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    機(jī)器視覺(jué)作為一種高速、高精度的檢測(cè)系統(tǒng)目前已廣泛的應(yīng)用于汽車(chē)，制藥，電子與電氣，制造，包裝/食品/飲料，醫(yī)學(xué)等行業(yè)。其特點(diǎn)是自動(dòng)化、客觀、非接觸和高精度，與一般意義上的圖像處理系統(tǒng)相比，機(jī)器視覺(jué)強(qiáng)調(diào)的是精度和速度，以及工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下的可靠性。它首先采用CCD照相機(jī)將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，傳送給專(zhuān)用的圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號(hào)；圖像系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來(lái)抽取目標(biāo)的特征，如：面積、長(zhǎng)度、數(shù)量、位置等；最后，根據(jù)預(yù)設(shè)的容許度和其他條件輸出結(jié)果，如：尺寸、角度、偏移量、個(gè)數(shù)、合格/不合格、有/無(wú)等。我國(guó)最新生產(chǎn)的印鈔機(jī)就是視覺(jué)系統(tǒng)在印刷行業(yè)的典型應(yīng)用。

圖1 造幣機(jī)示意圖

    造幣機(jī)工藝要求極為嚴(yán)格，為保證每一道工序生產(chǎn)的可靠性，必須對(duì)生產(chǎn)中的產(chǎn)品進(jìn)行100%檢測(cè)。2000年10月新發(fā)行的第五套人民幣中，壹圓硬幣的側(cè)邊加工采用高速滾邊機(jī)，增強(qiáng)了防偽功能。鑒于生產(chǎn)過(guò)程的嚴(yán)格控制要求，工程師們選定在造幣的最后一道工序上安裝視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)。

圖2 檢測(cè)系統(tǒng)示意圖

    最后的一道工序即壓印工藝，完全是在線(xiàn)檢測(cè)。這對(duì)圖像檢測(cè)系統(tǒng)提出了更高要求。首先是高速性，既要求CCD相機(jī)是高速的，同時(shí)圖像識(shí)別系統(tǒng)也要求計(jì)算速度和存儲(chǔ)能力很強(qiáng)。當(dāng)硬幣下落時(shí)，速度類(lèi)似自由落體。平均速度10件/秒。那么每件測(cè)量的時(shí)間必須小于100ms，同時(shí)考慮物體運(yùn)動(dòng)速度均勻，應(yīng)盡量采用高速的系統(tǒng)。松下電工的新視覺(jué)產(chǎn)品A210通過(guò)試驗(yàn)監(jiān)測(cè)，其觸發(fā)、采集圖像、計(jì)算的時(shí)間之和在40ms之內(nèi)，完全滿(mǎn)足要求。

    另外就是確定相機(jī)拍攝位置。由于硬幣在高速運(yùn)行中，要準(zhǔn)確地拍攝，必須有同步觸發(fā)信號(hào)。為此，我們采用了高速反射式光纖傳感器檢測(cè)。在照明方面，為了削弱硬幣弧形邊緣的高反光效應(yīng)，得到較好得圖像質(zhì)量，采用的是兩組LED環(huán)形燈加頻閃控制器配合圖像采集。

    在多方調(diào)研、實(shí)驗(yàn)，安裝調(diào)試后，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)半年的生產(chǎn)驗(yàn)證，達(dá)到了100%的不良品檢出率。2000年12月底通過(guò)國(guó)家造幣印鈔總公司的新產(chǎn)品認(rèn)證。