?一、照明要求
照明穩(wěn)定性：工業(yè)機(jī)器視覺系統(tǒng)對光照強(qiáng)度和顏色的穩(wěn)定性要求很高。因?yàn)楣庹盏淖兓瘯?dǎo)致圖像特征發(fā)生改變，影響視覺系統(tǒng)對物體的識別和檢測精度。例如，在電子元件的外觀檢測中，如果照明強(qiáng)度不穩(wěn)定，可能會使元件表面的微小瑕疵時(shí)而可見，時(shí)而被忽略。所以需要使用穩(wěn)定的照明設(shè)備，并且最好配備光強(qiáng)調(diào)節(jié)和監(jiān)測裝置，以保證光照強(qiáng)度的波動在允許范圍內(nèi)，通常光照強(qiáng)度變化應(yīng)控制在 ±5% 以內(nèi)。
照明均勻性：照明的均勻性也非常關(guān)鍵。不均勻的光照會產(chǎn)生陰影和反光，掩蓋物體的細(xì)節(jié)特征。比如在檢測金屬表面的劃痕時(shí)，不均勻的光照可能會使劃痕處反光，使視覺系統(tǒng)誤判。一般要求照明不均勻度小于 10%，在整個(gè)視場內(nèi)提供均勻一致的光照條件，確保圖像的各個(gè)部分都能清晰地呈現(xiàn)物體的特征。
照明方式選擇：根據(jù)不同的檢測任務(wù)和物體特性，選擇合適的照明方式。如對于表面光滑的物體，可能需要采用漫反射照明來減少反光；對于具有一定高度差的物體，可采用多角度照明來突出物體的輪廓。常見的照明方式包括背光源、環(huán)形光源、條形光源等，它們分別適用于透明物體檢測、物體表面細(xì)節(jié)檢測和物體輪廓檢測等不同場景。
二、圖像采集要求
分辨率合適：圖像分辨率要根據(jù)檢測任務(wù)的精度要求來確定。對于高精度的檢測，如精密電子芯片的引腳檢測，需要高分辨率的圖像來清晰地顯示引腳的細(xì)節(jié)，一般要求每毫米的像素?cái)?shù)在幾十到上百個(gè)。但分辨率過高也會增加數(shù)據(jù)量和處理時(shí)間，所以要在精度和效率之間進(jìn)行平衡。
幀率滿足需求：幀率決定了視覺系統(tǒng)每秒能夠采集的圖像數(shù)量。在檢測快速運(yùn)動的物體時(shí)，需要較高的幀率，以確保能夠捕捉到物體的完整運(yùn)動過程而不失真。例如，在高速自動化生產(chǎn)線上對運(yùn)動的零部件進(jìn)行檢測，幀率可能需要達(dá)到每秒幾十幀甚至更高，這樣才能準(zhǔn)確地獲取物體在不同時(shí)刻的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)動態(tài)檢測。
色彩準(zhǔn)確性：如果檢測任務(wù)涉及顏色識別，如對產(chǎn)品包裝的顏色印刷質(zhì)量進(jìn)行檢測，那么圖像采集設(shè)備（如相機(jī)）的色彩準(zhǔn)確性至關(guān)重要。相機(jī)需要有良好的色彩還原能力，并且要進(jìn)行色彩校準(zhǔn)，以保證采集到的圖像顏色與實(shí)際物體顏色一致。一般采用標(biāo)準(zhǔn)的色彩校準(zhǔn)板對相機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn)，使色彩誤差控制在可接受的范圍內(nèi)。
三、圖像處理要求
算法準(zhǔn)確性：工業(yè)機(jī)器視覺系統(tǒng)依賴各種圖像處理算法來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測、識別、測量等功能。算法的準(zhǔn)確性直接影響檢測結(jié)果的可靠性。例如，在缺陷檢測算法中，要能夠準(zhǔn)確地區(qū)分真正的缺陷和物體表面的正常紋理或雜質(zhì)。這需要對算法進(jìn)行大量的測試和優(yōu)化，使用實(shí)際的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，不斷調(diào)整算法參數(shù)，使誤判率和漏判率盡可能低。一般要求缺陷檢測的準(zhǔn)確率達(dá)到 90% 以上。
處理速度快：在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中，機(jī)器視覺系統(tǒng)通常需要實(shí)時(shí)處理圖像，以跟上生產(chǎn)線的速度。所以圖像處理算法要有較高的執(zhí)行效率，能夠在短時(shí)間內(nèi)完成圖像的處理和分析。對于一些復(fù)雜的算法，可以通過硬件加速（如 GPU 加速）或者優(yōu)化算法結(jié)構(gòu)來提高處理速度。例如，在汽車零部件的在線檢測中，每一個(gè)零部件的檢測時(shí)間可能只有幾分之一秒，圖像處理必須在這個(gè)時(shí)間內(nèi)完成。
適應(yīng)性強(qiáng)：生產(chǎn)環(huán)境和被檢測物體的特征可能會發(fā)生變化，圖像處理算法需要有一定的適應(yīng)性。例如，產(chǎn)品的外觀可能會因?yàn)樵牧吓尾煌形⑿〉牟町?，算法要能夠在這些變化的情況下仍然準(zhǔn)確地完成檢測任務(wù)。這可以通過采用具有魯棒性的算法或者對算法進(jìn)行動態(tài)調(diào)整來實(shí)現(xiàn)。
四、系統(tǒng)集成與校準(zhǔn)要求
機(jī)械安裝精度：機(jī)器視覺系統(tǒng)的各個(gè)部件（如相機(jī)、光源、鏡頭等）需要精確安裝。相機(jī)的安裝位置和角度要保證能夠獲取到完整、準(zhǔn)確的物體圖像。鏡頭的焦距和光圈等參數(shù)要根據(jù)視場大小和景深要求進(jìn)行精確調(diào)整。例如，在機(jī)器人視覺引導(dǎo)的應(yīng)用中，相機(jī)安裝的位置誤差可能會導(dǎo)致機(jī)器人抓取物體的位置不準(zhǔn)確，一般要求相機(jī)安裝位置的精度在毫米級別。
系統(tǒng)校準(zhǔn)與標(biāo)定：為了確保視覺系統(tǒng)測量的準(zhǔn)確性，需要進(jìn)行系統(tǒng)校準(zhǔn)和標(biāo)定。包括相機(jī)的內(nèi)部參數(shù)（如焦距、像素尺寸等）和外部參數(shù)（如相機(jī)相對于物體的位置和姿態(tài)）的標(biāo)定。通過使用標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)定板和精確的測量工具，建立圖像坐標(biāo)和實(shí)際物理坐標(biāo)之間的準(zhǔn)確對應(yīng)關(guān)系。標(biāo)定的精度直接影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，例如在三維物體的尺寸測量中，標(biāo)定誤差應(yīng)控制在 1% 以內(nèi)。
與其他設(shè)備的通信與協(xié)同：工業(yè)機(jī)器視覺系統(tǒng)通常需要與其他自動化設(shè)備（如 PLC、機(jī)器人等）進(jìn)行通信和協(xié)同工作。它要能夠接收來自其他設(shè)備的觸發(fā)信號，如生產(chǎn)線的啟動 / 停止信號，同時(shí)也要能夠?qū)z測結(jié)果及時(shí)反饋給其他設(shè)備，如機(jī)器人的控制指令。通信接口要穩(wěn)定可靠，數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t要盡可能小，以保證整個(gè)自動化生產(chǎn)系統(tǒng)的高效運(yùn)行。