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应用与解决方案 Applications & Solutions

立体视觉
立体视觉系统测量连接器引脚

的高度和位置

文/ John Lewis

高速连接器生产设备制造商 0.3~0.6mm，加上细部引脚尖结 择了 Chromasens 公司的 3DPIXA 小
Eberhard 公司的工程师开发了一种机器 构，要求测量系统的最小分辨率为 型 15μm 3D 线阵相机，原因有以下
视觉系统，可以在无需接触的情况下， 15~20μm，”Haller 说，“而且由于引 几个。
同时测量连接器引脚的高度和位置。 脚通常位于连接器外壳的深槽内，所 首先，根据 Haller 的说法，扫描
Eberhard 开发部主管 Bjoern 以应尽量采用垂直光照，以避免不想 和计算速度满足了所需的周期时间。
Haller 博士说，与现有的接触测试方 要的可能造成遮光的阴影。” 其次，采用线扫描技术，可提供高精
法（通常需要两个不同的工位和复杂 结合应用需求，Eberhard 的工 度测量所需的分辨率，并提供优化的
的特定产品适配器）相比，新型光学 程师根据以下标准对比了各种可用的 同轴光照，为连接器外壳的深槽提供
检测系统的准确性更高、成本更低。 3D 相机 ： 足够的光线。最后，相机和光线垂直
• 最低 100mm/s 的高速采集和快速 于物体，最大限度地减少遮光。
计算结果 与典型的立体视觉系统（使用两
• 最小三角测量角度，以避免连接 台互相横向位移的区域扫描相机）相
器外壳造成引脚的遮光 比，3DPIXA 使用一个 7500×3（RGB）
• 引脚位置测量稳定性 线阵成像仪对 3D 表面成像，这是一 2018 深圳机器视觉展
时间:6.27-29 展位:4.143
• 最低 15~20μm 的分辨率 种新颖的方法，结合立体和线阵相
Stereo 经过综合考虑后，工程师最终选 机技术，并支持 2D 色彩和 3D 测量。
basis

Pl Pr
Positions in Position in
left camera right camera
图1：从立体图像计算出的3D数据，提供了所有目
标点的三维坐标（X、Y、Z轴）。
该应用要求相对于连接器塑
料主体上的一个基准，来测量引
脚尖的位置（真实位置和引脚高
度）。此外，该新型系统能够测量的
最小引脚尺寸低于当前的市场标准
0.4mm×0.5mm。Haller 指出，生产
线速度要求每个连接器的检测时间在
4~10s 的范围内，具体取决于连接器
的类型。
图2：软件模型实时自动测量40多种不同参数，从尺寸、数量和浓度到颜色、灰度和形态特征（如圆度、
“市场上的误差范围为 伸长率和纤维卷曲）。

32 May/Jun 2018 视觉系统设计 Vision Systems Design China