1.機(jī)器視覺(jué)解讀

什么是機(jī)器視覺(jué)

機(jī)器視覺(jué)技術(shù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)重要分支，它涉及到計(jì)算機(jī)、圖像處理、模式識(shí)別、人工智能、信號(hào)處理、光學(xué)、機(jī)械等多個(gè)領(lǐng)域，其目的就是給機(jī)器或者自動(dòng)生產(chǎn)線添加一套視覺(jué)系統(tǒng)。機(jī)器視覺(jué)是采用機(jī)器代替人眼來(lái)做測(cè)量與判斷，通過(guò)計(jì)算機(jī)攝取圖像來(lái)模擬人的視覺(jué)功能，實(shí)現(xiàn)人眼視覺(jué)的延伸。

機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)構(gòu)成

一個(gè)完整的工業(yè)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)是由眾多功能模塊共同組成，一般由光學(xué)系統(tǒng)（光源、鏡頭、工業(yè)相機(jī)）、圖像采集單元、圖像處理單元、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及人機(jī)界面等模塊組成，所有功能模塊相輔相成，缺一不可。好的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)能夠?yàn)橹圃鞓I(yè)提供更多有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的硬件支持。

機(jī)器視覺(jué)工作原理

機(jī)器視覺(jué)的目的是給機(jī)器或自動(dòng)生產(chǎn)線添加一套視覺(jué)系統(tǒng)，用機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng) 代替人眼來(lái)做測(cè)量和判斷。

通過(guò)機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品（即工業(yè)相機(jī)）將待檢測(cè)目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，傳送給圖像處理分析系統(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(hào)；圖像系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來(lái)抽取目標(biāo)的特征，進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的動(dòng)作。

機(jī)器視覺(jué)功能優(yōu)勢(shì)

2.機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)工作流程

工件到達(dá)檢測(cè)位置→ 向傳感器觸發(fā)脈沖→ 圖像采集卡感應(yīng)物件并開(kāi)始工作→ 零件照明→工業(yè)攝像機(jī)等待掃描并輸出→ 圖像采集卡將數(shù)字圖像存放到計(jì)算機(jī)內(nèi)存中→處理器獲取圖像并把資料數(shù)據(jù)化→ 視覺(jué)軟件對(duì)圖像進(jìn)行分析、識(shí)別→ 獲取測(cè)量結(jié)果→ 離散輸出，顯示不良產(chǎn)品畫(huà)面→控制流水線的動(dòng)作或糾正誤差。

從上述的工作流程可以看出，機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)是一種比較復(fù)雜的系統(tǒng)，因?yàn)榇蠖鄶?shù)系統(tǒng)的監(jiān)控對(duì)象都是運(yùn)動(dòng)物體，系統(tǒng)與運(yùn)動(dòng)物體的匹配和協(xié)調(diào)動(dòng)作尤為重要，這些給系統(tǒng)各部分的動(dòng)作時(shí)間和處理速度帶來(lái)了嚴(yán)格的要求。

在一些應(yīng)用領(lǐng)域，例如機(jī)器人、飛行物制導(dǎo)等，整個(gè)系統(tǒng)或者系統(tǒng)的一些部件的重量、體積和耗電量都會(huì)有嚴(yán)格的要求。所以說(shuō)，機(jī)器視覺(jué)是圖像處理系統(tǒng)中最復(fù)雜的系統(tǒng)，需要在開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)中投入更多的精力。

3.機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

在工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中，機(jī)器視覺(jué)相對(duì)于人眼識(shí)別體現(xiàn)了較大優(yōu)勢(shì)。機(jī)器視覺(jué)具有自動(dòng)化、客觀、非接觸和高精度等特點(diǎn)。特別是在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，機(jī)器視覺(jué)強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)的精度和速度，以及工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下的可靠性與安全性，在重復(fù)和機(jī)械性的工作中具有較大的應(yīng)用價(jià)值。

精確性——由于人眼有物理?xiàng)l件的限制，在精確性上機(jī)器有明顯的優(yōu)點(diǎn)。即使人眼依靠放大鏡或顯微鏡來(lái)檢測(cè)產(chǎn)品，機(jī)器仍然會(huì)更加精確，因?yàn)樗木饶軌蜻_(dá)到千分之一英寸。特別是檢測(cè)生產(chǎn)線上高速運(yùn)動(dòng)的物體時(shí)，機(jī)器視覺(jué)更具優(yōu)勢(shì)。

重復(fù)性——機(jī)器可以以相同的方法一次一次的完成檢測(cè)工作而不會(huì)感到疲倦。與此相反，人眼每次檢測(cè)產(chǎn)品時(shí)都會(huì)有細(xì)微的不同，即使產(chǎn)品時(shí)完全相同的。

客觀性——人眼檢測(cè)還有一個(gè)致命的缺陷，就是情緒帶來(lái)的主觀性，檢測(cè)結(jié)果會(huì)隨工人心情的好壞產(chǎn)生變化，而機(jī)器沒(méi)有喜怒哀樂(lè)，檢測(cè)的結(jié)果自然非?？捎^可靠。

效率高——機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)可以快速獲取大量信息，實(shí)現(xiàn)更為快速的產(chǎn)品檢測(cè)，同時(shí)也易于加工過(guò)程中的信息集成，尤其是在大批量工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，用人工視覺(jué)檢查產(chǎn)品質(zhì)量效率低且精度不高，用機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)方法可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。

成本低——由于機(jī)器比人快，一臺(tái)自動(dòng)檢測(cè)機(jī)器能夠承擔(dān)多人的任務(wù)。而且機(jī)器不需要停頓、能夠連續(xù)工作，所以能夠極大的提高生產(chǎn)效率從而降低生產(chǎn)成本。

4.機(jī)器視覺(jué)典型應(yīng)用場(chǎng)景

生產(chǎn)車(chē)間組裝

機(jī)器人在機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的作用下，可以精確地按照視覺(jué)技術(shù)使機(jī)械手臂擁有3D視覺(jué)能力，可以靠視覺(jué)導(dǎo)引、定位，成為夾取物件的要件。除了視覺(jué)定位，手眼力協(xié)調(diào)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)還有矩陣的感測(cè)器，可以協(xié)助機(jī)器人知道抓取的位置與力量大小。

電子焊接制造

在焊線技術(shù)中，因?yàn)樾酒S度的縮小，需要較強(qiáng)大的影像放大功能。在此環(huán)境中，高質(zhì)量的成像鏡頭系統(tǒng)必須滿足特殊的最佳化需求。由于機(jī)器視覺(jué)工具絕佳的操作模式、可靠度及視覺(jué)算法的高準(zhǔn)確度，從而很好地解決了芯片焊接過(guò)程中的諸多問(wèn)題。

空瓶檢測(cè)

機(jī)器視覺(jué)空瓶檢測(cè)系統(tǒng)主要由相機(jī)、鏡頭、光源、圖像采集卡、PC平臺(tái)和控制單元等六部分組成，各個(gè)部分之間相互配合，最終完成對(duì)酒瓶的質(zhì)量檢測(cè)和剔除。

汽車(chē)零部件裝配

汽車(chē)零部件具有品質(zhì)要求高、批量大、形狀各異的特點(diǎn)，每一個(gè)零件都涉及到整車(chē)的質(zhì)量，故其測(cè)量的尺寸多，精度要求高，需要根據(jù)不同的零部件特征與類(lèi)型進(jìn)行逐一測(cè)量。目前大部分汽車(chē)制造商，已使用機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)取代了普通的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。

產(chǎn)品自動(dòng)化分揀

自動(dòng)化分揀是工業(yè)生產(chǎn)、特別是產(chǎn)品批量生產(chǎn)中的必需環(huán)節(jié)之一。工業(yè)生產(chǎn)中需要根據(jù)產(chǎn)品特性及其生產(chǎn)/出廠質(zhì)量要求進(jìn)行分揀，它可以代替人工進(jìn)行貨物的分類(lèi)、搬運(yùn)和裝卸工作，提高生產(chǎn)和工作效率，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化、無(wú)人化。

藥品質(zhì)量檢測(cè)

機(jī)器視覺(jué)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)從傳統(tǒng)的藥品包裝、藥瓶、標(biāo)簽等視覺(jué)檢測(cè)到目前對(duì)生物芯片的檢測(cè)，放射科的X放射等，通過(guò)引入機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)，完成對(duì)圖像信息的采集、存儲(chǔ)、管理、處理及傳輸?shù)裙δ堋?

5.機(jī)器視覺(jué)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

廈門(mén)遠(yuǎn)景達(dá)擁有基于深度學(xué)習(xí)的三維視覺(jué)引導(dǎo)、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制、視覺(jué)檢測(cè)、三維建模等方面的核心技術(shù)，并研發(fā)了機(jī)器人三維視覺(jué)引導(dǎo)系統(tǒng) 、機(jī)器人二維視覺(jué)引導(dǎo)系統(tǒng)、三維檢測(cè)系統(tǒng)、產(chǎn)品外觀檢測(cè)系統(tǒng)等可根據(jù)客戶需求定制化的智能產(chǎn)品。以高效·低成本·模塊化的方式為自動(dòng)化集成商、自動(dòng)化設(shè)備廠商、機(jī)器人廠家提供機(jī)器視覺(jué)的相關(guān)解決方案。

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