南京奧聯(lián)汽車(chē)電子電器股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)奧聯(lián)公司)是一家研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)銷(xiāo)售汽車(chē)電子電器零部件的國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。公司致力于為整車(chē)汽車(chē)廠(chǎng)(家用乘用汽車(chē)、重型卡車(chē)、混合動(dòng)力車(chē)輛等)提供優(yōu)質(zhì)的汽車(chē)零部件，如電子油門(mén)踏板、電子節(jié)氣門(mén)、換擋器、空調(diào)控制器等。

按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，為保證產(chǎn)品質(zhì)量，奧聯(lián)公司需要對(duì)其所生產(chǎn)的汽車(chē)零部件上的LED按鍵燈和RGB顏色，進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別和檢測(cè)。

比如，汽車(chē)空調(diào)面板集成了多個(gè)代表不同功能的LED按鍵燈，而且顏色也不相同。按鍵燈能否按照規(guī)定的顏色正常工作，直接關(guān)系到駕駛者對(duì)汽車(chē)空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)的判斷。因此，汽車(chē)空調(diào)面板的檢測(cè)重點(diǎn)主要是LED按鍵燈。

過(guò)去，奧聯(lián)公司對(duì)LED按鍵燈的生產(chǎn)檢測(cè)是一個(gè)工位，需要3位操作工人進(jìn)行裝配及檢驗(yàn)測(cè)試。首先是第一位操作工把產(chǎn)品裝配好，然后放置在固定位置;第二位操作工檢測(cè)產(chǎn)品表面按鍵是否正確;然后第三位操作工把電氣盒接通，通過(guò)目視來(lái)檢測(cè)LED燈顏色是否有差異(顏色值無(wú)法判斷)和每個(gè)LED燈的亮度是否平衡。

此工位的難度是：當(dāng)產(chǎn)品通電檢測(cè)LED亮度及RGB值時(shí)，人工檢測(cè)很容易使眼睛疲勞，員工無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)別，從而導(dǎo)致誤判，造成產(chǎn)品不合格率較高。因此，在檢測(cè)LED燈顏色時(shí)，最好進(jìn)行波長(zhǎng)測(cè)試，也可按照RGB每個(gè)像素24位編碼進(jìn)行測(cè)量，并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)給予公差。

每個(gè)像素24位編碼的RGB值使用三個(gè)8位無(wú)符號(hào)整數(shù)(0-255)表示紅色、綠色和藍(lán)色的強(qiáng)度。這是當(dāng)前主流的標(biāo)準(zhǔn)表示方法，用于真彩色、JPEG和TIFF等圖像文件格式里的通用顏色交換。它可以產(chǎn)生1600萬(wàn)種顏色組合，這大大超過(guò)了人眼分辨的能力。

使用每原色8比特的全值域RGB，可以有256級(jí)別的白、灰、黑深淺變化，255個(gè)級(jí)別的紅色、綠色、藍(lán)色(和它們的等量混合)的深淺變化，但是其它色相的深淺變化要少一些。由于Gamma校正，256級(jí)別不表示同等間隔的強(qiáng)度，所以區(qū)分RGB顏色有很大難度。

這種人工檢測(cè)方式有很大的弊端，即無(wú)法與上位機(jī)和PLC進(jìn)行通訊，也連接不到數(shù)據(jù)庫(kù)，這就導(dǎo)致檢測(cè)效率極低，誤檢率大大提高。因此，奧聯(lián)公司決定進(jìn)行技術(shù)改造，引入先進(jìn)的視覺(jué)技術(shù)，以提高自動(dòng)化生產(chǎn)水平。

這時(shí)，南京的一家系統(tǒng)集成商，向奧聯(lián)公司推薦了康耐視公司的In-Sight視覺(jué)系統(tǒng)。奧聯(lián)公司發(fā)現(xiàn)In-Sight視覺(jué)系統(tǒng)具有強(qiáng)大的定位工具、獨(dú)特的顏色識(shí)別功能和圖案匹配技術(shù)等優(yōu)點(diǎn)，只要被檢測(cè)產(chǎn)品在其視野范圍內(nèi)均能靈活處理。In-Sight視覺(jué)系統(tǒng)很符合奧聯(lián)公司的技改需要，因此當(dāng)項(xiàng)目啟動(dòng)時(shí)就優(yōu)先選擇了In-Sight視覺(jué)系統(tǒng)。

In-Sight視覺(jué)系統(tǒng)需要將之前定義好的一些區(qū)域的特殊結(jié)果值，有序的通過(guò)以太網(wǎng)TCO/IP協(xié)議發(fā)送至客戶(hù)PC上接受軟件，然后進(jìn)行處理。由于檢測(cè)目的是對(duì)燈顏色的光學(xué)分析，需要測(cè)出顏色的RGB值，所以需要排除外界光線(xiàn)對(duì)檢測(cè)的干擾、產(chǎn)品光線(xiàn)較弱等因素，因此要求檢測(cè)在暗箱中進(jìn)行(如圖1所示)。

圖1

In-Sight視覺(jué)系統(tǒng)和設(shè)備工作臺(tái)操作工作程序如下：系統(tǒng)上電，準(zhǔn)備OK，系統(tǒng)開(kāi)始檢測(cè)，產(chǎn)品到工裝位置并固定好，給予相機(jī)拍照信號(hào)(IO或者以太網(wǎng)通訊觸發(fā)都可以)，視覺(jué)系統(tǒng)開(kāi)始檢測(cè);視覺(jué)系統(tǒng)處理所檢測(cè)的RGB值數(shù)據(jù)，將其發(fā)送給接收端，判斷是否在公差范圍內(nèi);發(fā)送O給予OK信號(hào)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)等待下一次檢測(cè);如若發(fā)送N給予NG信號(hào)，也將數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)進(jìn)行處理，然后等待下一次檢測(cè)。

In-Sight視覺(jué)系統(tǒng)使用的主要檢測(cè)工具及通訊演示如下。

圖2

先用PatMax工具搜尋一個(gè)可靠圖案作為定位器，以圖2中較大的紅色圓圈的圖案作為定位器(有十字架標(biāo)記)，然后當(dāng)產(chǎn)品位置發(fā)生變動(dòng)時(shí)，其它檢測(cè)驗(yàn)收的工具都跟蹤定位器找到的圖案移動(dòng)，而不至于找不到要檢測(cè)的區(qū)域。

圖2中紅色小圓圈內(nèi)會(huì)分別有一個(gè)更小的藍(lán)色圓圈，那是對(duì)不同顏色區(qū)域的檢測(cè)工具，它們將在圖案中跟蹤定位器一起運(yùn)動(dòng)，始終檢測(cè)定義好的顏色區(qū)域。只要在視野范圍內(nèi)都可以隨意變動(dòng)產(chǎn)品位置。

通訊演示步驟：檢測(cè)完畢后，將每個(gè)檢測(cè)區(qū)域的檢測(cè)數(shù)字通過(guò)以太網(wǎng)通訊發(fā)送給上位機(jī);第一步，在軟件中建立服務(wù)器，In-Sight視覺(jué)軟件-選擇板-輸入輸出-網(wǎng)絡(luò)-TCP Device;第二步，設(shè)置服務(wù)器參數(shù);第三步，發(fā)送數(shù)據(jù)指令;第四步，發(fā)送數(shù)據(jù)設(shè)置。通過(guò)以上步驟即可完成數(shù)據(jù)發(fā)送。

以上檢測(cè)難點(diǎn)是：在測(cè)試顏色RGB值時(shí)，沒(méi)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)定義的色標(biāo)值，所以工程師在對(duì)顏色檢測(cè)之前，用一張白色紙張，對(duì)相機(jī)進(jìn)行白平衡調(diào)整，這個(gè)方法有助于顏色檢測(cè);另外，通過(guò)畫(huà)圖工具中選擇顏色(都是帶有標(biāo)準(zhǔn)RGB數(shù)值的顏色)，之后用相機(jī)仿真，圖像分析處理后RGB值與理論值相吻合，即可實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn);In-Sight視覺(jué)系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)的檢測(cè)出在畫(huà)圖工具中提取出來(lái)顏色的值，并且判斷相機(jī)檢測(cè)結(jié)果值與畫(huà)圖工具中的值是否相符合。

奧聯(lián)公司自從采用In-Sight視覺(jué)系統(tǒng)后，成功化解了汽車(chē)空調(diào)面板LED按鍵燈的諸多高難度檢測(cè)問(wèn)題。In-Sight視覺(jué)系統(tǒng)提供了最佳的RGB值檢測(cè)工具，能夠處理各個(gè)部件上面很小的LED燈光的顏色并靈活的切換程序，以滿(mǎn)足不同的檢測(cè)要求，同時(shí)智能相機(jī)還能夠與常見(jiàn)的PLC輕松集成。

“我們?cè)谠O(shè)備臺(tái)上使用了In-Sight視覺(jué)系統(tǒng)后，In-Sight視覺(jué)系統(tǒng)均出色地完成了顏色識(shí)別及按鍵防錯(cuò)的工作，檢測(cè)率高達(dá)99.8%。”奧聯(lián)公司的現(xiàn)場(chǎng)工程師說(shuō)道，“LED燈亮度顏色差異不明顯，人眼無(wú)法辨識(shí)和定位，而In-Sight視覺(jué)系統(tǒng)能夠輕松地解決這些問(wèn)題。”

“In-Sight視覺(jué)系統(tǒng)帶給我們極大的驚喜，它甚至在對(duì)比度非常低的情形下，也能在可控公差范圍內(nèi)檢測(cè)出準(zhǔn)確有效的RGB顏色值。”他強(qiáng)調(diào)，“In-Sight視覺(jué)系統(tǒng)全面解決了人工檢測(cè)的誤判問(wèn)題，從而提高了公司生產(chǎn)線(xiàn)的效率和產(chǎn)量。在后期的項(xiàng)目中，我們還會(huì)推薦使用康耐視的產(chǎn)品。”

圖片

In-Sight視覺(jué)相機(jī)在工裝設(shè)備臺(tái)上面安裝到位觸發(fā)相機(jī)進(jìn)行檢查。