#01、什么是視覺檢測設(shè)備
視覺檢測是指通過機器視覺產(chǎn)品(即圖像攝取裝置,分 CMOS 和CCD 兩種)將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號,傳送給專用的圖像處理系統(tǒng),根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息,轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號;圖像系統(tǒng)對這些信號進行各種運算來抽取目標(biāo)的特征,進而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設(shè)備動作。
隨著人工智能技術(shù)的快速落地,智能機器人產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展,視覺檢測機器正迸發(fā)出更加強勁的活力。
視覺檢測設(shè)備設(shè)計的典型結(jié)構(gòu)主要包括五個部分組成,分別是:照明、鏡頭、相機、圖像采集和運動控制系統(tǒng)。
#02、視覺檢測類項目經(jīng)歷哪些測試階段
1.軟件測試
聚焦功能實現(xiàn)是否與客戶需求一致,保證軟件流程的正確性,以及正確的應(yīng)用邏輯關(guān)系。
通過對軟件的輸入進行控制,從而達(dá)到不同的測試結(jié)果,通過輸入輸出的差異比較測試是否正確和準(zhǔn)確,從而發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的漏洞,展開研發(fā)修改與測試驗證的循環(huán)過程。
2.硬件測試
針對硬件本身以及環(huán)境開展硬件可靠性測試,比如老化測試、兼容性測試、故障率測試等。
需要對常見的硬件配置進行測試,從而確定軟件能夠在多種硬件配置環(huán)境下運行,例如:與整機、板卡和外設(shè)的兼容性測試。
3.聯(lián)調(diào)測試
主要對軟硬件聯(lián)調(diào)功能展開測試:驗證電氣與軟件信號通訊邏輯、光源、相機等硬件觸發(fā)拍照、掃描等功能的正確性及檢出情況的統(tǒng)計等。
如遇外系統(tǒng)對接,則需要檢查各系統(tǒng)間模塊基本功能、算法檢出能力與節(jié)拍等內(nèi)容是否符合客戶預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。
4.模型測試
針對模型測試,重點關(guān)注模型的功能測試、性能測試、模型指標(biāo)的評估及指標(biāo)結(jié)果分析。
采取方法:采取A/B測試、魯棒性測試、離線測試、在線測試等手段,評估模型的可靠性及穩(wěn)定性。
離線測試/在線測試:歷史數(shù)據(jù)進行離線環(huán)境訓(xùn)練與測試評估,生成離線模型版本。為確保模型服務(wù)穩(wěn)定性,需要對模型進行線上線下一致性驗證、模型線上穩(wěn)定性驗證測試。
一致性測試:使用同一批樣本分別在離線與在線環(huán)境下請求模型服務(wù),系統(tǒng)對模型服務(wù)決策結(jié)果進行對比分析。
穩(wěn)定性測試:采用線上新樣本請求模型,根據(jù)模型的決策結(jié)果對模型進行評估。模型評估指標(biāo)參考:KS、ROC等。
A/B測試:算法模型在確保穩(wěn)定性時會迭代產(chǎn)生多個版,在線服務(wù)如使用模型A進行決策,當(dāng)要進行模型版本迭代時,需要在離線環(huán)境下訓(xùn)練出模型B,然后將其部署到線上環(huán)境,分析在線與離線的A/B測試結(jié)果,通過轉(zhuǎn)化率等方式輔助決策使用哪個版本。
5.性能測試
硬件開展連續(xù)采圖,驗證程序的穩(wěn)定性、信號通訊穩(wěn)定性、存圖邏輯正確性。
軟硬件聯(lián)調(diào)穩(wěn)定性測試:基于客戶生產(chǎn)環(huán)境部署場景,實施一定時長的負(fù)載運行,監(jiān)控分析檢測節(jié)拍及性能指標(biāo)是否符合客戶預(yù)期。
#03、如何開展視覺檢測設(shè)備的測試工作?
1.產(chǎn)品需求分析
需求分析是開始測試工作的第一步,根據(jù)項目本身的需求資料輸入,測試人員需提煉出該項目的測試范圍、 功能點、業(yè)務(wù)流程、預(yù)期輸出、異常流程以及所需的時間和資源。
測試用例是一組由前提條件、測試輸入、執(zhí)行條件以及預(yù)期結(jié)果等組成,以完成對某個特定需求或者目標(biāo)測試的數(shù)據(jù),體現(xiàn)測試方案、方法、技術(shù)和策略的文檔。
測試工程師需要針對具體項目的需求,從機械、電氣、軟件、算法等方面展開思考,設(shè)計測試用例。
3.測試執(zhí)行與缺陷管理
區(qū)分測試階段:分別執(zhí)行測試用例,運用測試工具輔助進行測試,提升測試效率,例如:相機調(diào)試工具、PLC調(diào)試軟件、數(shù)據(jù)庫工具、接口、性能測試工具等。
缺陷的定義:
(1)未達(dá)到合同或技術(shù)協(xié)議中約定的功能要求;
(2)出現(xiàn)了產(chǎn)品說明書指明不會出現(xiàn)的錯誤 ;
(3)功能超出產(chǎn)品說明書范圍 ;
(4)未達(dá)到產(chǎn)品說明書雖未指出但應(yīng)達(dá)到的目標(biāo);
(5)被認(rèn)為難以理解、不易操作、運行速度慢或最終用戶認(rèn)為不好。測試工程師需要明確缺陷的類型、優(yōu)先級與嚴(yán)重程度,運用缺陷管理工具或缺陷清單的方式進行缺陷的記錄、反饋、驗證等工作。
4、重要檢查項的驗證
發(fā)貨前的驗證,需要關(guān)注以下幾點:
線路的安全檢查:必須先安裝地線。
視覺檢查設(shè)備工作時,存在高電壓,為了避免安全事故,在頻繁使用視覺檢查裝置的時間上,通過設(shè)置接地線,安全對策會大幅提高。
電壓的穩(wěn)定性檢查:一般工業(yè)設(shè)備工作時的電壓為220V,其中也有380V。
電壓不對稱容易對人們的工業(yè)設(shè)備造成比較嚴(yán)重的傷害,降低機械設(shè)備的使用期限。
接口檢查:例如數(shù)字量輸入和輸出,用于觸發(fā)的啟動器,與PLC的通信,機器人,線性軸,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等。
調(diào)試驗證:使用少量的工件變量進行手動和自動操作的系統(tǒng)測試。
結(jié)果記錄:應(yīng)詳細(xì)記錄好壞圖像以及對測試結(jié)果的評估。
#04、套高品質(zhì)的機器視覺檢測系統(tǒng)必須具備的條件
1.高品質(zhì)的成像系統(tǒng)
成像系統(tǒng)被稱為視覺檢測設(shè)備的“眼睛”,因此“眼睛”識別能力的好壞是評價成像系統(tǒng)的最關(guān)鍵指標(biāo)。通常,成像系統(tǒng)的評價指標(biāo)主要體現(xiàn)在三個方面:
(1)能否發(fā)現(xiàn)存在的缺陷
基于圖像方法進行的檢測,所能夠依據(jù)的最原始也是唯一的資料即是所采到的圖像上的顏色(或者亮度變化),除此之外,沒有其他資料可供參考。
所以,一個高品質(zhì)的成像系統(tǒng)首先應(yīng)該是一個能充分表現(xiàn)被檢測物表面顏色變化的成像系統(tǒng)。
因此除了選擇具有高清晰度的相機與鏡頭之外,用以營造成像環(huán)境的光照設(shè)計也顯得非常重要,有時候甚至?xí)霈F(xiàn)為特殊缺陷專門設(shè)計的光照系統(tǒng)。
經(jīng)常所說的100%質(zhì)量檢測系統(tǒng),實際上指的是在能夠充分表現(xiàn)各種缺陷的圖像中的100%全檢。
(2)能夠發(fā)現(xiàn)的缺陷的最小尺寸
數(shù)字圖像的最小計量單位是像素(pixel),它本身并不代表被攝物實際的尺寸大小。
被攝物實際尺寸大小與像素之間的關(guān)聯(lián)是通過一個叫做分辨力的物理量來完成的。分辨力指的是每單位像素代表的實際物體尺寸。
分辨力數(shù)值越小,圖像的精細(xì)程度就越高,檢測系統(tǒng)能夠發(fā)現(xiàn)的缺陷尺寸就越小,檢測精度就越高。
(3)能否足夠快地攝取圖像
如同人眼看運動物體一樣,當(dāng)物體運動的足夠快時,人眼就不能再清晰的觀察到物體的全部。
機器視覺檢測系統(tǒng)的“眼睛”攝像機也有一個拍攝速度上限,即相機主頻。
當(dāng)被攝物的運行速度超出了攝像機的主頻上限時,攝像機就不能獲得清晰、完整的圖像,檢測就不能正常地繼續(xù)下去。
攝像機主頻越高,采集速度也就越快,檢測才能保持高效進行。
因此,是否采用了足夠高主頻的攝像機也是評價一個成像系統(tǒng)是否高品質(zhì)的關(guān)鍵因素。
2.成熟的圖像處理與分析算法
圖像處理與分析算法在整個檢測系統(tǒng)中相當(dāng)于人工檢測時人腦的判斷思維。
由于機器視覺是一個實踐性很強的學(xué)科,評價一個算法的好壞更多的是依賴于實際應(yīng)用的驗證,而非考察算法中是否采用了比較先進或高深復(fù)雜的理論。
因此一個能夠充分模擬人腦判斷過程與方法并且穩(wěn)定、高效的圖像處理與分析算法才是我們需要的,也就是所謂的成熟的處理與分析算法。
因此,在設(shè)計處理算法時,需要充分分析人的判斷過程,并將其轉(zhuǎn)換成計算機的語言。
3.可操作性好
可操作性好主要要求檢測設(shè)備的應(yīng)用操作要具備簡潔、方便并易于理解的特點。比如系統(tǒng)有友好的人機交互界面、良好的導(dǎo)向性操作設(shè)計等。
4.穩(wěn)定的其他配套設(shè)施
其他配套設(shè)施指的是除了檢測系統(tǒng)以外的設(shè)施,如傳輸控制平臺、缺陷處理裝置(剔除、報警、標(biāo)記等)。要求是必須運行穩(wěn)定、信號響應(yīng)及時、迅速。
審核編輯:郭婷
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原文標(biāo)題:【光電智造】視覺檢測類項目如何開展測試
文章出處:【微信號:今日光電,微信公眾號:今日光電】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
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