【机器视觉】喇叭的外圆以及金属内圆的同心度视觉检测--康耐德智能

客户的需求

检测内容
喇叭的外圆以及金属内圆的同心度测量

检测要求
精度±0.02mm，速度没要求，抽检产品。

评估
视觉可行性分析
对贵司的样品进行了光学实验，并进行图像处理，原则上可以使用机器视觉进行测试测量。

结果
对所有样品进行分析，可以在不同的光照与位置下测量出喇叭的圆心。

使用的LED光源、工业相机、工业镜头等硬件的具体信息，请参看下面的内容。

测试条件
产品测试时，视场留有一定的包容空间，但这不意味着在视场内就一定能得到非常准确的测量数据。原则上需要测试机台有较精密的定位与固定装置。

·使用硬件
LED光源：CSR-12000-DRLR            1个……用于内圆成像
LED光源：CSR-6252-DFLR            1个……用于外圆成像
光源控制器：CSR-24T2-APV            1个……用于光源供电
工业相机：Basler Pia-2400        1个……用于获取影像
相机电缆：3米GIGE线                1条……用于传输影像
图像采集卡：GIGE图像采集卡        1块……用于采集影像
工业镜头：SV-5018                    1个……用于光学成像
光学延长管：10mm                        1个……辅助光学成像

·安装条件
在产品下面放置面光源，用于对喇叭外加成像；在产品上方放置0度环形光源，用于对产品金属内圆成像。相机镜头离产品约260mm，留够空间用于人放置产品；CSR-12000-DRLR光源的内径为85.5mm，当操作人员后拿产品时，也可以轻松自如的放进去。
光源工作距离：+15mm，指光源表面到目标表面的距离
光源工作距离：-20mm，指背光源表面到目标底部的距离
相机工作距离：260mm，指镜头表面到目标表面的距离
视场：38*32mm，指相机拍摄视场的大小

最优化方案
在这里，我们将告诉您，为什么选择这样的硬件，选择这些硬件的有什么好处。

· LED光源 CSR-12000-DRLR  CSR-6252-DFLR
使用CSR-120000-DRLR光源可以将喇叭的内圆轮廓表现的非常清楚。而且影像干净无噪声；使用CSR-6252-DFLR可以对喇叭的外圆轮廓进行清晰成像，以达到在同一工位完成产品外圆与内圆同心度的测试测量。
·光源控制器 CSR-24T2-APV
光源需要相应的供电设备，一般工业使用模拟控制器或数字控制器就足够了，这里因为是使用抽检方式，对产品没有高速要求，也不会常量光源，因此我们使用模拟控制器，以减少硬件成本。
·工业相机 Basler Pia-2400
Basler Pia-2400相机是一款500万像素的千兆网工业CCD相机，其分辨率是2448x2050pix，我们的视野定为38x32（这样外圆在大半圆用于拟合，则圆全部拟合），则我们的视觉精度可以达到38/2448=0.0155mm/Pix或32/2050=0.0156mm/Pix，我们取宽方向的较大的精度，即在既定的视野与相机分辨率情况下，我们的视觉测量精度可以达到0.0156mm/Pix。可以满足要求的0.02mm/Pix的精度要求。因为没有运动过程，所以不会再引入震动等误差；设计好机台、治具等，也不会引入景深误差等，因此实际上，视觉精度基本上就是整个设备的测量精度。
·工业镜头 VST SV-5018
SV-5018是一款百万像素级低畸变工业镜头，其有1.8的大光圈，成像质量非常优秀；又因其低廉的价格，是我们测量喇叭同心度的首选产品。选择50mm的工业镜头辅助10mm延长管，260mm的工作距离，可以有足够的工作空间让操作人员放置产品。

测试结果画面
 同产品的不同位置测试结果
 

同一产品，在不同位置及光源亮度下进行测量，可以发现圆心位置偏差大概在3个像素左右。对于产品本身是否OK未知，但是稳定性，还是可见的，通过前三图可以得知（最后一幅图因产品位置变化较大，会引起光学效果的变化；又因为外圆边上有缺口，对外圆的拟合会造成一定的影响，因此外圆与中圆也有3个像素的变化，前面的图中外圆与中圆是变化小于1像素）。