機器視覺系統(tǒng)概述/組成/特點/應用

機器視覺是人工智能正在快速發(fā)展的一個分支。簡單說來，機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷。機器視覺系統(tǒng)是通過機器視覺產(chǎn)品（即圖像攝取裝置，分CMOS和CCD兩種）將被攝取目標轉(zhuǎn)換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，得到被攝目標的形態(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;圖像系統(tǒng)對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，進而根據(jù)判別的結果來控制現(xiàn)場的設備動作。

機器視覺是一項綜合技術，包括圖像處理、機械工程技術、控制、電光源照明、光學成像、傳感器、模擬與數(shù)字視頻技術、計算機軟硬件技術（圖像增強和分析算法、圖像卡、I/O卡等）。機器視覺系統(tǒng)的組成，一個典型工業(yè)機器視覺系統(tǒng)有以下部分：

（1）光源：可以理解為人類世界的外部光照（太陽、日光燈、火燭）；

（2）鏡頭（定焦鏡頭、變倍鏡頭、遠心鏡頭、顯微鏡頭），瞳孔是光圈（大小由虹膜的擴大或縮小控制），角膜和晶狀體像鏡頭；

（3）相機（包括CCD 相機和COMS相機），視網(wǎng)膜；

（4）圖像處理單元（或圖像捕獲卡），視網(wǎng)膜神經(jīng)系統(tǒng)；

（5）圖像處理軟件，大腦；

（6）通訊 / 輸入輸出單元，四肢五官；

機器視覺系統(tǒng)最基本的特點就是提高生產(chǎn)的靈活性和自動化程度。在一些不適于人工作業(yè)的危險工作環(huán)境或者人工視覺難以滿足要求的場合，常用機器視覺來替代人工視覺。同時，在大批量重復性工業(yè)生產(chǎn)過程中，用機器視覺檢測方法可以大大提高生產(chǎn)的效率和自動化程度。

機器視覺特點

1、機器視覺是一項綜合技術，其中包括數(shù)字圖像處理技術，機械工程技術，控制技術，電光源照明技術，光學成像技術，傳感器技術，模擬與數(shù)字視頻技術，計算機硬件技術，人機接口技術等。這些技術在機器視覺中是并列關系，相互協(xié)調(diào)應用才能構成一個成功的工業(yè)機器視覺應用系統(tǒng)。

2、機器視覺更強調(diào)實用性，要求能夠適應工業(yè)生產(chǎn)中惡劣的環(huán)境，要有合理的性價比，要有通用的工業(yè)接口，能夠由普通工作來操作，有較高的容錯能力和安全性，不會破壞工業(yè)產(chǎn)品，必須有較強的通用性和可移植性。

3、對機器視覺技術人員來說，不僅要具有研究數(shù)學理論和編制計算機軟件的專業(yè)能力，更需要的是光、機、電一體化的綜合能力。

4、機器視覺更強調(diào)實時性，要求高速度和高精度，因而計算機視覺和數(shù)字圖像處理中的許多技術目前還難以應用于機器視覺，他們的發(fā)展速度遠遠超過其在工業(yè)生產(chǎn)中的實際應用速度。

機器視覺應用案例

電池產(chǎn)品視覺檢測：電池類產(chǎn)品異物、劃痕、壓痕、極耳不良、污染、腐蝕、凹點、極耳燒傷、噴碼不良、字符模糊等外觀缺陷檢測。

PCB電路板視覺檢測：PCB電路板產(chǎn)品外形、尺寸、管腳和貼片檢測，以及焊點、方向錯誤等完整性檢測。

精密部件視覺檢測：螺絲、軸承、齒輪等精密部件的長寬高、直徑等尺寸測量，劃傷、劃痕、缺損、等表面缺陷檢測。

電子元器件視覺檢測：連接器、電容、電阻等的尺寸測量，PIN針偏移、變形、短缺等缺陷，印刷字符檢測等。

食品包裝視覺檢測：食品包裝的外觀完整性檢測、條碼識別、密封性檢測；飲料分揀與色選、液體檢測，生產(chǎn)日期、保質(zhì)期字符識別；灌裝線上空瓶破損、潔凈檢測等。

醫(yī)藥包裝視覺檢測：醫(yī)藥塑料瓶、玻璃瓶的長度、高度、直徑等尺寸測量，破損、黑點等缺陷檢測。

紡織服裝輔料視覺檢測：紡織服裝輔料（如金屬紐扣、塑料紐扣等）的尺寸測量、外觀缺陷檢測及標簽字符檢測等。

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