浅谈机器视觉系统的组成和工作原理

机器视觉也称为计算机视觉,包括单目视觉、双目(立体)视觉和多目视觉研究用计算机来模拟生物外部显示器或宏观视觉功能的科学和技术首要目标是用图像创建或恢复现实视觉模型,然后认知现实世界。

机器视觉的应用

机器视觉的应用主要有检测和机器人视觉两个方面：

⒈ 检测：又可分为高精度定量检测（例如显微照片的细胞分类、机械零部件的尺寸和位置测量）和不用量器的定性或半定量检测（例如产品的外观检查、装配线上的零部件识别定位、缺陷性检测与装配完全性检测）。

⒉机器人视觉：用于指引机器人在大范围内的操作和行动，如从料斗送出的杂乱工件堆中拣取工件并按一定的方位放在传输带或其他设备上（即料斗拣取问题）。至于小范围内的操作和行动，还需要借助于触觉传感技术。

在行业应用方面，主要有制药、包装、电子、汽车制造、半导体、纺织、烟草、交通、物流等行业，用机器视觉技术取代人工，可以提供生产效率和产品质量。例如在物流行业，可以使用机器视觉技术进行快递的分拣分类，不会出现大多快递公司人工进行分拣，减少物品的损坏率，可以提高分拣效率，减少人工劳动。

机器视觉特点

⒈摄像机的拍照速度自动与被测物的速度相匹配，拍摄到理想的图像；

⒉零件的尺寸范围为2.4mm到12mm，厚度可以不同；

⒊系统根据操作者选择不同尺寸的工件，调用相应视觉程序进行尺寸检测，并输出结果；

⒋针对不同尺寸的零件，排序装置和输送装置可以精确调整料道的宽度，使零件在固定路径上运动并进行视觉检测；

⒌机器视觉系统分辨率达到2448×2048，动态检测精度可以达到0.02mm；

⒍废品漏检率为0；

⒎本系统可通过显示图像监视检测过程，也可通过界面显示的检测数据动态查看检测结果；

⒏具有对错误工件及时准确发出剔除控制信号、剔除废品的功能；

⒐系统能够自检其主要设备的状态是否正常，配有状态指示灯；同时能够设置系统维护人员、使用人员不同的操作权限；

⒑实时显示检测画面，中文界面，可以浏览几次不合格品的图像，具有能够存储和实时察看错误工件图像的功能；

⒒能生成错误结果信息文件，包含对应的错误图像，并能打印输出。

机器视觉系统的组成

机器视觉系统字面意思就可看出主要分为三部分：机器、视觉和系统。

机器负责机械的运动和控制；视觉通过光源、工业镜头、工业相机、图像采集卡等来实现；系统主要是指软件，也可理解为整套的机器视觉设备。

图像获取：光源、镜头、相机、采集卡、机械平台

图像处理与分析：工控主机、图像处理分析软件、图形交互界面。

判决执行：电传单元、机械单元

机器视觉的输入装置

包括:成像设备——景物探测成像

数字化设备——将成像设备输出的模拟信号转换为二维/三维数字化图像

常用的成像设备：CCD彩色/黑白摄像机、数字扫描仪、超声成像探测仪、CT成像设备、红外成像系统、激光成像系统、计算成像系统等

观测系统使用的光波段:根据探测对象不同的物理介质、材料和状态可以从可见光、红外、X射线、微波、超声到γ射线。

观测对象:静止的、运动的、平面的、立体高清

机器枧觉的工作原理

机器视觉检测系统采用CCD照相机将被检测的目标标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,根据像素分布和亮度颜色等信息,转变成数字化信号,(图像处理系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,如面积、数量,们找度再根据预设的允许度和其他条果包括尺寸、角度、个数、合格/不谷格、将有无等,实现自动识别功能。

机器视觉系统的最大特征

使用各种知识——特征模型、成像模型物体模型、物体间的关系等,在视觉的各个阶段,尽可能地进行自动运算，系统应该使用那些可以被明确表示的知识,时系统有更高的适应性和鲁棒性,也可以求解机器视觉中较难的问题。

编辑：黄飞