識、批號甚至唯一序列號。
● 測量
測量距離和位置以評估是否符合規(guī)格
測量應(yīng)用中的機(jī)器視覺系統(tǒng)計算測量對象上兩個個或更多個點或幾何位置之間的距離以確定這些測量是否符合規(guī)格。如果不符合，視覺系統(tǒng)向機(jī)器控制器發(fā)送失敗信號，觸發(fā)拒絕機(jī)制以將對象從生產(chǎn)線上彈出。
在實際應(yīng)用中，使用固定安裝的相機(jī)采集通過相機(jī)視野的零件圖像，然后系統(tǒng)使用軟件計算圖像中各個點之間的距離。因為許多機(jī)器視覺系統(tǒng)可以測量 0.0254 毫米范圍內(nèi)的對象特征，所以能解決許多手工接觸測量無法處理的應(yīng)用。
● 檢查
識別缺陷、異常和其他制造缺陷
檢查應(yīng)用中的機(jī)器視覺系統(tǒng)用于檢測制造的產(chǎn)品中的缺陷、污染、功能缺陷和其他異常。例如檢查藥物的藥片是否有缺陷，驗證顯示屏上的圖標(biāo)或確認(rèn)像素的存在，或檢測觸摸屏以評估背光對比度的水平。
機(jī)器視覺也可檢查產(chǎn)品的完整性，例如保證食品和藥品行業(yè)產(chǎn)品和包裝是否相符，以及檢查瓶子的密封、瓶蓋和環(huán)的安全性。
這些類別可標(biāo)記為GIGI縮寫形式。
（轉(zhuǎn)載）
