傳感器技術(shù)介紹(二)，視覺傳感器技術(shù)應(yīng)用

對(duì)于傳感器技術(shù)，很多朋友并不陌生。在前文中，小編對(duì)視覺傳感器技術(shù)以及CMOS圖像傳感器技術(shù)做過介紹。本文將探討視覺傳感器技術(shù)在生活中的幾大應(yīng)用，如果你對(duì)傳感器技術(shù)存在一定興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、汽車車身視覺檢測(cè)系統(tǒng)

車身成型是汽車制造的關(guān)鍵工序之一，對(duì)車身的各項(xiàng)指標(biāo)要求嚴(yán)格，需對(duì)車身進(jìn)行100%的檢測(cè)。傳統(tǒng)的車身檢測(cè)方法是利用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，其操作復(fù)雜，速度慢，工期長(zhǎng)，只能進(jìn)行抽檢。

通常，車身的關(guān)鍵尺寸主要是擋風(fēng)玻璃尺寸、車門安裝處棱邊位置、定位孔位置等。因此視覺傳感器分布于這些位置附近，測(cè)量其相應(yīng)的棱邊、孔、表面的空間位置尺寸。在生產(chǎn)線上設(shè)計(jì)測(cè)量工位，車身定位后，置于一框架內(nèi)，框架由縱橫分布的金屬柱、桿構(gòu)成，可根據(jù)需要在框架上靈活安裝視覺傳感器。根據(jù)測(cè)量點(diǎn)的數(shù)量可安裝相應(yīng)數(shù)量的視覺傳感器，(通常情況下每個(gè)視覺傳感器測(cè)量一個(gè)被測(cè)點(diǎn))，根據(jù)不同形式的傳感器包括雙目立體視覺傳感器、輪廓傳感器等多種類型。

測(cè)量系統(tǒng)工作過程為：由生產(chǎn)線運(yùn)送車身到測(cè)量工位進(jìn)行準(zhǔn)確定位，然后傳感器按要求順序開始工作，計(jì)算機(jī)采集檢測(cè)點(diǎn)圖像并進(jìn)行處理，計(jì)算出被測(cè)點(diǎn)的空間三維坐標(biāo)，計(jì)算值與標(biāo)準(zhǔn)值比對(duì)，得出檢測(cè)結(jié)果，并將車身送出測(cè)量工位。

視覺測(cè)量系統(tǒng)工作原理圖

二、鋼管直線度、截面尺寸在線視覺測(cè)量系統(tǒng)

在工業(yè)生產(chǎn)中，無縫鋼管是一類重要的工業(yè)產(chǎn)品，而它的質(zhì)量參數(shù)則是制造的重要數(shù)據(jù)，其中鋼管的直線度及截面積是主要的幾何參數(shù)，是控制無縫鋼管制造質(zhì)量的關(guān)鍵，但由于以下原因使得參數(shù)的測(cè)量成為難題：(1)無縫鋼管采取非接觸式測(cè)量，且制造現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣;(2)無縫鋼管的空間尺寸大，這也要求檢測(cè)系統(tǒng)具備很大的測(cè)量空間。視覺傳感技術(shù)的出現(xiàn)解決了上述問題，視覺傳感技術(shù)采用的是非接觸式測(cè)量且測(cè)量范圍大。

測(cè)量系統(tǒng)由多個(gè)結(jié)構(gòu)光傳感器組成，傳感器上結(jié)構(gòu)光投射器投射的光平面和被測(cè)鋼管相交，得到鋼管截面圓周上的部分圓弧，傳感器測(cè)量部分圓弧在空間中的位置。系統(tǒng)中每一個(gè)傳感器實(shí)現(xiàn)一個(gè)截面上部分圓弧的測(cè)量，通過適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)方法，由圓弧擬合得到截面尺寸和截面圓心的空間位置，由截面圓心分布的空間包絡(luò)，得到直線度參數(shù)。測(cè)量系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)的控制下，可在數(shù)秒內(nèi)完成測(cè)量，滿足實(shí)時(shí)性要求。

三、三維形貌視覺測(cè)量

在三維形貌數(shù)字化測(cè)量技術(shù)是逆向工程和產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)、管理及制造的基礎(chǔ)支撐技術(shù)。它所實(shí)現(xiàn)三維形貌數(shù)字化測(cè)量的機(jī)理是將視覺非接觸、快速測(cè)量和最新的高分辨力數(shù)字成像技術(shù)相結(jié)合。由于所測(cè)量的物體多是大型、具有復(fù)雜表面的物體，測(cè)量通常分為局部三維信息獲取和整體拼接兩部分，先利用視覺掃描傳感器對(duì)被測(cè)形貌各個(gè)局部區(qū)域進(jìn)行測(cè)量，再采用拼接技術(shù)將各部分形貌進(jìn)行拼接最終得到完整圖像。

這項(xiàng)傳感器的視覺掃描測(cè)頭采用局域雙目立體視覺測(cè)量原理設(shè)計(jì)。形貌整體拼接實(shí)質(zhì)上是將所采集到的數(shù)據(jù)放到公共坐標(biāo)上，這樣就能得到整體的數(shù)據(jù)描述。通過高分辨率數(shù)碼相機(jī)從測(cè)量空間的上方以不同的角度和位置對(duì)被測(cè)量進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，運(yùn)用光束定向交匯平差原理得到控制點(diǎn)空間坐標(biāo)并建立全局坐標(biāo)系，最后通過各個(gè)坐標(biāo)系進(jìn)行關(guān)聯(lián)、轉(zhuǎn)換，完成數(shù)據(jù)拼接。

視覺源于生物界獲取外部環(huán)境信息的一種方式，是自然界生物獲取信息的最有效手段，是生物智能的核心組成之一。人類80%的信息都是依靠視覺獲取的，基于這一啟發(fā)研究人員開始為機(jī)械安裝“眼睛”使得機(jī)器跟人類一樣通過“看”獲取外界信息，由此誕生了一門新興學(xué)科——計(jì)算機(jī)視覺，人們通過對(duì)生物視覺系統(tǒng)的研究從而模仿制作機(jī)器視覺系統(tǒng)，盡管與人類視覺系統(tǒng)相差很大，但是這對(duì)傳感器技術(shù)而言是突破性的進(jìn)步。

視覺傳感器技術(shù)的實(shí)質(zhì)就是圖像處理技術(shù)，通過截取物體表面的信號(hào)繪制成圖像從而呈現(xiàn)在研究人員的面前。視覺傳感技術(shù)的出現(xiàn)解決了其他傳感器因場(chǎng)地大小限制或檢測(cè)設(shè)備龐大而無法操作的問題，由此廣受工業(yè)制造界的歡迎。

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