機(jī)器視覺是人工智能正在快速發(fā)展的一個分支。簡單說來,機(jī)器視覺就是用機(jī)器代替人眼來做測量和判斷。機(jī)器視覺系統(tǒng)是通過機(jī)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),得到被攝目標(biāo)的形態(tài)信息,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(jìn)行各種運算來抽取目標(biāo)的特征,進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設(shè)備動作。
機(jī)器視覺是一項綜合技術(shù),包括圖像處理、機(jī)械工程技術(shù)、控制、電光源照明、光學(xué)成像、傳感器、模擬與數(shù)字視頻技術(shù)、計算機(jī)軟硬件技術(shù)(圖像增強(qiáng)和分析算法、圖像卡、I/O卡等)。機(jī)器視覺系統(tǒng)的組成,一個典型工業(yè)機(jī)器視覺系統(tǒng)有以下部分:
(1)光源:可以理解為人類世界的外部光照(太陽、日光燈、火燭);
(2)鏡頭(定焦鏡頭、變倍鏡頭、遠(yuǎn)心鏡頭、顯微鏡頭),瞳孔是光圈(大小由虹膜的擴(kuò)大或縮小控制),角膜和晶狀體像鏡頭;
(3)相機(jī)(包括CCD 相機(jī)和COMS相機(jī)),視網(wǎng)膜;
(4)圖像處理單元(或圖像捕獲卡),視網(wǎng)膜神經(jīng)系統(tǒng);
(5)圖像處理軟件,大腦;
(6)通訊 / 輸入輸出單元,四肢五官;
機(jī)器視覺系統(tǒng)最基本的特點就是提高生產(chǎn)的靈活性和自動化程度。在一些不適于人工作業(yè)的危險工作環(huán)境或者人工視覺難以滿足要求的場合,常用機(jī)器視覺來替代人工視覺。同時,在大批量重復(fù)性工業(yè)生產(chǎn)過程中,用機(jī)器視覺檢測方法可以大大提高生產(chǎn)的效率和自動化程度。
機(jī)器視覺特點
1、機(jī)器視覺是一項綜合技術(shù),其中包括數(shù)字圖像處理技術(shù),機(jī)械工程技術(shù),控制技術(shù),電光源照明技術(shù),光學(xué)成像技術(shù),傳感器技術(shù),模擬與數(shù)字視頻技術(shù),計算機(jī)硬件技術(shù),人機(jī)接口技術(shù)等。這些技術(shù)在機(jī)器視覺中是并列關(guān)系,相互協(xié)調(diào)應(yīng)用才能構(gòu)成一個成功的工業(yè)機(jī)器視覺應(yīng)用系統(tǒng)。
2、機(jī)器視覺更強(qiáng)調(diào)實用性,要求能夠適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)中惡劣的環(huán)境,要有合理的性價比,要有通用的工業(yè)接口,能夠由普通工作來操作,有較高的容錯能力和安全性,不會破壞工業(yè)產(chǎn)品,必須有較強(qiáng)的通用性和可移植性。
3、對機(jī)器視覺技術(shù)人員來說,不僅要具有研究數(shù)學(xué)理論和編制計算機(jī)軟件的專業(yè)能力,更需要的是光、機(jī)、電一體化的綜合能力。
4、機(jī)器視覺更強(qiáng)調(diào)實時性,要求高速度和高精度,因而計算機(jī)視覺和數(shù)字圖像處理中的許多技術(shù)目前還難以應(yīng)用于機(jī)器視覺,他們的發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其在工業(yè)生產(chǎn)中的實際應(yīng)用速度。
機(jī)器視覺應(yīng)用案例
電池產(chǎn)品視覺檢測:電池類產(chǎn)品異物、劃痕、壓痕、極耳不良、污染、腐蝕、凹點、極耳燒傷、噴碼不良、字符模糊等外觀缺陷檢測。
PCB電路板視覺檢測:PCB電路板產(chǎn)品外形、尺寸、管腳和貼片檢測,以及焊點、方向錯誤等完整性檢測。
精密部件視覺檢測:螺絲、軸承、齒輪等精密部件的長寬高、直徑等尺寸測量,劃傷、劃痕、缺損、等表面缺陷檢測。
電子元器件視覺檢測:連接器、電容、電阻等的尺寸測量,PIN針偏移、變形、短缺等缺陷,印刷字符檢測等。
食品包裝視覺檢測:食品包裝的外觀完整性檢測、條碼識別、密封性檢測;飲料分揀與色選、液體檢測,生產(chǎn)日期、保質(zhì)期字符識別;灌裝線上空瓶破損、潔凈檢測等。
醫(yī)藥包裝視覺檢測:醫(yī)藥塑料瓶、玻璃瓶的長度、高度、直徑等尺寸測量,破損、黑點等缺陷檢測。
紡織服裝輔料視覺檢測:紡織服裝輔料(如金屬紐扣、塑料紐扣等)的尺寸測量、外觀缺陷檢測及標(biāo)簽字符檢測等。
責(zé)任編輯:tzh
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