机器视觉是人工智能正在快速发展的一个分支。简单说来,机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是通过机器视觉产品(即图像摄取装置,分CMOS和CCD两种)将被摄取目标/换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,得到被摄目标的形态信息,根据像素分布和亮度、颜色等信息,转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。
机器视觉就是机器的视觉,换句话说:就是将视觉感知赋予机器,使机器具有和生物视觉系统类似的场景感知能力。
定义开始,根据制造工程师协会的定义:机器视觉就是使用光学非接触式感应设备自动接收并解释真实场景的图像以获得信息控制机器或流程。
那么,这到底是什么意思呢?
简单来说,机器视觉就是为了流程控制或检测所制造的产品而从数字图像中自动提取信息。
为了更好地理解机器 觉,下面,我们以啤酒厂液位检测系统为例来进行说明:当每个啤酒瓶移动经过检测传感器时,检测传感器将会触发视觉系统发出频闪光,拍下啤酒瓶的照片。
采集到啤酒瓶的图像并将图像保存到内存后,视觉软件将会处理或分析该图像,并根据啤酒瓶的实际填充液位发出通过-未通过响应。
如果视觉系统检测到一个啤酒瓶未填充到位,即未通过检测,视觉系统将会向转向器发出信号,将狡【破看由产线上剔除。
操作员可以在显示屏上查看被剔除的啤酒瓶和持续的流程统计数据。
在这个应用示例中,填揭何患煅橄低辰隹商峁┝街纸峁,这显示了二进制系统的特征:
1、如果产品合格,则检测结果为“通过”
2、如果产品不合格,则检浇峁为“未通过”
机器视觉技术已出现并发展多年,在工业市场有了较为成熟的应用。机器视觉技术的最终目标,是将需要使用人类视觉的重复性或者危险性工作逐渐被机器所取代。
那么机器视觉主要包括哪几个功能呢?
1.目标识别
类别
人类视觉
机器视觉
精确性
差,64度灰度级,不能分辨微小目标
强,256灰度级,可观测微米级的目标
速度性
慢,无法看清较快运动的目标
快,快门时间可达到10微秒
适应性
弱,很多环境对人体有害
强,可适应各种恶劣的环境
客观性
低,数量无法量化
高,数据可视化
重复性
弱,易疲劳
强,可持续工作
可靠性
易疲劳,受情绪波动
检测效果稳定可靠
效率性
效率低
效率高
信息集成
不容易信息集成
方便信息集成
目标识别可用来甄别不同的被测物体,也可以识别一维码、二维码、OCR等各类信息。
2.位置探测
位置探测多用于协助机器人在拆卸装配产品、加工喷涂部件、拆垛码垛等工序中准确寻找到目标位置。
3.完成性检测
完整性检测多用于判断元器件是否安装在正确的位置。
4.形状和尺寸测量
形状和尺寸测量多用于检测产品或部件的集合参数在允许的公差范围内。
5.表面检测
表面检测多用于检测产品或部件的是否存在各类缺陷,如是否有划痕、不平等等问题。
为了便于理解,我们把机器视觉功能总结为检测、测量、识别和定位四大功能。基于这些功能,配合机电或机器人等设备,并在算法和软件上进行开发, 可为各行业智能化升级和改造的需求提供解决方案。
机器视觉系统由什么组成?
视觉系统会包含硬件部分和软件部分。
硬件部分一般包括:工业相机(CCD 或 COMS相机)、镜头、光源。
软件部分一般包括:核心算法、图像识别及处理软件等。
这样的视觉系统基本可实现前述的测量、定位等功能。
在视觉系统的基础上,利用实现的视觉功能,加上机电和执行系统,就组成了人们所熟知的各类智能化设备或解决方案。
为了扔诖蠹腋直观理解,我们将机器视觉的组成整理成下方所示的图片。
