機(jī)器視覺技術(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)線添加一套視覺系統(tǒng)。機(jī)器視覺是采用機(jī)器代替人眼來做測(cè)量與判斷,通過計(jì)算機(jī)攝取圖像來模擬人的視覺功能,實(shí)現(xiàn)人眼視覺的延伸。
一個(gè)完整的視覺采集系統(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。
通過機(jī)器視覺產(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)算來抽取目標(biāo)的特征,進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的動(dòng)作。
在生產(chǎn)制造行業(yè),安全和防范意識(shí)的提升,以及對(duì)于重復(fù)性勞動(dòng)帶來的傷害的重視,都成為工業(yè)機(jī)器人視覺大行其道的助推力。同時(shí)在大批量工業(yè)生產(chǎn)過程中,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)。
視覺采集系統(tǒng)就是利用各種傳感器代替人眼來作各種測(cè)量和判斷。視覺系統(tǒng)在機(jī)器人技術(shù)中具有重要的作用。
目前,工業(yè)機(jī)器人視覺的應(yīng)用行業(yè)越來越廣泛,如3D打印、裝配、建筑、電子、物流、倉儲(chǔ)、生產(chǎn)制造、農(nóng)業(yè)等等,隨著中國制造2025戰(zhàn)略的深入,智能工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)有著更大的增長(zhǎng)勢(shì)頭,機(jī)器視覺作為必不可少的核心技術(shù)。
與人類視覺相比,機(jī)器視覺優(yōu)勢(shì)明顯:
大批量生產(chǎn)是在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要模式,該模式中殘次品是不可避免的,因此及時(shí)檢測(cè)及次品剔除是確保產(chǎn)品質(zhì)量的重要保障,對(duì)比人工檢測(cè)機(jī)器視覺不僅能夠有效提升效率,還能打破檢測(cè)的限度,實(shí)現(xiàn)肉眼無法完成的精密檢測(cè)。
除精度、速度外,機(jī)器視覺檢測(cè)還具備了人工檢測(cè)無法實(shí)現(xiàn)的穩(wěn)定性,即便連續(xù)性工作也會(huì)維持工作的質(zhì)量的效率。特別重要的一點(diǎn),是信息的集成與留存,機(jī)器視覺獲得的信息量是全面且可追溯的,相關(guān)信息可以很方便的集成和留存。
機(jī)器視覺系統(tǒng)可以通過機(jī)器視覺產(chǎn)品,將攝取的目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào),傳送給專業(yè)的圖像處理系統(tǒng),然后再根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息,轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的數(shù)字化信號(hào),進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的動(dòng)作。智能制造把工業(yè)機(jī)器人與機(jī)器視覺緊密結(jié)合起來,機(jī)器視覺將是人工智能的下一個(gè)方向。
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