一,、概述
    機(jī)器視覺就是用機(jī)器代替人眼來(lái)做測(cè)量和判斷。機(jī)器視覺系統(tǒng)是指通過(guò)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(hào),，傳送給的圖像處理系統(tǒng)，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)的設(shè)備動(dòng)作,。
    機(jī)器視覺（Machine vision） 
    　　機(jī)器視覺系統(tǒng)的特點(diǎn)是提高生產(chǎn)的柔性和自動(dòng)化程度。在一些不適合于人工作業(yè)的危險(xiǎn)工作環(huán)境或人工視覺難以滿足要求的場(chǎng)合,，常用機(jī)器視覺來(lái)替代人工視覺,；同時(shí)在大批量工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，用人工視覺檢查產(chǎn)品質(zhì)量效率低且精度不高,，用機(jī)器視覺檢測(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。而且機(jī)器視覺易于實(shí)現(xiàn)信息集成,，是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造的基礎(chǔ)技術(shù),。 
    　　正是由于機(jī)器視覺系統(tǒng)可以快速獲取大量信息，而且易于自動(dòng)處理,，也易于同設(shè)計(jì)信息以及加工控制信息集成,，因此，在現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中,，人們將機(jī)器視覺系統(tǒng)廣泛地用于工況監(jiān)視,、成品檢驗(yàn)和質(zhì)量控制等領(lǐng)域。 
    二,、組成結(jié)構(gòu)
    　　一個(gè)典型的工業(yè)機(jī)器視覺系統(tǒng)包括：光源,、鏡頭、 CCD 照相機(jī),、圖像處理單元（或圖像捕獲卡）,、圖像處理軟件、監(jiān)視器,、通訊 / 輸入輸出單元等,。 
    　　系統(tǒng)可分為： 
    　　主端電腦（Host Computer） 、影像擷取卡（Frame Grabber）與影像處理器 ,、影像攝影機(jī) ,、CCT鏡頭 、顯微鏡頭 ,、照明設(shè)備 ,、Halogen光源 ,、LED光源 、高周波螢光燈源 ,、閃光燈源 ,、其他特殊光源 、影像顯示器 ,、LCD ,、機(jī)構(gòu)及控制系統(tǒng) 、PLC,、PC-Base控制器 ,、精密桌臺(tái) 、伺服運(yùn)動(dòng)機(jī)臺(tái) 等部分,。
    三,、工作原理  
    　　機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)采用CCD照相機(jī)將被檢測(cè)的目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，傳送給的圖像處理系統(tǒng),，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),，圖像處理系統(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,，如面積、數(shù)量,、位置,、長(zhǎng)度，再根據(jù)預(yù)設(shè)的允許度和其他條件輸出結(jié)果,，包括尺寸,、角度、個(gè)數(shù),、合格 / 不合格,、有 / 無(wú)等，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別功能,。                   
    四,、機(jī)器視覺的應(yīng)用
    　　1.自動(dòng)光學(xué)檢查（如圖像識(shí)別、圖像檢測(cè),、視覺定位,、物品分揀等） 
    　　2.人臉偵測(cè) 
    　　3.無(wú)人駕駛汽車 
    　　【機(jī)器視覺特點(diǎn)】 
    　　1.攝像機(jī)的拍照速度自動(dòng)與被測(cè)物的速度相匹配，拍攝到理想的圖像,； 
    　　2.零件的尺寸范圍為2.4mm到12mm,，厚度可以不同； 
    　　3.系統(tǒng)根據(jù)操作者選擇不同尺寸的工件，調(diào)用相應(yīng)視覺程序進(jìn)行尺寸檢測(cè),，并輸出結(jié)果,； 
    　　4.針對(duì)不同尺寸的零件，排序裝置和輸送裝置可以調(diào)整料道的寬度,，使零件在固定路徑上運(yùn)動(dòng)并進(jìn)行視覺檢測(cè),； 
    　　5.機(jī)器視覺系統(tǒng)分辨率達(dá)到1600×1200，動(dòng)態(tài)檢測(cè)精度可以達(dá)到0.02mm,； 
    　　6.廢品漏檢率為0,； 
    　　7.本系統(tǒng)可通過(guò)顯示圖像監(jiān)視檢測(cè)過(guò)程，也可通過(guò)界面顯示的檢測(cè)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)查看檢測(cè)結(jié)果,； 
    　　8.具有對(duì)錯(cuò)誤工件及時(shí)準(zhǔn)確發(fā)出剔除控制信號(hào),、剔除廢品的功能； 
    　　9.系統(tǒng)能夠自檢其主要設(shè)備的狀態(tài)是否正常,，配有狀態(tài)指示燈,；同時(shí)能夠設(shè)置系統(tǒng)維護(hù)人員、使用人員不同的操作權(quán)限,； 
    　　10.實(shí)時(shí)顯示檢測(cè)畫面,，中文界面，可以瀏覽zui近幾次不合格品的圖像,，具有能夠存儲(chǔ)和實(shí)時(shí)察看錯(cuò)誤工件圖像的功能,； 
    　　11.能生成錯(cuò)誤結(jié)果信息文件，包含對(duì)應(yīng)的錯(cuò)誤圖像,，并能打印輸出。 
    　　流水線進(jìn)行自動(dòng)化的改造,，使布匹生產(chǎn)流水線變成快速,、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確,、的流水線,。在流水線上，所有布匹的顏色,、及數(shù)量都要進(jìn)行自動(dòng)確認(rèn)（以下簡(jiǎn)稱“布匹檢測(cè)”）?，F(xiàn)在采用機(jī)器視覺的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)完成以前由人工來(lái)完成的工作。在大批量的布匹檢測(cè)中,，用人工檢查產(chǎn)品質(zhì)量效率低且精度不高,，用機(jī)器視覺檢測(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。 
    特征提取辨識(shí)
    　　1． 圖像的內(nèi)容不是單一的圖像,，每塊被測(cè)區(qū)域存在的雜質(zhì)的數(shù)量,、大小、顏色,、位置不一定一致,； 
    　　2． 雜質(zhì)的形狀難以事先確定,； 
    　　3． 由于布匹快速運(yùn)動(dòng)對(duì)光線產(chǎn)生反射，圖像中可能會(huì)存在大量的噪聲,； 
    　　4． 在流水線上,，對(duì)布匹進(jìn)行檢測(cè)，有實(shí)時(shí)性的要求,； 
    　　由于上述原因,，圖像識(shí)別處理時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的算法，提取雜質(zhì)的特征,，進(jìn)行模式識(shí)別,，實(shí)現(xiàn)智能分析。 
    Color檢測(cè)：一般而言,，從彩色CCD相機(jī)中獲取的圖像都是RGB圖像,。也就是說(shuō)每一個(gè)像素都由紅（R）綠（G）籃（B）三個(gè)成分組成，來(lái)表示RGB色彩空間中的一個(gè)點(diǎn),。問(wèn)題在于這些色差不同于人眼的感覺,。即使很小的噪聲也會(huì)改變顏色空間中的位置。所以無(wú)論我們?nèi)搜鄹杏X有多么的近似,，在顏色空間中也不盡相同,。基于上述原因,，我們需要將RGB像素轉(zhuǎn)換成為另一種顏色空間CIELAB,。目的就是使我們?nèi)搜鄣母杏X盡可能的與顏色空間中的色差相近。 
    Blob檢測(cè)：根據(jù)上面得到的處理圖像,，根據(jù)需求,，在純色背景下檢測(cè)雜質(zhì)色斑，并且要計(jì)算出色斑的面積,以確定是否在檢測(cè)范圍之內(nèi),。因此圖像處理軟件要具有分離目標(biāo),，檢測(cè)目標(biāo)，并且計(jì)算出其面積的功能,。結(jié)果處理和控制：應(yīng)用程序把返回的結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫(kù)或用戶的位置,，并根據(jù)結(jié)果控制機(jī)械部分做相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。 
    　　機(jī)器視覺在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀
    　　在國(guó)外,，機(jī)器視覺的應(yīng)用普及主要體現(xiàn)在半導(dǎo)體及電子行業(yè),，其中大概40%-50%都集中在半導(dǎo)體行業(yè)。具體如PCB印刷電路：各類生產(chǎn)印刷電路板組裝技術(shù),、設(shè)備,；單、雙面、多層線路板,，覆銅板及所需的材料及輔料,；輔助設(shè)施以及耗材、油墨,、藥水藥劑,、配件；電子封裝技術(shù)與設(shè)備,；絲網(wǎng)印刷設(shè)備及絲網(wǎng)周邊材料等,。SMT表面貼裝：SMT工藝與設(shè)備、焊接設(shè)備,、測(cè)試儀器,、返修設(shè)備及各種輔助工具及配件、SMT材料,、貼片劑,、膠粘劑、焊劑,、焊料及防氧化油,、焊膏、清洗劑等,；再流焊機(jī),、波峰焊機(jī)及自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)備。電子生產(chǎn)加工設(shè)備：電子元件制造設(shè)備,、半導(dǎo)體及集成電路制造設(shè)備,、元器件成型設(shè)備、電子工模具,。機(jī)器視覺系統(tǒng)還在質(zhì)量檢測(cè)的各個(gè)方面已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,，并且其產(chǎn)品在應(yīng)用中占據(jù)著舉足輕重的地位。除此之外,，機(jī)器視覺還用于其他各個(gè)領(lǐng)域。 
    　　而在中國(guó),，視覺技術(shù)的應(yīng)用開始于90年代,，因?yàn)樾袠I(yè)本身就屬于新興的領(lǐng)域，再加之機(jī)器視覺產(chǎn)品技術(shù)的普及不夠,，導(dǎo)致以上各行業(yè)的應(yīng)用幾乎空白,。到二十一世紀(jì)，隨著科學(xué)進(jìn)步,，視覺技術(shù)開始在自動(dòng)化行業(yè)成熟應(yīng)用,，目前在我國(guó)隨著配套基礎(chǔ)建設(shè)的完善，技術(shù)、資金的積累,，各行各業(yè)對(duì)采用圖像和機(jī)器視覺技術(shù)的工業(yè)自動(dòng)化,、智能化需求開始廣泛出現(xiàn)，國(guó)內(nèi)有關(guān)大專院校,、研究所和企業(yè)近兩年在圖像和機(jī)器視覺技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行了積極思索和大膽的嘗試,，逐步開始了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用。其主要應(yīng)用于制藥,、印刷,、礦泉水瓶蓋檢測(cè)等領(lǐng)域。這些應(yīng)用大多集中在如藥品檢測(cè)分裝,、印刷色彩檢測(cè)等,。真正的應(yīng)用還很少，因此,，以上相關(guān)行業(yè)的應(yīng)用空間還比較大,。當(dāng)然、其他領(lǐng)域如指紋檢測(cè)等等領(lǐng)域也有著很好的發(fā)展空間,。

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