實(shí)現(xiàn)不同的功能?，F(xiàn)就運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)在相機(jī)和激光上的應(yīng)用方案展開(kāi)詳細(xì)的介紹與分析。

       在工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域中，主要的檢測(cè)途徑可以分為接觸式與非接觸式，接觸式 ; 主要為卡尺 高度規(guī)、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、高精度接觸式測(cè)量?jī)x等，但是接觸這一動(dòng)作注定了其工作效率不會(huì)太高 。為了達(dá)到需求的生產(chǎn)效率，檢測(cè)需要采用非接觸式儀器。

　　非接觸式測(cè)量途徑有：激光、視覺(jué)、電磁、超聲波，其中電磁、超聲波受限較大，工業(yè)上常用激光和視覺(jué)途徑。激光可以分為點(diǎn)激光，線激光，相機(jī)也可分為面陣相機(jī)與線陣相機(jī)。其中線陣相機(jī)與線激光因?yàn)槊看味贾荒塬@取一條線段上的內(nèi)容，都需要后續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)拼接，所以其實(shí)施方案要求較高。

　　什么樣的檢測(cè)系統(tǒng)才更全面地符合企業(yè)需求?從不同企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的檢測(cè)需求角度而言，這個(gè)答案必然是各不相同的， 所以現(xiàn)實(shí)中，檢測(cè)系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)服務(wù)商會(huì)根據(jù)客戶的各式需求為其量身定制。

　　牧威智能科技有限公司(MONOVIEW)作為東莞市三姆森光電科技有限公司旗下的全資子公司，于 2019 年成立于東莞長(zhǎng)安。公司從自動(dòng)化檢測(cè)領(lǐng)域的創(chuàng)新方向出發(fā)，品牌建設(shè)以專(zhuān)注于為智能測(cè)控領(lǐng)域提供最佳測(cè)控解決方案為核心，目前擁有測(cè)控系統(tǒng)、視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)、激光系統(tǒng)、光譜共焦系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)六大研發(fā)技術(shù)。其產(chǎn)品涵蓋眾多行業(yè)領(lǐng)域，不僅擁有智能測(cè)控系統(tǒng)配件的硬件(MW-5000、MW-4000、MW-3000 系列)和軟件(視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)、激光測(cè)量技術(shù)、共焦光譜技術(shù)、SG/GT 控制軟件)兩大核心模塊業(yè)務(wù)，還兼具 3C 電子、新能源、精密五金、汽車(chē)、半導(dǎo)體、醫(yī)療、塑膠等行業(yè)產(chǎn)品的服務(wù)，為客戶量身定制解決方案。

　　四大核心技術(shù)

　　智能測(cè)控：目前的測(cè)量技術(shù)軟件趨向成熟化，其特性體現(xiàn)為：更完備、可靠、多元化、可重復(fù)性檢測(cè)，(軟件通過(guò)對(duì)攝像裝置進(jìn)行圖像處理計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)各行業(yè)產(chǎn)品的精準(zhǔn)定位與檢測(cè))。其二，具備應(yīng)對(duì)多樣化檢測(cè)需求的能力，可快速、高效、精準(zhǔn)檢測(cè)復(fù)雜工件。其三，具有一定的擴(kuò)展性，能夠靈活運(yùn)用到各種智能檢測(cè)領(lǐng)域。

　　視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)：機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)主要通過(guò) CCD 相機(jī)及圖像處理系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)目標(biāo)進(jìn)行圖像信號(hào)、數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換等系列處理， 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別。視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)能實(shí)現(xiàn)尺寸、形狀、顏色、外觀等的判別，其優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)主要有三處：一是成像穩(wěn)定、影像調(diào)節(jié)自由、便捷;二是圖像信息量相對(duì)豐富、測(cè)距精度較高;三是穩(wěn)定性佳、受干擾小、采樣效率高，實(shí)現(xiàn)在復(fù)雜環(huán)境中獲取并提供信息。

　　激光檢測(cè)系統(tǒng)：激光檢測(cè)系統(tǒng)基于三角測(cè)量的原理，因采用半導(dǎo)體激光器，體積小、輕便且易于集成;采用方向性佳、光功率高的半導(dǎo)體激光器實(shí)現(xiàn)測(cè)量的穩(wěn)定以及更高的分辨率， 且?guī)缀蹩蓽y(cè)量任何被測(cè)物體，由于其具備的非接觸、快速、響應(yīng)頻率高高等優(yōu)點(diǎn)，目前被廣泛用于工業(yè)產(chǎn)品在線測(cè)量。

　　光譜共焦系統(tǒng)：根據(jù)光譜共焦原理制成的光譜共焦位移傳感器，具有高精度及高分辨率，多用在透明物體(如薄膜、玻璃、透明膠)的厚度測(cè)量、且適用于對(duì)應(yīng)的表面粗糙組分析、劃痕測(cè)量、孔內(nèi)徑測(cè)量等)，不易受材料影響，保持較高精度。光譜共焦具有明顯的優(yōu)勢(shì)，如對(duì)各種材料幾乎均可檢測(cè)、可選擇的量程范圍廣、能夠適應(yīng)惡劣環(huán)境等，因而涉獵眾多的行業(yè)應(yīng)用。

　　其次，細(xì)究到技術(shù)運(yùn)用，其中也會(huì)有許多的細(xì)枝末節(jié)值得探討，每一個(gè)具體實(shí)施的方案都融匯了不同的技術(shù)原理和特色，

　　常用的使用方案是將線激光、線陣相機(jī)相機(jī)沿單軸勻速運(yùn)動(dòng)或者讓產(chǎn)品勻速運(yùn)動(dòng)，只拍攝掃描一條直線方向上的表面。如此一來(lái)，實(shí)施難度與數(shù)據(jù)拼接難度較低。但是遇上角度稍大的弧面，對(duì)于線激光而言，產(chǎn)品超過(guò)最大傾角就會(huì)大規(guī)模獲取不到數(shù)據(jù)。另外對(duì)于線陣相機(jī)而言，產(chǎn)品表面傾角的變化會(huì)導(dǎo)致圖像內(nèi)容不均勻變化，干擾其檢測(cè)。這時(shí)候往往只能采取麻煩的方案，以多次掃描來(lái)彌補(bǔ)這些缺陷。

　　以具體的應(yīng)用場(chǎng)景為例。在手機(jī) 2.5D 玻璃或 3D 玻璃線輪廓檢測(cè)項(xiàng)目中，使用傳統(tǒng)的點(diǎn)激光掃描邊緣表面不平整區(qū)域基本上都會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)品平面超出最大傾角的情況，某些掃描區(qū)域就獲取不到數(shù)據(jù)了，這時(shí)候需要多段掃描(即改變掃描儀與產(chǎn)品的相對(duì)位置與姿態(tài)，來(lái)進(jìn)行掃描)，然后將其進(jìn)行算法拼接才能得到所需的數(shù)據(jù)。如果標(biāo)定與校正不佳，拼接算法會(huì)帶來(lái)較大的精度損失，對(duì)于生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，這往往是不可接受的。另外改變掃描儀與產(chǎn)品的相對(duì)位置與姿態(tài)往往會(huì)需要一定的調(diào)整時(shí)間，會(huì)打斷生產(chǎn)節(jié)奏，降低產(chǎn)能。

　　所以對(duì)于弧面的檢測(cè)，我司專(zhuān)門(mén)研發(fā)了一套高精度軌跡跟隨拍攝、掃描方案，對(duì)于線激光，可以保證不用分段多次掃描， 對(duì)于線陣相機(jī)，可以圖片各部分保證成像方式高度一致，不會(huì)出現(xiàn)“測(cè)量死角”。

　　在測(cè)量領(lǐng)域中，對(duì)于小型而擁有不規(guī)則連續(xù)弧面的工件進(jìn)行激光掃描需要多次掃描然后通過(guò)算法進(jìn)行拼接，這會(huì)導(dǎo)致時(shí)間的浪費(fèi)和精度的損失。同時(shí)對(duì)掃描軌跡的設(shè)計(jì)和點(diǎn)云拼接算法提出了很高的要求，另外對(duì)于弧面產(chǎn)品的表面檢測(cè)而言，用相機(jī)進(jìn)行外觀檢測(cè)也需多次拍攝，若是遇見(jiàn)檢測(cè)對(duì)打光要求高的情況甚至?xí)o(wú)法完全檢測(cè)。那么如果能讓線激光、線陣相機(jī)一直“跟隨”輪廓，保證永遠(yuǎn)與掃描、拍攝的平面成同一相對(duì)角度， 就可以達(dá)到令人滿意的檢測(cè)效果。

　　業(yè)內(nèi)我們一般稱(chēng)這種方式為飛拍，即：在物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中相機(jī)拍照，物體不需要停留。

直觀一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，線激光與線陣相機(jī)采用的都是飛拍方案。重點(diǎn)在于，全程把握檢測(cè)儀器與產(chǎn)品的相對(duì)位置。另外，針對(duì)現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中產(chǎn)品圖紙與實(shí)際產(chǎn)品可能有差異的問(wèn)題，我司有與之配套的輪廓提取方案。通過(guò) CCD 提取實(shí)際輪廓，再通過(guò)算法將其轉(zhuǎn)換為運(yùn)動(dòng)軌跡，整個(gè)過(guò)程方便快捷，簡(jiǎn)單易行，使該方案生產(chǎn)柔性得到提升。

　　具體實(shí)施的方式

　　線陣相機(jī)高精度軌跡跟隨方案如下：

　　我們采用了 XYC 三軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)品，保證運(yùn)動(dòng)點(diǎn)位高度精準(zhǔn)，每次拍攝點(diǎn)位的間隔絕對(duì)距離一致。如此拍攝的面， 相當(dāng)于把地球儀表面展開(kāi)成平面的世界地圖，保證在同一個(gè)弧面上，各處的成像情況保持高度一致。只有在相同成像下才能檢測(cè)的弧形表面的缺陷就可以被完美檢出了。

　　該方案適用于 3C 類(lèi)產(chǎn)品塑膠外殼等各類(lèi)需要大角度弧面拍攝的場(chǎng)景。

　　如果采用線激光，哪怕在弧面上，我們也可以保證激光正對(duì)掃描位置，不會(huì)發(fā)生超出最大傾角導(dǎo)致獲取不到數(shù)據(jù)的現(xiàn)象， 極高的運(yùn)動(dòng)精度代表可以參考運(yùn)動(dòng)軌跡將掃描數(shù)據(jù)拼接構(gòu)建準(zhǔn)確可用的三維點(diǎn)云，不會(huì)像直線掃描一樣受限于最大傾角，必須分段掃描。如此一來(lái)，既減少了多段掃描的時(shí)間浪費(fèi)，也減少了受到最大傾角影響的線激光選型難度。

　　另外線激光的主要限制是最大傾角，所以該技術(shù)應(yīng)用并不一定只針對(duì)弧面，凡是被掃描表面出現(xiàn)大面積角度變化的都可以應(yīng)用該套方案，避免了直線掃描必須一節(jié)節(jié)分段掃描，每次掃描間得重新調(diào)整角度的尷尬和麻煩。

　　該方案適用于手機(jī)玻璃 2.5D 屏等各類(lèi)需要大角度輪廓檢測(cè)的場(chǎng)景。

　　結(jié)語(yǔ)

　　牧威憑靠五大核心技術(shù)穩(wěn)定立足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，十多年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)積累與技術(shù)沉淀，歷經(jīng)了軟件開(kāi)發(fā)、電子連接器檢驗(yàn)系統(tǒng)和品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化智能檢測(cè)系統(tǒng)三個(gè)階段，MONOVIEW 正在向更高水平的智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化、專(zhuān)業(yè)化和市場(chǎng)化邁進(jìn)。

　　科技的腳步帶領(lǐng)著我們，直面行業(yè)痛點(diǎn)，不斷探索攻克各種技術(shù)問(wèn)題的途徑，不斷的開(kāi)拓與創(chuàng)新，在時(shí)代的浪潮中穩(wěn)步前進(jìn)，為機(jī)器視覺(jué)行業(yè)的壯大舔磚加瓦。