显卡面板铆钉有无和直径测量

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显卡面板铆钉有无和直径测量

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显卡面板铆钉有无和直径测量B站

显卡面板铆钉有无和直径测量，即要检测铆钉有没有，也要检测一下其铆钉外径尺寸（凸出端）。测量精度0.01mm，检测速度没有要求。测试的有两种面板，尺寸大的有290*130mm，小的则270*115mm。可能会存在更多类型的面板。铆钉有多种不同的高度，形状上也会有不同的形状。按照要求，如果视野在300mm左右，精度要0.01mm的话，需要考虑300/0.01=30000像素，按照常规的宽方向0.75比例来考虑，总像素就是30000*30000*0.75=6.75亿像素。这个要求其实是比较难达到的。当然，这里如果只是检测有无，那就非常简单，有无不需要这么高的精度，可以一次成像检测铆钉数量。而直径尺寸的话，则需要考虑逐个拍照测量。不仅仅是因为视野太大测量精度太高，而且视野大的话常规的FA镜头会有透视误差，而要拍这么大的范围，远心镜头成本也是非常高的。

大尺寸的显卡面板铆钉背面（测量面）

大尺寸的显卡面板铆钉正面（非测量面）

小尺寸的显卡面板铆钉背面（测量面）

小尺寸的显卡面板铆钉正面（非测量面）

大尺寸产品铆钉有无一次成像拍摄

小尺寸产品铆钉有无一次成像拍摄

大尺寸产品铆钉直径两次成像拍摄1

大尺寸产品铆钉直径两次成像拍摄2

小尺寸产品铆钉直径两次成像拍摄1

小尺寸产品铆钉直径两次成像拍摄2

高角度环形光源单个铆钉尺寸测量1

高角度环形光源单个铆钉尺寸测量2

低角度环形光源单个铆钉尺寸测量1

低角度环形光源单个铆钉尺寸测量2

机器视觉光源

本视觉方案中的产品已经达到了290mm，在视觉行业中算是比较大的产品了。对于有无来说，其实还是比较简单的。如上面的效果中，使用的是开孔面光源进行打光照明，根据反射定义，一般考虑长宽尺寸是FOV的2倍左右，可以考虑SHI-FLM600450-W-D50之类的面光源；对于有无，要求没有这么高，那么尺寸可以考虑再小一点的应该也可以，如SHI-FLM400300-W-D50，但是不建议再考虑小于300的面光源了，那样边上的铆钉可能不是很亮而检测不到。铆钉表现的非常明亮，那么我们在实际的检测中，直接使用粒子分析，寻找明亮目标，对粒子数量进行判断即可。面对于尺寸测量，即使将视野缩小一半，只拍半个产品，也约有180mm的视野，按照0.01mm的精度来考虑，仍然需要18000像素，也是几亿像素的相机。无法满足要求。这时只能考虑使用单个产品拍照飞拍。这样的拍照其实也很简单，只需要使用高角度光源即可。如SHI-RLM7390-W之类的环形光源。

SHI-FLM600450-W-D50

SHI-RLM7390-W

光源控制器

SHI-FLM600450-W-D50开孔侧面光源的功率约60W，所以可以考虑使用SHI-APSM2460-4CH；而SHI-RLM7390-W环形光源的功率则只有7W左右，使用简单的SHI-APSM2430-2CH即可。当然，如果是飞拍的检测的话，如果要增加光源亮度，也可以考虑使用频闪控制器。

SHI-APSM2460-4CH

SHI-APSM2430-2CH

工业相机

产品比较大，视野范围是320*240mm左右，拍摄铆钉有无的话，一次成像，使用卷帘CMOS芯片即可。面积很大，考虑使用2000万像素的MER2-2000-6GM可以处理。单个铆钉直径5mm，测量精度0.01mm，就算按照10mm的范围来处理，那也只需要1000像素左右即可，也就是常规的130万像素的相机，就可以测量直径了。当然，要想测量效果更好一点，500万像素也就顶天了。可以考虑MER-133-54GM、MER2-503-23GM之类的相机。

MER2-2000-6GM/MER-133-54GM/MER2-503-23GM

工业镜头

拍摄范围320mm比较大时，通常没有太多的选择范围，只能使用FA镜头来处理，远心镜头的成本太高了。考虑工作距离，一般也只能使用短焦距的镜头，如8mm的、6mm的镜头。通常6mm以下的镜头畸变都比较大，所以这里优先考虑8MM的镜头SHI-C0814HJL：

SHI-C0814HJL

而铆钉直径测量，则考虑远心镜头，因为这里是有一定高度的，那就要求景深还要大一点。如果是拍摄10mm左右的话，一般1/3寸130万像素的相机，则考虑0.5倍的远心镜头SHI-T0.5X110FFR；2/3寸500万像素的相机，则考虑0.8倍或1倍的远心镜头。

SHI-T0.5X110FFR

图像处理算法

对于铆钉有无，直接使用粒子分析即可：

大尺寸产品铆钉有无粒子分析

小尺寸产品铆钉有无粒子分析

而单个铆钉的尺寸测量，则可以使用找圆函数进行测量：

单个铆钉找圆函数测量直径1

单个铆钉找圆函数测量直径2

单个铆钉找圆函数测量直径3

单个铆钉找圆函数测量直径4

单个铆钉找圆函数测量直径5

单个铆钉找圆函数测量直径6

从上面的测量效果来看，粒子分析有无时基本上没有什么问题。干扰少，特征明显；而单个铆钉直径测量时，因为铆钉的形状、高度不同，所以需要注意景深问题，如果景深达不到，还得考虑使用Z轴运动控制。另外从效果来看，使用正向高角度光源照明时，将铆钉端面打亮，圆边的毛刺比较多，实际测量时的测量精度应该是达不到0.01mm的。而如果换成低角度环形光源拍摄，圆边效果也明显，但是仍然是有很多毛刺：

单个铆钉低角度环形光源找圆函数测量直径1

单个铆钉低角度环形光源找圆函数测量直径2

单个铆钉低角度环形光源找圆函数测量直径3

单个铆钉低角度环形光源找圆函数测量直径4（底部有干扰）

单个铆钉低角度环形光源找圆函数测量直径5

单个铆钉低角度环形光源找圆函数测量直径6

上面的低角度中，圆周也是比较粗糙的。这里的实际要求，是不是提的太高了，难道要测量精度0.1mm？如果只是0.1mm的话，那么整个范围内320/0.1=3200像素，只要768万像素即可满足要求。这样的的话测量就容易很多了，使用千万像素级别或2000万像素级别的工业相机，均可满足要求。当然透视误差仍然存在，可以考虑使用长焦的镜头，使用尽量远的工作距离，以更接近远心效果。

机器视觉项目实现难度

★★~★★★★

项目中的有无难度很低，而尺寸测量的话，看具体要求。从实际的效果来年，如果要测量0.01的精度，基本上很难做到，产品本身的精度都没有这么高，毛刺太多。而如果要求是0.1mm的精度，那测量起来要容易些。