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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！
2020-06-30 11:45:15 責(zé)任編輯： 瑞智光電 0
近年來，各行各業(yè)的工廠里頭，我們都能看到許多機(jī)器設(shè)備，很多曾經(jīng)用大量人工來完成的事情，如今已被機(jī)器設(shè)備所替代，特別是在產(chǎn)品外觀尺寸缺陷檢測這一塊，很多企業(yè)都用機(jī)器視覺檢測設(shè)備代替了人工檢測，一臺機(jī)器能頂至少五六人的工作，甚至幾十人的工作內(nèi)容。為什么機(jī)器視覺能代替人眼檢測呢？今天瑞智光電就為您深度解析機(jī)器視覺系統(tǒng)！
一、機(jī)器視覺的定義
機(jī)器視覺是一種通過光學(xué)設(shè)備和非接觸式傳感器自動接收并處理真實(shí)物體的圖像的設(shè)備，以獲得所需信息或控制機(jī)器人的運(yùn)動。
機(jī)器視覺就是用機(jī)器代替人眼進(jìn)行測量和判斷。本質(zhì)上，機(jī)器視覺是圖像分析技術(shù)在工廠自動化中的應(yīng)用，通過使用光學(xué)系統(tǒng)，工業(yè)數(shù)碼相機(jī)和圖像處理工具，以模擬人類的視覺功能并做出相應(yīng)的決策，通過指揮特定的裝置來實(shí)現(xiàn)這些決策。
在現(xiàn)代的自動化生產(chǎn)過程中，機(jī)器視覺已開始逐漸取代人工視覺，特別是在工況檢測，成品檢驗(yàn)，質(zhì)量控制等領(lǐng)域。隨著工業(yè)4.0時代的到來，這種趨勢已不可逆轉(zhuǎn)。
二、機(jī)器視覺系統(tǒng)的原理
通過光學(xué)系統(tǒng)，將被攝物體轉(zhuǎn)換為圖像信號，然后將圖像信號傳輸至圖像采集卡，并根據(jù)像素分布，亮度，顏色等信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，圖像處理單元有效地計算出這些數(shù)字信號并獲得拍攝目標(biāo)的特征值，以根據(jù)判別結(jié)果指導(dǎo)設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)的動作。
原因有很多，主要有以下幾點(diǎn)：
1、從生產(chǎn)效率的角度來看，由于長時間工作后操作者容易感到疲勞，因此人工視覺的質(zhì)量低下，準(zhǔn)確性不高，機(jī)器視覺可以大大提高生產(chǎn)效率和自動化程度。
2、從成本控制的角度來看，培訓(xùn)一名合格的操作員需要企業(yè)管理人員花費(fèi)大量的人力和物力，而且簡單的培訓(xùn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，后續(xù)還需要大量的時間來提高操作員的實(shí)踐水平。而機(jī)器視覺系統(tǒng)只要設(shè)計，調(diào)試和運(yùn)行得當(dāng)，就可以長時間不間斷地使用工作，同時確保生產(chǎn)效果。
3、在某些特殊的工業(yè)環(huán)境中，例如焊接，火藥制造等工作條件檢測，人工視覺可能會對操作人員的人身安全構(gòu)成威脅，而機(jī)器視覺在一定程度上有效地避免了這些風(fēng)險。
四、機(jī)器視覺涵蓋領(lǐng)域
機(jī)器視覺系統(tǒng)由不同的功能模塊組成，因此設(shè)計出一個成功的機(jī)器視覺系統(tǒng)對工程師的要求是很高的。
通常，機(jī)器視覺涵蓋的專業(yè)領(lǐng)域如下：
1、物理：照明系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)。
2、電氣工程：用于機(jī)器視覺系統(tǒng)中的硬件和軟件設(shè)計。
3、工程數(shù)學(xué)：圖像處理技術(shù)的基礎(chǔ)。
4、機(jī)械工程：機(jī)器視覺系統(tǒng)的應(yīng)用。好的機(jī)器視覺系統(tǒng)可以更好地為制造提供更多技術(shù)支持，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
五、機(jī)器視覺系統(tǒng)的組成部分
完整的機(jī)器視覺系統(tǒng)通常由光學(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)行器和人機(jī)界面組成。功能模塊是相輔相成的，缺一不可。
照明是影響機(jī)器視覺系統(tǒng)輸入的重要因素。光源系統(tǒng)的設(shè)計非常重要，它與輸入數(shù)據(jù)直接相關(guān)，即圖像的質(zhì)量和應(yīng)用效果。
工程師需要首先確定有效的照明條件，并根據(jù)用戶需求和產(chǎn)品特性選擇相應(yīng)的照明設(shè)備，以確保在這種照明條件下生成的圖像可以突出顯示用戶所需的目標(biāo)信息特征。
光源通常分為可見光源和不可見光源。工業(yè)上通常使用的可見光源是LED，鹵素?zé)簦瑹晒鉄舻取２豢梢姽庠粗饕墙t外光，紫外光，X射線等。
LED光源是一種廣泛用于教學(xué)的機(jī)器視覺光源，具有高效，長壽命，防潮，抗震，節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)。這是工程師在設(shè)計照明系統(tǒng)時的選擇。
不可見光源主要用于滿足某些特定需求，例如管道焊接過程的檢測，因?yàn)椴豢梢姽獾拇┩钢荒艿竭_(dá)檢測點(diǎn)。
鏡頭是機(jī)器視覺系統(tǒng)中的重要組件，其作用是光學(xué)成像。
鏡頭的主要參數(shù)是焦距，景深，分辨率，工作距離和視場。
景深是指鏡頭可以獲取圖像時，被攝物體與焦點(diǎn)前后之間的距離范圍。
視場表示攝像機(jī)可以觀察到的范圍，通常以角度表示。一般來說，視野越大，觀察范圍越大。
工作距離是指鏡頭與被攝物體之間的距離。工作距離越長，成本越高。
在設(shè)計機(jī)器視覺系統(tǒng)時，請選擇參數(shù)符合用戶需求的鏡頭。
在機(jī)器視覺系統(tǒng)中，工業(yè)相機(jī)必不可少。它們就像人的眼睛，用于捕獲圖像。工業(yè)相機(jī)根據(jù)感光器的不同可分為：CCD相機(jī)和CMOS相機(jī)。
CCD照相機(jī)的成本較高，但成像質(zhì)量，成像透明度和色彩豐富度比CMOS照相機(jī)要好得多。CCD攝像機(jī)根據(jù)其使用的CCD感光元件可以分為線陣式和面陣式兩種。
線陣式CCD相機(jī)采用“線”的形式，并且圖像信息只能以行為為單位進(jìn)行處理，分辨率高、速度快。它主要用于工業(yè)，醫(yī)療，科研等領(lǐng)域相配套的機(jī)器視覺系統(tǒng)上。
面陣式相機(jī)可以一次獲取整個圖像的信息，價格相對便宜。
圖像采集單元中的重要元素是圖像采集卡，它是圖像采集單元和圖像處理單元之間的接口。它用于數(shù)字化獲取的圖像，并將其輸入并存儲在計算機(jī)中。
圖像處理單元包含大量圖像處理算法。采集圖像后，使用這些算法處理數(shù)字圖像，進(jìn)行分析和計算，然后輸出結(jié)果。
完成圖像采集和處理工作后，需要輸出圖像處理結(jié)果，并進(jìn)行與結(jié)果相匹配的操作，例如踢除不良品，報警等，并通過人機(jī)界面顯示生產(chǎn)信息。
機(jī)器視覺的內(nèi)容，今天就為您剖析到這里，瑞智光電科技是專業(yè)的視覺檢測設(shè)備生產(chǎn)廠家，一直致力于為客戶提供優(yōu)質(zhì)的，性價比更高的視覺檢測設(shè)備而努力，機(jī)器視覺代替人工檢測是工業(yè)制造發(fā)展的必然結(jié)果，也是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢，相信我司在機(jī)器視覺檢測設(shè)備的研發(fā)生產(chǎn)上會越來越順利，能給廣大客戶帶來更多更好的優(yōu)質(zhì)視覺檢測設(shè)備。
