几何匹配在机器视觉系统的应用

一、机器视觉的原理

机器视觉各功能的原理主要是根据BMP图片的0-256色灰度值来做一些简单判断和分析，再通过设定灰度边界的差值（边缘阈值）和设定提取到的轮廓的长度（Zui短边缘）来提取相应的轮廓并计算相应的轮廓相对于图片的坐标位置和不同轮廓之间的距离。

所以我们要开发视觉系统，首先必须用相应的光源来把产品需要进行识别的位置照的轮廓边界清晰，黑就是黑，白就是白，也就是我们常说的黑白分明，正因为这样，机器视觉并不是我们想像的那样可以完全代替人眼。

二、机器视觉的功能

CkVision机器视觉软件功能其主要有BLOB分析，对象计数、几何匹配、灰度匹配、彩色匹配、字符识别、条码识别、测圆、找圆、卡尺测量、外径内径测量、颜色识别、图像基本运算（二值化、比例变换、开运算、闭运算、膨胀、腐蚀、滤波、边缘检测）、几何运算、图像合并、图像旋转、轮廓提取等功能。另外可根据客户要求定制特殊功能。

我们虽然知道机器视觉有这些功能，但是我们该怎么样应用这些功能呢，在我们自己生产线上哪个工序可以用视觉系统来代替呢，下面我们主要来讲一下几何匹配在机器视觉系统的应用：

1）产品定位：当产品需要高精度定位时，可以使用几何匹配功能，可以先在产品上预先做好一个标志点（Mark点），然后通过检测产品上的Mark点位置相对于图片上的位置偏差，再通过相机的标定把检测出的偏差值转换为毫米或脉冲驱动马达调速回相应的位置来达到高精度的定位。

2）产品方向有无的检测：当产品需要检测方向和有无的时候，可以在产品的一边找一个标志点或相应的一个轮廊直角边、斜边、圆弧等几何图形做为一个模板，当软件在一定范围内找到相应的模板时认为产品有和方向是对的，当找不到相应的模板时认为方向是反的，此时可以发信号把产品替除或控制相应的电机把产品反个方向。

3）产品的高精度测量：当产品需要测两点间的距离而间距测量和卡尺测量达不到产品测量要求时可以使用同时匹配两个点的轮廓来达到产品测量的目的，这主要是用在打光效果不好的产品上。

4）产品放置位置的正确性：当产品上需要放置或装配一些小产品或配件时，通常需要检测正确性，这时可以通过在小产品或配件位置设定相应的搜索范围学习相应的模板来达到检测目的，也就是在A范围内搜索A模板，在B范围内搜索B模板，在C范围内搜索C模板，如果都搜索成功，则OK，如果有一个范围搜索不成功，则NG。

5)产品上的字符检测辅助定位：当需要检测产品的字符（数字或字母）正确性时，可以使用CkVision的字符提取功能，但是必须使用几何匹配做辅助定位，因为通常产品到相机底下的位置会有所变化，而全图像范围搜索可能又会增加一定的误判，所以我们可以设置一个很小的搜索范围，而这个范围可以跟着匹配到的标志点的偏差而变化。