一、方案背景

需求描述：

1.定位手机壳耳机孔；   

a)   形状：圆形

b)   尺寸：2.5mm、3.5mm、5mm

2.手机壳种类-五类铝合金材质：亮黑、深黑、蓝色、白色、正常色

新增手机壳种类-塑料材质外壳：

镜面反光亮黑色

3. 重复定位精度小于0.015mm；

视场范围：17 mm* 11 mm；

选型思路

①    视野确定：17 mm* 11 mm（视野要比样品大，有充分的冗余空间）

②    相机分辨率确定：根据算法精度（最少2个像素）和单像素精度（每个像素最少0.015mm），长边像素数量至少为：17/0.015*2=2267pixel，选用500万像素工业相机（2448×2048）

③    相机和视野关系可简化成相似三角形关系，可根据上述公式，已知三个已知量可求出另一个未知量。工作距离100mm，带入下方公式即可得到最终镜头结果为50mm。

                 计算图例

④    KF系列50mm镜头最低工作距离为300mm，故需要使用接圈，利用接圈计算公式则可得出接圈的长度为25mm

⑤    为了兼容手机壳不同材质、颜色、形状，采用环形光正面照射形成明视场，针对镜面反射材质样品，采用同轴光源照射，凸显表面的不平整。

二、方案架构

CNC手机孔加工定位引导系统主要由500万像素工业相机、FL为50mm的工业镜头、为了兼容不同种类手机壳，光源由同轴光、环形光组成，环形光正面照射形成明视场。通过静止拍照实现定位引导，无现场干扰。

                                   架设方案

方案效果

                                       成像示意图

                                        检测效果

三、视觉检测流程

检测流程主要分为三个部分:

(1)   对应圆形孔位的孔位中心定位，使用圆查找功能，找到孔位对应圆并输出圆心坐标、半径等参数。对应知识点请查阅圆查找章节。

                       圆查找参数配置

通过在检测图中绘制ROI确定扇环半径。从图中观察圆形孔特征，圆内灰度较外侧低，因此边缘阈值选择从黑到白选项，为了避免其他干扰点影响，将边缘类型选择最强。以此参数定位对应圆形孔特征即可

                                      效果图展示

完成检测后，使用发送数据将圆心点、半径等数据发送至对应设备即可。

                 格式化及发送数据参数配置

(2)   对应跑道形孔位，需要对两边的圆弧进行定位、分别拟合成两个圆，再将两个圆的圆心连线取中点，得到孔位中心坐标。

使用工具为圆查找、点点测量

在此案例中使用圆查找工具，将孔位两侧的圆弧找到，点点测量工具能够直接继承圆查找的圆心点，在后续工具中选择生成直线中点即可

                  视觉方案流程

                         圆查找参数配置

在此方案中，观察定位的两个圆外侧特征，边缘从内到外为从明到暗再到明，因此使用从黑到白的边缘极性来定位外框圆特征。

                     点点测量参数配置

在使用圆查找找到两个圆之后，要通过点点测量选择两个圆心点之间的距离并连线，后续可通过此两点来定位孔中心等。

                        算法结果

后续数据通过格式化工具进行输出

                        格式化及发送数据参数配置

             整体检测流程

              检测效果图

(3)   面对不规则梯形孔，使用高精度特征匹配工具，在后续输出特征匹配框中心即可。同样地，在匹配到对应轮廓后，需要将检测结果通过格式化工具发送至通信设备

                 检测流程

                 检测效果图