機器視覺主要功能在工業(yè)的應(yīng)用

　　機器視覺：智能制造的“眼睛”。根據(jù)美國自動成像協(xié)會（AIA）的定義，機器視覺是一種應(yīng)用于工業(yè)和非工業(yè)領(lǐng)域的硬件和軟件組合，它基于捕獲并處理的圖像為設(shè)備執(zhí)行其功能提供操作指導(dǎo)。

　　廣義的機器視覺按照應(yīng)用領(lǐng)域，可分為工業(yè)視覺（用于檢測、智能制造等領(lǐng)域）和計算機視覺（用于消費、服務(wù)等智能生活領(lǐng)域），本文所述的機器視覺特指應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域的工業(yè)視覺。

　　機器視覺的組成可分為硬件和軟件兩部分。硬件負責(zé)成像，相當(dāng)于人的“眼睛”，包括光源及光源控制器、鏡頭和工業(yè)相機；軟件負責(zé)圖像處理分析，相當(dāng)于人的“視覺皮層”。具體而言，典型的機器視覺成套系統(tǒng)包括：

　　光源及光源控制器：共同為機器提供“看”的環(huán)境。合適的光源可突出目標特征，隱去無關(guān)的背景信息，進而大幅降低算法難度。

　　鏡頭：被攝物體信息采集和傳遞過程的起點，相當(dāng)于“晶狀體”。

　　工業(yè)相機：機器視覺中的圖像采集單元，本質(zhì)為將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)橛行虻碾娦盘枺喈?dāng)于“視網(wǎng)膜”。工業(yè)相機對拍攝速度、圖像穩(wěn)定性、傳輸能力和抗干擾能力有較高要求。

　　視覺處理分析軟件：通過編寫合適的算法，進行圖像的處理和分析，最終實現(xiàn)機器視覺功能目標，相當(dāng)于“視覺皮層”。視覺處理分析軟件通常基于PC使用，也可嵌入工業(yè)相機中，使其成為兼具圖像采集、處理、通信功能的智能相機。

　　機器視覺系統(tǒng)可輔助設(shè)備進行自動化生產(chǎn)和智能化檢測。具體而言，機器視覺具有識別（Identify）、測量（Gauge）、定位（Guide）、檢測（Inspect）四大功能，各項功能的應(yīng)用場景和實現(xiàn)關(guān)鍵在于：

　　識別（Identify）：基于目標物的特征進行甄別，例如外形、顏色、字符、條碼等，其中OCR/OCV（光學(xué)字符識別/光學(xué)字符驗證）、條碼識別和碼垛搬運是重要的應(yīng)用場景，在追蹤管理和質(zhì)量回溯環(huán)節(jié)可發(fā)揮重要作用。識別的關(guān)鍵在于高準確度和快速識別。

　　測量（Gauge）：把獲取的圖像像素信息標定成常用的度量衡單位，然后在圖像中精確的計算出目標物的幾何尺寸，應(yīng)用場景包括尺寸標注和誤差測量等。機器視覺尤其擅長小尺寸、高精度以及復(fù)雜形態(tài)的測量。

　　定位（Guide）：獲得目標物體二維或三維的位置信息，進而引導(dǎo)生產(chǎn)設(shè)備（機器手、機床等）或檢測設(shè)備進行精確定位或移動。定位功能的關(guān)鍵在于高精度和快速定位。

　　檢測（Inspect）：一般是指外觀檢測。檢測的應(yīng)用場景很多，如裝配后的完整性檢測（是否正確完成裝配）、外觀缺陷檢測（是否有劃痕、凹凸不平等）等。

　　機器視覺相比人眼視覺，具有圖像采集和分析速度快、觀測精度高、環(huán)境適應(yīng)性強、客觀性高、持續(xù)工作穩(wěn)定性高等優(yōu)勢，因而可幫助終端使用者進行產(chǎn)品增質(zhì)、成本降低以及生產(chǎn)數(shù)字化：

　　產(chǎn)品增質(zhì)：1）機器視覺可顯著降低檢測的漏檢率和過殺率，提高生產(chǎn)的精度和良品率；2）提高產(chǎn)品一致性；3）在不規(guī)則、小尺寸、精細化部件的加工和檢測，以及危險環(huán)境下具有更加明顯的優(yōu)勢。

　　成本降低：1）機器視覺采集和處理圖像的時間在微秒級別，可顯著提升效率；2）單臺系統(tǒng)可代替多人工作，并可7×24小時不間斷工作；3）柔性化程度高，若生產(chǎn)過程改變，僅需調(diào)整算法或增加部分硬件即可實現(xiàn)。

　　生產(chǎn)數(shù)字化：機器視覺作為“圖像”這一重要數(shù)據(jù)的采集和分析接口，是未來實現(xiàn)智能生產(chǎn)和工業(yè)互聯(lián)的必備途徑。

責(zé)任編輯：YYX