機器視覺檢測系統主要采用CCD工業攝像機代替人眼進行檢測，該系統精度高，效率高，深受企業青睞。

然而，在使用過程中，由于各種因素的影響，測量精度會降低，在一些機器視覺檢測項目中，許多客戶都遇到了檢測精度的問題。例如，要求以10um的精度測量加工零件的外部尺寸、內徑和外徑。目前很多配置選擇500萬工業相機鏡頭頭，理論上可以達到10um的精度。但是實際客戶測試的精度離10um的要求卻還很遠。

那影響機器檢測系統測量精度的因素有哪些呢？以下為整理的一些經常會遇到的情況給大家參考下。

機器視覺主應用分定位、測量、檢測和識別四類。攝像頭和光學部件，燈光，圖像傳感器，檢測軟件構成視覺檢測系統的主要部分，同時檢測精度也由它們決定。

01.精度測量取決于分辨率

CCD的分辨率是視覺測量和視覺檢測系統的重要指標。

使用的CCD相機分辨率越高，實際被測物體尺寸越小，成像物體表面的分辨率越高，系統的檢測精度也越高。

所以，在機器視覺測量中，提供高精度和低不確定度的決定性因素是獲取的圖像的分辨率。在這種情況下，分辨率（或圖像分辨率）意味著以實際單位的單個像素的大小。簡而言之，如果一個攝像機傳感器在水平方向上包含1000個像素，并且采用光學器件來獲取覆蓋真實世界場景中1英寸寬的區域的圖像，則單個像素將代表0.001。請注意，這是相機制造商或分析軟件不會改變的基本指標。

一個特定的應用程序有多少像素就足夠了？

作為一種衡量標準，機器視覺系統中最小的測量單位就是像素。與任何測量系統一樣，為了進行可重復和可靠的測量，必須使用最小測量單位為所需測量公差帶的十分之一的測量儀。

工程師首先使用機器視覺進行測量，往往嚴重低估了達到理想水平的測量精度不確定性所需的像素數量。事實上，它可能需要多臺攝像機，專業攝像機（如線掃描成像儀）或單個部件的多個視圖來達到指定檢測容差所需的分辨率。

02.使用高分辨率光學元件

成像是光學和照明的功能。對于大多數應用，所使用的唯一光學器件將是透鏡組件，但是選擇該透鏡對于度量應用是至關重要的。除了向傳感器提供適當的真實世界尺寸的圖像之外，為了計量，鏡頭必須盡可能精確地再現圖像而不失真。

此外，鏡頭也具有分辨率度量標準，其通常被指定為每mm或者每英寸的線對（lp/mm，lp/in），并且通過擴展可以具有用于MTF（調制轉換函數）的規格或者更簡單地具有能力在高lp/mm的情況下產生高對比度的鏡頭。

像素數越高，這些鏡頭指標越重要，確保指定的光學元件是為機器視覺應用設計的高質量，高分辨率產品。

遠心鏡頭在許多情況下對測量應用非常有用，遠心鏡頭使用光學組合來實際消除由圖像中的視差引起的所有失真，其結果是幾乎所有圖像都與傳感器平行的圖像，平面幾何關系（在圖像平面中）完全保留，使測量更加直接和直接。

對于需要非常小視場（例如小于幾毫米）的應用，請考慮使用專門為機器視覺制造的顯微鏡光學元件和/或高倍率光學元件，不建議使用擴展器或附加放大倍率將標準光學元件推至更高倍率。

03.選擇合適的照明

在計量學中，照明的選擇可能起關鍵作用。在檢測的過程中，照明的目的是增強圖像特征點與背景的對比度，在圖像中，對比度代表著圖像信號的質量，它反應了兩個區間的差別，光源就是要突出這些區別。

適當的光源照明可以將被測物體的目標信息與背景信息區分，以獲得高品質，高對比的圖像，從而降低圖像處理算法的難度，同時提高系統精度和可靠性。盡管在生產線上實現自動化背光的物理實現可能是一個挑戰，但許多計量應用都受益于背光照明，正面照明可能會突出顯示必須標識以進行測量的特征邊緣。

考慮使用低角度或結構化的照明來突出低對比度的特點。當試圖測量非常小的特征（例如分辨率低于0.001mm）時，可以使用長波長的顏色，例如藍色或紫色來提高對比度。如果零件處于運動狀態，請考慮使LED照明器頻閃以獲得最佳強度和燈泡壽命。

04.注意零件特征

給定特定照明技術的照相機的光學系統可見的特征通常不具有用于機器視覺工具的相同特征，可以在零件印刷上指定或使用手動測量儀來測量。

例如，測量直徑較小但相當深的通孔的直徑-高精度和低不確定性。

如果使用前部照明，則只會測量孔的頂部邊緣。如果期望的檢查是模仿插入量規，這可能是不可接受的。另一方面，如果使用背光，由于孔的深度，光學器件不可能“平均”圖像中的整個孔。更有可能的是，光學器件將集中在鉆孔頂部，底部，中部的某一深度處，并且這個結果可能不是所期望的。仔細選擇照明，光學和算法，以確保測量商定的表面。了解在許多情況下，出于上述原因，在線非接觸機器視覺測量不會完全重復物理測量設備。

05.進行精確測量

被檢測的部件必須重復呈現。在離線設置中，成像，光學，分辨率和算法可能都是完美的，但是在線測量的可重復性和可靠性可能會很差。

通常情況下，部分呈現會不一致，甚至有時候，部分演示甚至可能無法實現某種度量。

以鉆孔為例。當該孔的表面垂直于透鏡時，圖像直接從孔的深處取下，可以成功測量。但是，如果零件稍微傾斜，那么這樣的孔可以明顯地變成橢圓形，或者如果是背光，則會被完全遮蔽。

對于非接觸式測量的成像，首先必須減輕所有可能的零件表示變化，然后理解在任何情況下，零件表示都將對測量中的一些疊加誤差負責。

此外，物體的移動速度同樣是重要的因素，如果被測量的物體不是靜止的，而是運動狀態，那么一定要考慮運動模糊對圖像精度的影響（模糊像素=物體運動速度*相機曝光時間），不是軟件能夠決定。

根據視覺檢測應用領域，視覺檢測系統對其組成部分有著不同的要求，在智能制造領域，照明亮度，相機的像素，計算機的算力與性能同樣重要，比如在相機和計算機上的選擇上，都要求是工業級的，且對工業相機的幀頻分辨率等指標依據需求篩選，而計算機的的性能、算力和環境適應同時也要和檢測需求匹配（物體移動速度，燈光亮度，檢測軟件兼容等），檢測精度的提高是最重要的，而這取決于以上談到的各種因素之間的相互匹配。