机器视觉测量原理及其优势

机器视觉系统具有测量功能，可自动测量产品的外观尺寸，如外形轮廓、孔径、高度、面积等。

尺寸测量是产品生产过程和产品生产后质量检验的重要步骤，机器视觉在尺寸测量方面具有独特的技术优势。

机器视觉测量原理

工业视觉测量技术（或数字近场摄影测量技术）是一种三维视觉测量技术，测量系统结构简单，移动方便，数据采集快捷，操作方便，测量成本低，在线实时三维测量潜力，特别适合三维空间点、尺寸或大型工件轮廓的检测。

这种非接触测量方法不仅可以避免对被测对象的损害，而且适用于高温、高压、流体、环境危险等场合；同时，机器视觉系统可以同时测量多个尺寸，实现测量工作的快速完成，适合在线测量；小尺寸测量是机器视觉系统的优点，可利用高镜头放大被测对象，使测量精度达到微米以上。

产品尺寸的测量包括产品的一维、二维和三维尺寸测量。机器视觉测量方法不仅速度快，非接触，自动化方便，而且精度高。CCD摄像机与显微镜相结合的测量方法可以进行细微的尺寸测量，如晶圆测量、芯片测量等。

测量原理：利用CCD相机可以获得三维物体的二维图像，即实现实际空间坐标系与相机平面坐标系之间的透视变换。通过多台相机从不同方向拍摄的两帧（或两帧以上）的二维图像，可以综合测量物体的三维曲面轮廓或三维空间点的大小。

目前，机器视觉测量技术的精度已达到亚微米以上，可满足现阶段大部分自动化生产的精度要求。通过机器视觉系统的测量和定位，生产线可以更快、更高的生产效率。

机器视觉测量的优点

1.机器视觉测量采用先进的亚像素级物体曲面扫描方法，满足高质量点云扫描的需要。系统采用高分辨率数码工业相机采集图像数据。通过物体表面光源的条纹，可以在几秒钟内获得任何复杂表面的密集点云(具体密度取决于被测物体的尺寸、相机的分辨率和测量距离，一般点距为0.05–0.5mm），该系统的分辨率从130万到500万像素不等，可满足不同客户的需求。

2.机器视觉测量真实彩色物体的曲面重建方法。视觉测量设备系统采用先进的图像纹理分析和采集技术，在三维数据重建的同时保持物体表面的真实彩色显示。该技术更好地保留了被测物体的真实性，并限度地恢复了物体的真实物理特征。

3.机器视觉测量自动拼接方法。不同视角的图像数据依靠物体本身的纹理自动拼接到统一的坐标系中，从而获得三维图像的整体扫描数据。扫描纹理丰富的物体时，系统可以完成拼接功能，无需在物体表面粘贴任何参考点，大大提高了拼接效率。

4.测量系统精度对硬件设备的依赖性。整个系统的光学校准模块采用超高精度的半导体工艺产品，限度地提高了校准精度。软件在采集过程中实时纠正误差，严格纠正镜头的多个畸变。

5.机器视觉测量系统设置简单，使用方便。在三维扫描仪的整体开发过程中，坚持“软件可以处理，绝不让用户处理”该概念限度地减少了整个系统的用户设置参数。扫描软件的运行期将以更准确的方式动态计算所需的参数值，不仅避免了用户手动参与不必要的设置工作，而且使整个系统适应范围更广，自动化程度更高，人为错误的可能性更低。