機器視覺應用原理基礎知識概述

機器視覺也稱為計算機視覺,包括單目視覺、雙目(立體)視覺和多目視覺研究用計算機來模擬生物外部顯示器或宏觀視覺功能的科學和技術首要目標是用圖像創建或恢復現實視覺模型,然后認知現實世界。

機器視覺的應用

機器視覺的應用主要有檢測和機器人視覺兩個方面：

⒈ 檢測：又可分為高精度定量檢測（例如顯微照片的細胞分類、機械零部件的尺寸和位置測量）和不用量器的定性或半定量檢測（例如產品的外觀檢查、裝配線上的零部件識別定位、缺陷性檢測與裝配完全性檢測）。

⒉機器人視覺：用于指引機器人在大范圍內的操作和行動，如從料斗送出的雜亂工件堆中揀取工件并按一定的方位放在傳輸帶或其他設備上（即料斗揀取問題）。至于小范圍內的操作和行動，還需要借助于觸覺傳感技術。

在行業應用方面，主要有制藥、包裝、電子、汽車制造、半導體、紡織、煙草、交通、物流等行業，用機器視覺技術取代人工，可以提供生產效率和產品質量。例如在物流行業，可以使用機器視覺技術進行快遞的分揀分類，不會出現大多快遞公司人工進行分揀，減少物品的損壞率，可以提高分揀效率，減少人工勞動。

機器視覺特點

⒈攝像機的拍照速度自動與被測物的速度相匹配，拍攝到理想的圖像；

⒉零件的尺寸范圍為2.4mm到12mm，厚度可以不同；

⒊系統根據操作者選擇不同尺寸的工件，調用相應視覺程序進行尺寸檢測，并輸出結果；

⒋針對不同尺寸的零件，排序裝置和輸送裝置可以精確調整料道的寬度，使零件在固定路徑上運動并進行視覺檢測；

⒌機器視覺系統分辨率達到2448×2048，動態檢測精度可以達到0.02mm；

⒍廢品漏檢率為0；

⒎本系統可通過顯示圖像監視檢測過程，也可通過界面顯示的檢測數據動態查看檢測結果；

⒏具有對錯誤工件及時準確發出剔除控制信號、剔除廢品的功能；

⒐系統能夠自檢其主要設備的狀態是否正常，配有狀態指示燈；同時能夠設置系統維護人員、使用人員不同的操作權限；

⒑實時顯示檢測畫面，中文界面，可以瀏覽幾次不合格品的圖像，具有能夠存儲和實時察看錯誤工件圖像的功能；

⒒能生成錯誤結果信息文件，包含對應的錯誤圖像，并能打印輸出。

機器視覺系統的組成

機器視覺系統字面意思就可看出主要分為三部分：機器、視覺和系統。

機器負責機械的運動和控制；視覺通過光源、工業鏡頭、工業相機、圖像采集卡等來實現；系統主要是指軟件，也可理解為整套的機器視覺設備。

圖像獲取：光源、鏡頭、相機、采集卡、機械平臺

圖像處理與分析：工控主機、圖像處理分析軟件、圖形交互界面。

判決執行：電傳單元、機械單元

機器視覺的輸入裝置

包括:成像設備——景物探測成像

數字化設備——將成像設備輸出的模擬信號轉換為二維/三維數字化圖像

常用的成像設備：CCD彩色/黑白攝像機、數字掃描儀、超聲成像探測儀、CT成像設備、紅外成像系統、激光成像系統、計算成像系統等

觀測系統使用的光波段:根據探測對象不同的物理介質、材料和狀態可以從可見光、紅外、X射線、微波、超聲到γ射線。

觀測對象:靜止的、運動的、平面的、立體高清

機器視覺的工作原理

機器視覺檢測系統采用CCD照相機將被檢測的目標標轉換成圖像信號,傳送給專用的圖像處理系統,根據像素分布和亮度顏色等信息,轉變成數字化信號,(圖像處理系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征,如面積、數量,們找度再根據預設的允許度和其他條果包括尺寸、角度、個數、合格/不谷格、將有無等,實現自動識別功能。

機器視覺系統的最大特征

使用各種知識——特征模型、成像模型物體模型、物體間的關系等,在視覺的各個階段,盡可能地進行自動運算，系統應該使用那些可以被明確表示的知識,時系統有更高的適應性和魯棒性,也可以求解機器視覺中較難的問題。