In-Sight視覺系統(tǒng)：檢測汽車空調(diào)LED按鍵燈的“火眼金睛”

南京奧聯(lián)汽車電子電器股份有限公司(以下簡稱奧聯(lián)公司)是一家研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)銷售汽車電子電器零部件的國家級高新技術(shù)企業(yè)。公司致力于為整車汽車廠(家用乘用汽車、重型卡車、混合動力車輛等)提供優(yōu)質(zhì)的汽車零部件，如電子油門踏板、電子節(jié)氣門、換擋器、空調(diào)控制器等。

按照標準規(guī)范，為保證產(chǎn)品質(zhì)量，奧聯(lián)公司需要對其所生產(chǎn)的汽車零部件上的LED按鍵燈和RGB顏色，進行準確的識別和檢測。

比如，汽車空調(diào)面板集成了多個代表不同功能的LED按鍵燈，而且顏色也不相同。按鍵燈能否按照規(guī)定的顏色正常工作，直接關(guān)系到駕駛者對汽車空調(diào)運行狀態(tài)的判斷。因此，汽車空調(diào)面板的檢測重點主要是LED按鍵燈。

過去，奧聯(lián)公司對LED按鍵燈的生產(chǎn)檢測是一個工位，需要3位操作工人進行裝配及檢驗測試。首先是第一位操作工把產(chǎn)品裝配好，然后放置在固定位置;第二位操作工檢測產(chǎn)品表面按鍵是否正確;然后第三位操作工把電氣盒接通，通過目視來檢測LED燈顏色是否有差異(顏色值無法判斷)和每個LED燈的亮度是否平衡。

此工位的難度是：當(dāng)產(chǎn)品通電檢測LED亮度及RGB值時，人工檢測很容易使眼睛疲勞，員工無法準確識別，從而導(dǎo)致誤判，造成產(chǎn)品不合格率較高。因此，在檢測LED燈顏色時，最好進行波長測試，也可按照RGB每個像素24位編碼進行測量，并根據(jù)經(jīng)驗給予公差。

每個像素24位編碼的RGB值使用三個8位無符號整數(shù)(0-255)表示紅色、綠色和藍色的強度。這是當(dāng)前主流的標準表示方法，用于真彩色、JPEG和TIFF等圖像文件格式里的通用顏色交換。它可以產(chǎn)生1600萬種顏色組合，這大大超過了人眼分辨的能力。

使用每原色8比特的全值域RGB，可以有256級別的白、灰、黑深淺變化，255個級別的紅色、綠色、藍色(和它們的等量混合)的深淺變化，但是其它色相的深淺變化要少一些。由于Gamma校正，256級別不表示同等間隔的強度，所以區(qū)分RGB顏色有很大難度。

這種人工檢測方式有很大的弊端，即無法與上位機和PLC進行通訊，也連接不到數(shù)據(jù)庫，這就導(dǎo)致檢測效率極低，誤檢率大大提高。因此，奧聯(lián)公司決定進行技術(shù)改造，引入先進的視覺技術(shù)，以提高自動化生產(chǎn)水平。

這時，南京的一家系統(tǒng)集成商，向奧聯(lián)公司推薦了康耐視公司的In-Sight視覺系統(tǒng)。奧聯(lián)公司發(fā)現(xiàn)In-Sight視覺系統(tǒng)具有強大的定位工具、獨特的顏色識別功能和圖案匹配技術(shù)等優(yōu)點，只要被檢測產(chǎn)品在其視野范圍內(nèi)均能靈活處理。In-Sight視覺系統(tǒng)很符合奧聯(lián)公司的技改需要，因此當(dāng)項目啟動時就優(yōu)先選擇了In-Sight視覺系統(tǒng)。

In-Sight視覺系統(tǒng)需要將之前定義好的一些區(qū)域的特殊結(jié)果值，有序的通過以太網(wǎng)TCO/IP協(xié)議發(fā)送至客戶PC上接受軟件，然后進行處理。由于檢測目的是對燈顏色的光學(xué)分析，需要測出顏色的RGB值，所以需要排除外界光線對檢測的干擾、產(chǎn)品光線較弱等因素，因此要求檢測在暗箱中進行(如圖1所示)。

圖1

In-Sight視覺系統(tǒng)和設(shè)備工作臺操作工作程序如下：系統(tǒng)上電，準備OK，系統(tǒng)開始檢測，產(chǎn)品到工裝位置并固定好，給予相機拍照信號(IO或者以太網(wǎng)通訊觸發(fā)都可以)，視覺系統(tǒng)開始檢測;視覺系統(tǒng)處理所檢測的RGB值數(shù)據(jù)，將其發(fā)送給接收端，判斷是否在公差范圍內(nèi);發(fā)送O給予OK信號，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機等待下一次檢測;如若發(fā)送N給予NG信號，也將數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機進行處理，然后等待下一次檢測。

In-Sight視覺系統(tǒng)使用的主要檢測工具及通訊演示如下。

圖2

先用PatMax工具搜尋一個可靠圖案作為定位器，以圖2中較大的紅色圓圈的圖案作為定位器(有十字架標記)，然后當(dāng)產(chǎn)品位置發(fā)生變動時，其它檢測驗收的工具都跟蹤定位器找到的圖案移動，而不至于找不到要檢測的區(qū)域。

圖2中紅色小圓圈內(nèi)會分別有一個更小的藍色圓圈，那是對不同顏色區(qū)域的檢測工具，它們將在圖案中跟蹤定位器一起運動，始終檢測定義好的顏色區(qū)域。只要在視野范圍內(nèi)都可以隨意變動產(chǎn)品位置。

通訊演示步驟：檢測完畢后，將每個檢測區(qū)域的檢測數(shù)字通過以太網(wǎng)通訊發(fā)送給上位機;第一步，在軟件中建立服務(wù)器，In-Sight視覺軟件-選擇板-輸入輸出-網(wǎng)絡(luò)-TCP Device;第二步，設(shè)置服務(wù)器參數(shù);第三步，發(fā)送數(shù)據(jù)指令;第四步，發(fā)送數(shù)據(jù)設(shè)置。通過以上步驟即可完成數(shù)據(jù)發(fā)送。

以上檢測難點是：在測試顏色RGB值時，沒有一個標準定義的色標值，所以工程師在對顏色檢測之前，用一張白色紙張，對相機進行白平衡調(diào)整，這個方法有助于顏色檢測;另外，通過畫圖工具中選擇顏色(都是帶有標準RGB數(shù)值的顏色)，之后用相機仿真，圖像分析處理后RGB值與理論值相吻合，即可實現(xiàn)校準;In-Sight視覺系統(tǒng)能夠精準的檢測出在畫圖工具中提取出來顏色的值，并且判斷相機檢測結(jié)果值與畫圖工具中的值是否相符合。

奧聯(lián)公司自從采用In-Sight視覺系統(tǒng)后，成功化解了汽車空調(diào)面板LED按鍵燈的諸多高難度檢測問題。In-Sight視覺系統(tǒng)提供了最佳的RGB值檢測工具，能夠處理各個部件上面很小的LED燈光的顏色并靈活的切換程序，以滿足不同的檢測要求，同時智能相機還能夠與常見的PLC輕松集成。

“我們在設(shè)備臺上使用了In-Sight視覺系統(tǒng)后，In-Sight視覺系統(tǒng)均出色地完成了顏色識別及按鍵防錯的工作，檢測率高達99.8%。”奧聯(lián)公司的現(xiàn)場工程師說道，“LED燈亮度顏色差異不明顯，人眼無法辨識和定位，而In-Sight視覺系統(tǒng)能夠輕松地解決這些問題。”

“In-Sight視覺系統(tǒng)帶給我們極大的驚喜，它甚至在對比度非常低的情形下，也能在可控公差范圍內(nèi)檢測出準確有效的RGB顏色值。”他強調(diào)，“In-Sight視覺系統(tǒng)全面解決了人工檢測的誤判問題，從而提高了公司生產(chǎn)線的效率和產(chǎn)量。在后期的項目中，我們還會推薦使用康耐視的產(chǎn)品。”

圖片

In-Sight視覺相機在工裝設(shè)備臺上面安裝到位觸發(fā)相機進行檢查。