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專注于機(jī)器視覺、AI人工智能、激光、視覺檢測設(shè)備！
專注于機(jī)器視覺、AI人工智能、激光、視覺檢測設(shè)備！
2020-05-16 14:24:41 責(zé)任編輯： 瑞智光電 0
我們在了解機(jī)器視覺系統(tǒng)之前，先來說一下“視覺”這詞，視覺是一個生理學(xué)詞匯，光作用于視覺器官，使其感受細(xì)胞興奮，其信息經(jīng)視覺神經(jīng)系統(tǒng)加工后便產(chǎn)生視覺。通過視覺，人和動物感知外界物體的大小、明暗、顏色、動物，獲得對機(jī)體生存具有重要意義的各種信息，至少有80%以上的外界信息經(jīng)視覺獲得，視覺是人和動物最重要的感覺。下面我們就一起來看看機(jī)器視覺系統(tǒng)是怎么回事。
一、機(jī)器視覺系統(tǒng)概述
機(jī)器視覺系統(tǒng)就是利用機(jī)器代替人眼來作各種測量和判斷。它是計(jì)算科的一個重要分支，它綜合了光學(xué)、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)軟硬件等方面的技術(shù)，涉及到計(jì)算機(jī)、圖像處理、模式識別、人工智能、信號處理、光機(jī)電一體化等多個領(lǐng)域。圖像處理和模式識別等技術(shù)的快速發(fā)展，也大大地推動了機(jī)器視覺的發(fā)展。
二、機(jī)器視覺系統(tǒng)的構(gòu)成
一般來說，機(jī)器視覺系統(tǒng)包括了照明系統(tǒng)、鏡頭、攝像系統(tǒng)、采集卡、圖像處理卡和圖像處理系統(tǒng)。對于每一個應(yīng)用，我們都需要考慮系統(tǒng)的運(yùn)行速度和圖像的處理速度、使用彩色還是黑白攝像機(jī)、檢測目標(biāo)的尺寸還是檢測目標(biāo)有無缺陷、視場需要多大、分辨率需要多高、對比度需要多大等。
從功能上來講，典型的機(jī)器視覺系統(tǒng)可以分為：圖像采集部分、圖像處理部分和運(yùn)動控制部分三大部分。
三、機(jī)器視覺系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
機(jī)器視覺系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分為軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)兩大部分。
1、機(jī)器視覺系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
機(jī)器視覺系統(tǒng)的硬件主要由鏡頭、攝像機(jī)、圖像采集卡、輸入輸出單元、控制裝置構(gòu)成。一套機(jī)器視覺系統(tǒng)的好壞取決于攝像機(jī)像素的高低，硬件質(zhì)量的優(yōu)劣，更重要的是各個部件間的相互配合和合理使用。
2、機(jī)器視覺系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
機(jī)器視覺系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)是一個復(fù)雜的課題，不僅要考慮到程序設(shè)計(jì)的優(yōu)化，還要考慮到算法的有效性，以及能否實(shí)現(xiàn)在軟件設(shè)計(jì)的過程中要考慮到可能出現(xiàn)的問題。視覺系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)完成還要對其魯棒性進(jìn)行檢測和提高，以適應(yīng)復(fù)雜的外部環(huán)境。
四、機(jī)器視覺系統(tǒng)的工作原理
機(jī)器視覺硬件主要包括圖像獲取和視覺處理兩部分，而圖像獲取由照明系統(tǒng)、視覺傳感器、模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器和幀存儲器等組成。機(jī)器人視覺通過視覺傳感器獲取環(huán)境的二維圖像，并通過視覺處理器進(jìn)行分析和解釋，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為符號，讓機(jī)器人能夠辨識物體，并確定其位置。
五、機(jī)器視覺系統(tǒng)的應(yīng)用
1、圖像識別
圖像識別，是利用機(jī)器視覺對圖像進(jìn)行處理、分析和理解，以識別各種不同模式的目標(biāo)和對象。圖像識別在機(jī)器視覺工業(yè)領(lǐng)域中最典型的應(yīng)用就是二維碼的識別了，二維碼就是我們平時(shí)常見的條形碼中最為普遍的一種。將大量的數(shù)據(jù)信息存儲在這小小的二維碼中，通過條碼對產(chǎn)品進(jìn)行跟蹤管理，通過機(jī)器視覺系統(tǒng)，可以方便的對各種材質(zhì)表面的條碼進(jìn)行識別讀取，大大提高了現(xiàn)代化生產(chǎn)的效率。
2、視覺定位
視覺定位要求機(jī)器視覺系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確的找到被測零件并確認(rèn)其位置。在半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域，設(shè)備需要根據(jù)機(jī)器視覺取得的芯片位置信息調(diào)整拾取頭，準(zhǔn)確拾取芯片并進(jìn)行綁定，這就是視覺定位在機(jī)器視覺工業(yè)領(lǐng)域最基本的應(yīng)用。
3、圖像檢測
圖像檢測是機(jī)器視覺工業(yè)領(lǐng)域最主要的應(yīng)用之一，一方面生產(chǎn)自動化程度高，人力成本占整個產(chǎn)品成本的比例較大，消費(fèi)者對產(chǎn)品質(zhì)量和一致性的要求也很高。另一方面其設(shè)備制造業(yè)比較發(fā)達(dá)，高科技產(chǎn)品所占比例較大。因此，機(jī)器視覺系統(tǒng)在圖像檢測的應(yīng)用方面也非常的廣泛，不僅是在電子、半導(dǎo)體等先進(jìn)制造業(yè)，甚至像雞蛋、紐扣、漢堡包這樣的產(chǎn)品都要用到圖像視覺檢測設(shè)備。
4、物體測量
機(jī)器視覺系統(tǒng)在工業(yè)應(yīng)用中最常用于非接觸式物體測量，可避免人工測量產(chǎn)生的誤差和接觸時(shí)產(chǎn)生的損耗，更因其具有高精度高性能的特點(diǎn)，大大提高了生產(chǎn)的效率。常見的物體測量包括：手機(jī)、五金件、齒輪、汽車零部件、PCB板、玻璃、機(jī)械、塑料塑膠等。
機(jī)器視覺系統(tǒng)在物體測量的應(yīng)用上，瑞科智能有多種型號的標(biāo)準(zhǔn)型機(jī)器視覺檢測設(shè)備，可根據(jù)所需精度和自動化程度針對性選擇，也可以根據(jù)實(shí)際需求，定制非標(biāo)檢測設(shè)備。
六、機(jī)器視覺系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
1、非接觸測量，對于觀測者與被觀測者都不會產(chǎn)生任何損傷，從而提高系統(tǒng)的可靠性。
2、具有較寬的光譜響應(yīng)范圍，例如使用人眼看不見的紅外測量，擴(kuò)展了人眼的視覺范圍。
3、長時(shí)間穩(wěn)定工作，人類難以長時(shí)間對同一對象進(jìn)行觀察，而機(jī)器視覺則可以長時(shí)間地作測量、分析和識別任務(wù)。
4、安全可靠，在某些特殊工業(yè)環(huán)境中實(shí)施工況檢測，如焊接、火藥制造等，人工視覺可能會對操作工的人身安全造成威脅，而機(jī)器視覺系統(tǒng)從某種程度上有效地規(guī)避了這些風(fēng)險(xiǎn)。
5、機(jī)器視覺系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、醫(yī)學(xué)等等行業(yè)都獲得了廣泛的應(yīng)用，可以說已經(jīng)深入到我們的生活、生產(chǎn)和工作的方方面面。
