機器視覺技術(shù)簡介

機器視覺是一個相當新興的研究領(lǐng)域。機器視覺發(fā)展到現(xiàn)在已有15年的歷史。機器視覺作為一種應(yīng)用系統(tǒng)，其功能特點是隨著工業(yè)自動化的發(fā)展而逐漸完善和發(fā)展的。人們從20世紀50年代開始研究二維圖像的統(tǒng)計模式識別，60年代Roberts始進行三維機器視覺的研究，70年代中，MIT人工智能實驗室正式開設(shè)機器視覺課程，80年代開始，開始了全球性的研究熱潮，機器視覺獲得了蓬勃發(fā)展，新概念、新理論不斷涌現(xiàn)。

機器視覺系統(tǒng)的概念、組成及特點

機器視覺是將圖像處理、計算機圖形學(xué)、模式識別、計算機技術(shù)、人工智能等眾多學(xué)科高度集成和有機結(jié)合，而形成的一門綜合性的技術(shù)。一般地說，機器視覺是研究計算機或其他處理器模擬生物宏觀視覺功能的科學(xué)和技術(shù)，也就是用機器代替人眼來做測量和判斷。

機器視覺系統(tǒng)的組成如圖2-1。有照明部分、圖像獲取部分、圖像顯示部分和圖像處理部分。一般采用CCD攝像頭攝取檢測圖像并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，再對圖像數(shù)字信號進行處理，從而得到所需要的各種目標圖像特征值，并由此實現(xiàn)模式識別、坐標計算、灰度分布圖等多種功能。然后再根據(jù)其結(jié)果顯示圖像，輸出數(shù)據(jù)，發(fā)出指令，配合執(zhí)行機構(gòu)完成位置調(diào)整，好壞篩選，數(shù)據(jù)統(tǒng)計等自動化流程。

機器視覺檢測

圖2-1 機器視覺系統(tǒng)構(gòu)成

機器視覺系統(tǒng)的特點是提高生產(chǎn)的柔性和自動化程度。在一些不適合于人工作業(yè)的危險工作環(huán)境或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，用機器視覺檢測方法可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動化程度。而且機器視易于實現(xiàn)信息集成，是實現(xiàn)計算機集成制造的基礎(chǔ)技術(shù)。因此，在現(xiàn)代自動化生產(chǎn)過程中，人們將機器視覺系統(tǒng)廣泛地用于工況監(jiān)視、成品檢驗和質(zhì)量控制等領(lǐng)域。

有不少學(xué)科的研究目標與機器視覺相近或者相關(guān)，這些學(xué)科中包括圖像處理、模式識別或圖像識別、圖像理解等。由于歷史發(fā)展或領(lǐng)域本身的特點，這些學(xué)科有某種程度的相互重疊。但是，機器視覺與其他學(xué)科又有著一定的區(qū)別，其特點是：

1、綜合技術(shù)

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

2、強調(diào)工業(yè)可靠性

機器視覺強調(diào)工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境下的可靠性，要求能夠適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)中惡劣的環(huán)境，有較高的容錯能力和安全性，不會破壞工業(yè)產(chǎn)品。

3、強調(diào)實用性

機器視覺強調(diào)實用性，要求有合理的性價比，要有通用的工業(yè)接口，能夠由普通工作來操作，必須有較強的通用性和可移植性。

4、要求高速度和高精度

由于機器視覺通常要求高速度和高精度，數(shù)字圖像處理中的許多新算法目前還難以應(yīng)用。因此，機器視覺技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的實際應(yīng)用速度遠遠滯后于圖像處理理論的發(fā)展速度。

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