在视觉测量中,第一步是定位边缘。如果边缘检测功能关闭,之后的每次测量都会不准确。许多人只依赖于运行 Canny 或 Sobel 算法,但实际上并非如此简单。以下是我们经常使用且在实际应用中经过验证的稳定方法。
首先选择合适的照明
无论算法多么优秀,不良的照明都会产生嘈杂的边缘信号。必须正确选择背光、同轴或环形灯——这一步经常被忽视。
使用投影法精确定位
沿 X 轴或 Y 轴投影会将像素行压缩成波形,其中的峰和谷揭示了边缘位置。这种方法可以平均化小噪声,使其比直接过滤原始图像更稳定。
微分法:古老但可靠
对投影曲线进行微分可以突出显示变化最大的点——边缘。这种老式方法比一些高端算法更能抵抗车间噪声。
亚像素精度,实现真正的精度
一旦找到边缘,精度至关重要。在峰值附近取三到五个点,并用二次曲线拟合,可以得到精度达到1/100像素的坐标,这对于微米级测量至关重要。
光反射:边缘断裂
在铝或不锈钢上,反射会导致边缘断裂。使用偏光滤镜或调整照明角度以避免眩光。
杂乱的背景:到处都是假边缘
如果背景颜色接近工件,就会出现假边缘。请先更改背景颜色或使用形态学处理将其去除。
高噪声:锯齿状边缘
当灰度波动较大时,边缘会出现锯齿状。在微分之前应用高斯滤波或中值滤波来稳定信号。
铝制外壳的“亮点”之战
我们曾经测量过一个铝制外壳,照明导致外壳各处都出现亮点,测量值漂移了几十微米。解决方法:
改用带偏振滤光片的同轴照明
使用投影+微分进行边缘检测
应用亚像素拟合进行精确定位
调整后,重复测量显示偏差在±1微米以内。
照明、算法、定位——都很重要
视觉测量中的边缘检测并不神秘,但细节至关重要。照明、算法和定位必须协同工作。不要仅仅调整软件参数——现场测试多个设置以找到最稳定的设置,这样您的测量结果才可靠。