تقنية قياس الرؤية الآلية واتجاهات تطورها

باعتبارها تقنية فحص بصري، تتطلب تقنية قياس الصور تحقيق قياس كمي. لطالما كانت دقة القياس مؤشرًا هامًا تسعى هذه التقنية لتحقيقه. تستخدم أنظمة قياس الصور عادةً أجهزة استشعار الصور، مثل أجهزة CCD، للحصول على معلومات الصورة، وتحويلها إلى إشارات رقمية، ثم تجميعها في جهاز كمبيوتر، وبعد ذلك تستخدم تقنية معالجة الصور لمعالجة إشارات الصور الرقمية للحصول على الصور المختلفة المطلوبة. يتم حساب أخطاء الحجم والشكل والموقع باستخدام تقنيات المعايرة لتحويل معلومات حجم الصورة في نظام إحداثيات الصورة إلى معلومات الحجم الفعلي.

في السنوات الأخيرة، ونظرًا للتطور السريع في القدرة الإنتاجية الصناعية وتحسين تقنيات التصنيع، ظهرت أعداد كبيرة من المنتجات ذات الأحجام المتباينة، الكبيرة والصغيرة. على سبيل المثال، قياس الأبعاد الخارجية للطائرات، وقياس المكونات الرئيسية للآلات الضخمة، وقياس الأبعاد الحرجة للمكونات الدقيقة. إن التوجه نحو تصغير الأجهزة المختلفة، وقياس الأبعاد الدقيقة الحرجة في الإلكترونيات الدقيقة والتكنولوجيا الحيوية، وغيرها، كلها عوامل تُلقي بمسؤوليات جديدة على تقنيات الاختبار. تتميز تقنية القياس التصويري بنطاق قياس أوسع، حيث يصعب استخدام القياسات الميكانيكية التقليدية على نطاقات كبيرة وصغيرة. تستطيع هذه التقنية إنتاج صورة بنسبة معينة من الجسم المراد قياسه وفقًا لمتطلبات الدقة، مع إمكانية التكبير والتصغير لإنجاز مهام قياس غير ممكنة بالقياسات الميكانيكية. لذلك، سواءً كان القياس على نطاق كبير جدًا أو صغير جدًا، فإن الدور المهم لتقنية القياس التصويري واضح جليًا.

بشكل عام، يُشار إلى الأجزاء التي تتراوح أحجامها بين 0.1 مم و10 مم بالأجزاء الدقيقة، وتُعرف دوليًا بالأجزاء متوسطة الحجم. تتطلب هذه المكونات دقة عالية نسبيًا، تصل عادةً إلى مستوى الميكرون، كما أن بنيتها معقدة، مما يجعل طرق الكشف التقليدية غير قادرة على تلبية احتياجات القياس. لذا، أصبحت أنظمة قياس الصور طريقة شائعة في قياس المكونات الدقيقة. أولًا، يجب تصوير الجزء المراد اختباره (أو خصائصه الرئيسية) باستخدام عدسة بصرية ذات تكبير كافٍ على مستشعر صور متوافق. ثم تُجمع الصورة التي تحتوي على معلومات الهدف المراد قياسه، وتُخزن في الحاسوب عبر بطاقة التقاط الصور، وبعد ذلك تُجرى معالجة الصور والحسابات الحاسوبية للحصول على نتيجة القياس.

تتجه تقنية قياس الصور في مجال الأجزاء الدقيقة نحو التطور في الاتجاهات التالية: 1. تحسين دقة القياس. مع التطور المستمر للمستوى الصناعي، ستزداد متطلبات الدقة للأجزاء الدقيقة، مما يُحسّن دقة قياس الصور. في الوقت نفسه، ومع التطور السريع لأجهزة استشعار الصور، تُهيئ الأجهزة عالية الدقة الظروف لتحسين دقة النظام. إضافةً إلى ذلك، سيُسهم البحث في تقنيات البكسل الفرعي وتقنيات الدقة الفائقة في توفير الدعم التقني اللازم لتحسين دقة النظام.
٢. تحسين كفاءة القياس. يتزايد استخدام الأجزاء الدقيقة في الصناعة على المستوى الهندسي، وتتطلب مهام القياس المعقدة، التي تتطلب قياسًا دقيقًا بنسبة ١٠٠٪ ضمن خط الإنتاج، كفاءة عالية في القياس. ومع تحسين قدرات الأجهزة، مثل الحواسيب، والتحسين المستمر لخوارزميات معالجة الصور، ستتحسن كفاءة أنظمة أجهزة قياس الصور.
3. تحقيق تحويل نمط قياس المكونات الدقيقة من نمط القياس النقطي إلى نمط القياس الكلي. تُعاني تقنية أجهزة قياس الصور الحالية من محدودية دقة القياس، حيث تُصوّر بشكل أساسي منطقة الميزة الرئيسية في المكون الصغير، وذلك لتحقيق قياس نقطة الميزة الرئيسية، مما يجعل من الصعب قياس المحيط الكامل أو نقطة الميزة بأكملها.

مع تحسن دقة القياس، سيتم استخدام الحصول على صورة كاملة للجزء وتحقيق قياس عالي الدقة لخطأ الشكل الكلي في المزيد والمزيد من المجالات.
باختصار، في مجال قياس المكونات الدقيقة، ستُصبح الكفاءة العالية لتقنية قياس الصور عالية الدقة اتجاهًا هامًا لتطوير تقنيات القياس الدقيق. ولذلك، باتت أنظمة أجهزة التقاط الصور تتطلب معايير أعلى لجودة الصورة، وتحديد حوافها، ومعايرة النظام، وغيرها، ما يمنحها آفاقًا تطبيقية واسعة وأهمية بحثية بالغة. ونتيجةً لذلك، أصبحت هذه التقنية محط اهتمام بحثي محليًا وعالميًا، وأحد أهم تطبيقات تقنية الفحص البصري.