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基于机器视觉的火花塞检测系统
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时间:2015-03-19 16:04:29

        随着汽车行业的迅猛发展,汽车的零配件厂家也发展迅速,现代汽车行业要求制造和加工的要求也越来越严格。火花塞作为发动机点火设备的重要零件,其电极间隙、工位尺寸、外观质量等质量都影响着汽车的性能。传统的火花塞检测主要由人工实现,配以简单的检测设备,检测速度和检测精度已无法满足要求。因此,基于机器视觉的火花塞检测系统设计诞生。

        机器视觉系统一般采用CCD工业相机采集待测物图像,经图像采集卡将图片传送至计算机,然后主要由软件进行图像处理,本系统使用的软件为Halcon 9.0,再根据处理的结果实现模式识别、尺寸或坐标计算、缺陷分析等多种功能。最后将检测结果输出,既可输出报警信号,也可输出控制信号以配合执行机构完成位置调整或者实现好坏筛选。

        机器视觉系统硬件主要由三部分组成:图像的获取,图像的处理和分析,检测结果输出。图像的获取实际上是将被测物体的可视化图像和内在特征转换成能被计算机处理的数据。一般利用视觉光源、光学系统、工业相机、图像采集卡、图像处理单元获取被测物体的图像。图像获取是机器视觉检测系统的第一步,也是关键的一步,因为得到的图像质量将直接影响到后期的图像处理算法设计,同时也会影响到系统的稳定性及可靠性。下面将分别介绍完成图像采集的各个部件。

        1、光源

        光源与摄像机和被测物的相对位置非常重要,如果光源与摄像机位于被测物的同一侧,我们称作正面光,通常也叫入射光。如果光源与摄像机位于被测物两侧,此时的光称作背光,特别是当被测物是透明物体时称作透射光。如果光源与被测物成一定角度,使得绝大部分光反射到摄像机,我们称作明场照明;如果光源位置使得大部分的光没有反射到摄像机,仅仅将照射到被测物体的特定部分的光反射到摄像机,我们称此种照明为暗场照明。为了使被测火花塞的轮廓更加锐利,并且防止火花塞在摄像机一侧部分的反射,增加测量的准确性,在系统中我们使用的照明方式为明场平行背光照明。

        2、触发采集系统

        相机在拍照之前,必须要确定拍摄物体的位置。为了保证检测效果,需要一种传感器来进行相机触发采集,使我们的检测系统完成采集图像及后续分析。触发器在此的作用有两个:一是进行采集前光源打光触发,采用这种方式的好处是可以缩短光源照明时间,延长光源使用寿命;当光源发光时间缩短后,光源的温度也就得到了有效的控制。所以,光源的使用寿命就得到大大的延长;二是触发相机拍照,当触发器触发,说明此时有产品进入相机拍照范围,此时光源收到信号后立即响应闪亮,这时,相机同时开始工作,使得拍照的瞬间产品刚好被光源照亮,从而可以采集到理想的图像。

        3、图像采集系统

        图像采集系统由工业镜头、工业相机、图像采集卡组成。图像采集流程如下: 产品运动到工业相机的拍照位置,检测产品位置的光电传感器发出信号到图像卡;图像卡上有一个信号通道,当图像卡接收到光电传感器触发信号时,图像卡分两路发出信号,一路传送到控制光源的控制器,用于点亮光源,一路传送到工业相机,用于拍摄产品图像。在光源被点亮的同时,工业相机拍摄了产品的图像。 最后工业相机按照设定的曝光时间拍摄完图像以后,图像卡根据同步信号把工业相机采集的模拟信号数字化,并采集到工控机内存里面。

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