宽度是描述物体外形的主要参数之一。宽度检测从检测方法上可分为接触式宽度检测和非接触式宽度检测。接触式宽度检测通常用于静态物体或离线产品的检测,使用检测工具为常见的卡尺、直尺或卷尺等。非接触式宽度检测通常用于连续生产线上的产品在线检测。
非接触式宽度检测又可以分为激光测距差分式宽度检测、图像检测式宽度检测、背光式宽度检测、结构光调制式宽度检测、三角测量式宽度检测和双目立体式宽度检测等。
激光测距差分式宽度检测是利用一对设置在被测物体宽度方向两侧的激光测距传感器检测物体侧面距离,利用差分算法求得物体宽度,两个传感器安装的相对距离为,传感器测得物体侧面距离分别为
,
,则物体宽度:
。这种方法的检测精度取决于传感器精度,适用于被测物体有一定厚度,且在线运行平稳,如板材的宽度测量。
图像检测式宽度检测是利用工业相机采集物体宽度方向图像,运用图像处理技术,实时得到物体的宽度。为了提高系统检测精度,可采用辅助光照明和多相机组合方式。这种方法的检测精度取决于成像系统构成及计算机图像处理算法,适用于环境良好、运行平稳的带材宽度检测。
背光式宽度检测是图像检测式宽度检测的改进型。利用设置在被测物体另一侧的光源为背景光,提高检测系统的抗干扰能力,适用于检测环境比较恶劣的场合,但不适合于较厚板材及透明薄膜类的检测。由于容易得到较清晰的边界,因此检测精度高于普通的图像检测法。
结构光调制式宽度检测是利用定制镜头将点激光光源扩展成线激光,利用它来照射被测物体,增强外廓结构的显示。结构光调制式宽度检测法是利用结构光增强物体宽度边缘的图形(图1),可以提高图像处理的速度及精度。
三角测量式宽度检测是利用图像检测式宽度检测结合辅助标记光点(线)实现宽度测量。将辅助标记光点(线)打在被测物体宽度方向的侧面,用工业相机采集标记点(线)的位置变化,进而可以测得物体宽度变化。
双目立体式宽度检测是基于三角测量原理(图2)。使用两台工业摄像机模拟人的双目视觉,从不同角度采集被测物体的两个边缘,形成立体视觉测量,利用视觉差可以分别计算得到物体边缘的空间坐标和
,可以计算得到物体宽度。这种方法可以一定程度上消除被测物体运动时引起跳动产生的测量误差。