摘要：本文整理了我做了12年工业自动化集成，经手三十多台机器视觉定位设备的实际经验，针对有机械基础的中级工程师，聊一聊现场落地最容易出问题的环节，没有空泛的理论，全是踩过坑攒出来的干货。
你真的搞对定位精度的定义了吗？
很多年轻工程师找我聊需求，第一句话就是“我要机器视觉定位精度做到1微米”。
你要什么精度？是重复定位精度还是绝对定位精度？
这俩差着十万八千里。
我给大家捋清楚：重复定位精度是指，同一个工件每次放在相同位置，你每次定位出来的结果的偏差，管的是“一致性”。绝对定位精度是指，你定位出来的结果，和工件实际位置在世界坐标系下的偏差，管的是“准不准”。3C行业贴屏幕辅料，只要每次贴的位置相对于工件特征一致就行，重复精度够就满足要求，绝对精度差一点不影响。汽车车身焊接定位，要和整车基准对上，必须要够高的绝对精度，重复精度再高，整体偏了就是废件。
现在供应商报参数，大多报的是理想环境下的重复精度——恒温恒湿，无振动，工件平面度完美。到了现场，打个对折都是给你面子。我三年前做手机玻璃贴合项目，供应商拍胸脯说重复精度0.01mm，结果车间温度一天变4度，铝制工作台热胀冷缩，光这一项误差就干到0.02mm了。那阵子天天蹲车间调温度补偿，连续熬了一周，头发掉了一把。
对了，别忘记相机本身的畸变误差。哪怕是远心镜头，畸变也有0.01%~0.1%，靶面越大，边缘误差越大，选型的时候一定要把这个误差算进总误差里。
场景匹配才是选型的核心
说实话，我见过太多项目，上来就堆最贵的硬件，最后效果还不如便宜方案。去年有个客户找我们改项目，原来的集成商给1.2米长的曲轴打定位，硬是上了一条8K的线扫相机，成本花了十几万，打标精度还超差，速度也达不到要求。
我们去了之后改了方案：用两个1200万像素的普通面阵相机，分别拍曲轴两端的基准孔，只定位两个基准点，算出来整体的位置偏差，精度直接做到0.03mm以内，满足客户要求，成本直接砍了一半还多。
其实逻辑很简单，你要的只是工件的位置和姿态，不需要拍全整个工件的细节，干嘛要全图扫描？
标定这块我再补一句，90%的定位不准问题，根源都在标定没做好。不是说你摆个棋盘格标定板拍两张就完事了。我们现在做项目，标定必须做三次：设备组装完冷机状态标定一次，连续运行四小时热机稳定后再标定一次，换班后环境温度差超过5度，再补一次修正参数。这个流程，能帮你干掉80%的温度带来的误差。
机器人集成视觉的场景，手眼标定更是大坑。我见过刚毕业的工程师把手眼变换矩阵的坐标系搞反了，机器人启动直接撞到工作台上，把六轴关节撞坏了，赔了快十万，说起来都是泪。
现场落地的核心避坑点
光照是机器视觉定位的半条命。这句话我信。算法再好，特征拍不出来，都是白搭。
金属抛光工件，反光晃得相机出重影，用同轴平行漫射光，比环形光强三倍。黑色塑料工件提取轮廓，背光源打出来的边缘，比正面打光准10倍。车间里的杂光怎么办？简单，加个遮光罩，把相机和工件区域罩起来，成本几十块，解决大问题。
还有机械安装刚性，很多人忽略这个。视觉系统精度再高，相机架晃得像筛子，有啥用？我们现在有个硬规矩，视觉相机安装支架的固有频率，必须大于设备整机工作频率的1.5倍，符合GB/T 18779.1-2017对几何偏差测量设备的安装要求，这个是红线，不够就加筋加厚，别省那点材料钱。不然设备开动起来，相机跟着振，定位结果跳来跳去，你调半年算法都没用。
来料偏差也是个大头。很多客户说我视觉定位准，为什么还出废品？拆开来看，来料有的翘曲，有的公差偏出1mm，你视觉能找到特征，精度也会掉。我们现在的标准做法，加一套低成本的粗预定位机构，先把来料偏差限制在0.5mm以内，再做视觉精定位，哪怕来料一致性差一点，也能稳得住。速度只降了不到5%，废品率直接从8%降到0.2%，太值了。
最后说两句，搞机器视觉定位，从来不是比谁的相机贵，比谁的算法先进。是看你能不能把现场的所有干扰因素，提前想到，提前留在设计余量里。适合场景的方案，才是最好的方案。
