撰文/宣衡艷

■311215 萬向集團(tuán)技術(shù)中心 浙江 杭州

?

視覺測量技術(shù)的汽車零部件檢測系統(tǒng)分析

撰文/宣衡艷

■311215 萬向集團(tuán)技術(shù)中心 浙江 杭州

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對于質(zhì)量的要求也在不斷提高，當(dāng)前，汽車已經(jīng)成為人們生產(chǎn)與生活中的重要代步工具，自然人們對于其質(zhì)量要求也相對提高。對于汽車而言，汽車零部件的質(zhì)量將會直接影響到其整體的性能，因此，在汽車生產(chǎn)的過程中，對于零部件的精度的測量顯得十分重要。然而，常規(guī)的人工檢測不僅無法準(zhǔn)確的 對其質(zhì)量進(jìn)行保證，檢測效率還十分低下，使得產(chǎn)品的質(zhì)量與生產(chǎn)效率都得不到保證。面對該種狀況，需要一種更為合適的檢測方式來對其進(jìn)行替代。視覺測量技術(shù)作為一種新型的檢測技術(shù)，其對于零件的檢測效果較好，本文針對其對汽車零部件檢測進(jìn)行分析，希望能夠提高其應(yīng)用。關(guān)鍵詞：視覺測量技術(shù)；汽車零部件；檢測系統(tǒng)

隨著現(xiàn)代化工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，零件質(zhì)量已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中的一個重要問題。為了達(dá)到對應(yīng)的檢測效果，不少企業(yè)都著手研究新型的檢測方式。尤其是在人們生活質(zhì)量不斷提高的背景下，汽車的使用范圍越來越廣，而汽車質(zhì)量對于社會的影響較大。因此，需要加強(qiáng)汽車零部件質(zhì)量的檢測。視覺測量是一門結(jié)合了光電子技術(shù)的新興視覺測量技術(shù)，目前，該項(xiàng)檢測技術(shù)已經(jīng)被引入我國汽車生產(chǎn)之中，并取得了較好的使用效果。在大批量的汽車生產(chǎn)中，人工測量早已經(jīng)失去了應(yīng)用背景，且檢測效果不理想，視覺測量這門新興技術(shù)正在逐步的取代它。

視覺測量技術(shù)的介紹

視覺測量技術(shù)是一項(xiàng)綜合了機(jī)器視覺、人工智能、模式識別、計算機(jī)、控制論、電子電路等多學(xué)科的應(yīng)用而形成的高新檢測型技術(shù)。在該項(xiàng)技術(shù)中，使用了先進(jìn)的高密度、低噪聲以及變小的圖像傳感器，可以實(shí)現(xiàn)非接觸、實(shí)時、在線和高精度的快速檢測?；谄渚哂械倪@些優(yōu)點(diǎn)，目前，主要將其使用在提高火花塞測量系統(tǒng)的精讀之中。也就是汽車的零部件生產(chǎn)與檢測。視覺傳感器是該項(xiàng)技術(shù)的基礎(chǔ)。視覺傳感器可以實(shí)現(xiàn)圖像的采集，并將采集到的圖像通過高速圖像采集系統(tǒng)將標(biāo)準(zhǔn)的電視信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字視覺圖像，并輸入對應(yīng)的圖像處理器之中。處理器會根據(jù)已經(jīng)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，來對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而確定其是否符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

視覺傳感器可以安放在檢測環(huán)境的任意位置，視覺傳感器在完成從三維到二維的平面圖像的線性映射，從而使得其可以獲取對應(yīng)的視覺參數(shù)。

以火花塞為例，具體的測量流程為：火花塞工件的支架為直徑是2米的金屬平臺，該平臺多為逆時針旋轉(zhuǎn)，且由對應(yīng)的驅(qū)動力。傳感器多數(shù)接近開關(guān)，以提高其確定平臺上是否有對應(yīng)的火花塞工件，從而確定其自身是否要進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集。通過數(shù)據(jù)的采集與對比，來確定該工件是否為合格產(chǎn)品，同時，再自動的標(biāo)記。

圖1　視覺測量系統(tǒng)工作流程圖

視覺測量技術(shù)在汽車零部件檢測中的使用優(yōu)勢

a高精度

當(dāng)前科學(xué)逐漸向著微小領(lǐng)域進(jìn)步，使得很多制造業(yè)要求的測量精度也在不斷提高。由微米向著納米過渡。然而傳統(tǒng)的汽車零部件檢測多是人工進(jìn)行，人工檢測固然具有其優(yōu)勢，但肉眼的觀看始終有限，面對一些細(xì)微數(shù)據(jù)的確定與測量上，存在一定的瑕疵。這也就導(dǎo)致零部件檢測結(jié)果可能存在我那天。而視覺測量技術(shù)是一項(xiàng)結(jié)合光電子技術(shù)的新型技術(shù)，其對于微小數(shù)據(jù)的敏感度較強(qiáng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度測量，對于零部件的精致化發(fā)展具有十分重要的檢測作用。

b非接觸

人工實(shí)現(xiàn)對于汽車零部件的檢測，不可避免得會采取一些措施來對其進(jìn)行手工測量，而在這個測量的過程中，必然會接觸到該零部件。當(dāng)前的視覺測量技術(shù)中，引入了光學(xué)測量的方式，避免了接觸性的測量。

c網(wǎng)絡(luò)化

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)，使得人們的生產(chǎn)與生活受到了極大的改變。當(dāng)前在視覺測量技術(shù)應(yīng)用中，已經(jīng)存在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與測控，在測控中，將集中模式轉(zhuǎn)變?yōu)榉植寄Ｊ?，使其具有一定的開放性、可操作性、分散性等特點(diǎn)，利用節(jié)點(diǎn)的方式，將其中的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞，而視覺測量中，會將圖像作為檢測與傳遞信息的主要手段。

d高效率、低成本

隨著現(xiàn)代化工業(yè)的不斷發(fā)展，制造業(yè)中大規(guī)模性生產(chǎn)已經(jīng)成為企業(yè)提高自身效益的一個必然方式。然而，在既需要保證生產(chǎn)質(zhì)量，有需要保證生產(chǎn)規(guī)模的作用下，傳統(tǒng)的手工檢測方式，已經(jīng)缺乏使用價值。視覺測量技術(shù)引入汽車零部件檢測中，可以有效地擴(kuò)大其檢測的范圍與速度，從而提高生產(chǎn)效率，滿足企業(yè)生產(chǎn)效益的擴(kuò)大。

視覺測量系統(tǒng)的汽車零部件檢測系統(tǒng)設(shè)計

a視覺圖像處理平臺

視覺圖像處理平臺是視覺測量系統(tǒng)的核心，根據(jù)系統(tǒng)的具體要求，選擇好對應(yīng)的微處理器，其中所選擇的數(shù)字信號處理器必須具有一般處理器無法替代的作用，且能夠?qū)崿F(xiàn)快速的軟件更新，在使用中，還需要將其數(shù)據(jù)的存儲空間與程序的存儲空間分離，以滿足系統(tǒng)運(yùn)作時的內(nèi)存，從而提高系統(tǒng)的可靠性、通用性與可更換性。另外，在整個工作中，系統(tǒng)必然會根據(jù)自身所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的計算任務(wù)，必要時，可以適當(dāng)?shù)牟捎昧魉€技術(shù)，提高其性價比。

b針對圖像中不連續(xù)的灰度值處理

邊緣檢測是大多數(shù)檢測的關(guān)鍵問題，由于其檢測數(shù)據(jù)精密度不夠，或者說準(zhǔn)確度欠缺，使得實(shí)際中無法對其進(jìn)行確定，該種檢測方式，可以將系統(tǒng)中的視覺圖像進(jìn)行分割。圖像邊緣是視覺圖像最為基本的特征。灰度值多半是處于目標(biāo)與目標(biāo)之間、目標(biāo)與背景之間。它具有一定的邊緣性在某些狀況下，其處于檢測范圍內(nèi)，不滿足使用條件，而在某些范圍內(nèi)，它又是滿足條件的。故而，在視覺測量技術(shù)的使用中，必須要將其設(shè)定成對應(yīng)的檢測項(xiàng)目，滿足該類產(chǎn)品的檢測。

c視覺圖像的通訊設(shè)計

視覺測量技術(shù)實(shí)際上本身是將對應(yīng)平臺上的零部件的具體數(shù)據(jù)進(jìn)行測量與確定，而在其進(jìn)入檢測系統(tǒng)后，加入了對應(yīng)的檢測功能。在視覺圖像經(jīng)平臺被測量后，就可以使用其內(nèi)部信號進(jìn)行對應(yīng)的通訊，在通訊時，將其獲取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綄?yīng)的檢測系統(tǒng)之內(nèi)。在該種通訊上，需要選擇一種既能夠滿足工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境下的通訊要求，又需要選擇一種可靠性較好，能夠保證其傳輸正確性的方式。在數(shù)字全球化的背景下，該種傳輸方式已經(jīng)具備。其中CC—Lillk現(xiàn)場總線以設(shè)備層為主，cC—LiIlk可靠性高、實(shí)時性好、其網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括主站和從站，抗干擾能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)容量大，與主站進(jìn)行多對一的數(shù)據(jù)循環(huán)，該種通訊方式，具有通信速度快，信號穩(wěn)定性較強(qiáng)，價格相對較低等特點(diǎn)。

d硬件設(shè)計

任何系統(tǒng)性軟件都需要對應(yīng)的硬件作為支撐，視覺測量技術(shù)系統(tǒng)化運(yùn)用與汽車零部件檢測，也需要對應(yīng)的硬件。這些硬件包括：DSP芯片、電源模塊、存儲模塊、視頻編解碼模塊、通訊模塊以及其它外圍電路為。其中，以DSP芯片為核心。

結(jié)束語

雖然受到當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)與技術(shù)發(fā)展，視覺測量技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用中的檢測結(jié)果還存在一定的誤差，但是，隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷完善與科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，視覺測量技術(shù)的應(yīng)用也將趨于完善化。本文主要針對該項(xiàng)技術(shù)做出了概括性的介紹，并就其檢測效果等多個方面進(jìn)行分析，希望能夠讓更多的汽車生產(chǎn)企業(yè)認(rèn)識到該項(xiàng)技術(shù)的使用價值，從而將其運(yùn)用到汽車零部件生產(chǎn)的檢測之中，保證汽車的生產(chǎn)質(zhì)量，對使用者與社會的安全負(fù)責(zé)。

參考：

［1］嚴(yán)海磊.基于視覺測量技術(shù)的汽車零部件檢測系統(tǒng)研究［D］.成都理工大學(xué)，2011.

［2］鄧羅虹.基于線陣CCD的機(jī)器視覺測量系統(tǒng)的研究［D］.蘇州大學(xué)，2014.

［3］劉業(yè)峰.車身零部件激光三角法檢測關(guān)鍵技術(shù)研究［D］.吉林大學(xué)，2007.

［4］楊戈.基于機(jī)器視覺的機(jī)械零部件精密測量系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)［D］.南京信息工程大學(xué)，2013.

［5］孫雙花.視覺測量關(guān)鍵技術(shù)及在自動檢測中的應(yīng)用［D］.天津大學(xué)，2007.

［6］王丹.車身零部件視覺檢測中攝像機(jī)標(biāo)定方法的研究與應(yīng)用［D］.吉林大學(xué)，2009.

宣衡艷（1977-），女；漢族；浙江金華市人；萬向集團(tuán)技術(shù)中心中級工程師；研究方向：汽車零部件檢測及試驗(yàn)。