隨著工業(yè)4.0時(shí)代的到來，機(jī)器視覺在智能制造業(yè)領(lǐng)域的作用越來越重要，為了能讓更多用戶獲取機(jī)器視覺的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，包括機(jī)器視覺技術(shù)是如何工作的、它為什么是實(shí)現(xiàn)流程自動(dòng)化和質(zhì)量改進(jìn)的正確選擇等。

我們先從機(jī)器視覺的定義開始，根據(jù)制造工程師協(xié)會(huì)的定義：機(jī)器視覺就是使用光學(xué)非接觸式感應(yīng)設(shè)備自動(dòng)接收并解釋真實(shí)場(chǎng)景的圖像以獲得信息控制機(jī)器或流程。

為了更好地理解機(jī)器視覺，下面，我們以啤酒廠采用的填充液位檢測(cè)系統(tǒng)為例來進(jìn)行說明：

當(dāng)每個(gè)啤酒瓶移動(dòng)經(jīng)過檢測(cè)傳感器時(shí)，檢測(cè)傳感器將會(huì)觸發(fā)視覺系統(tǒng)發(fā)出頻閃光，拍下啤酒瓶的照片。采集到啤酒瓶的圖像并將圖像保存到內(nèi)存后，視覺軟件將會(huì)處理或分析該圖像，并根據(jù)啤酒瓶的實(shí)際填充液位發(fā)出通過-未通過響應(yīng)。如果視覺系統(tǒng)檢測(cè)到一個(gè)啤酒瓶未填充到位，即未通過檢測(cè)，視覺系統(tǒng)將會(huì)向轉(zhuǎn)向器發(fā)出信號(hào)，將該啤酒瓶從生產(chǎn)線上剔除。操作員可以在顯示屏上查看被剔除的啤酒瓶和持續(xù)的流程統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

機(jī)器視覺的優(yōu)勢(shì)究竟有哪些？

雖然人類視覺最擅長(zhǎng)于對(duì)復(fù)雜、非結(jié)構(gòu)化的場(chǎng)景進(jìn)行定性解釋，但機(jī)器視覺則憑借速度、精度和可重復(fù)性等優(yōu)勢(shì)，擅長(zhǎng)于對(duì)結(jié)構(gòu)化場(chǎng)景進(jìn)行定量測(cè)量，舉例來說，在生產(chǎn)線上，機(jī)器視覺系統(tǒng)每分鐘能夠?qū)?shù)百個(gè)甚至數(shù)千個(gè)元件進(jìn)行檢測(cè)。配備適當(dāng)分辨率的相機(jī)和光學(xué)元件后，機(jī)器視覺系統(tǒng)能夠輕松檢驗(yàn)小到人眼無法看到的物品細(xì)節(jié)特征。

另外，由于消除了檢驗(yàn)系統(tǒng)與被檢驗(yàn)元件之間的直接接觸，機(jī)器視覺還能夠防止元件損壞，也避免了機(jī)械部件磨損的維護(hù)時(shí)間和成本投入。通過減少制造過程中的人工參與，機(jī)器視覺還帶來了額外的安全性和操作優(yōu)勢(shì)。此外，機(jī)器視覺還能夠防止?jié)崈羰沂艿饺藶槲廴?，也能讓工人免受危險(xiǎn)環(huán)境的威脅。

機(jī)器視覺系統(tǒng)的組成

圖像獲?。汗庠?、鏡頭、相機(jī)、采集卡、機(jī)械平臺(tái)

圖像處理與分析：工控主機(jī)、圖像處理分析軟件、圖形交互界面。

判決執(zhí)行：電傳單元、機(jī)械單元

機(jī)器視覺光源---種類

LED：壽命長(zhǎng)/可以有各種顏色/便于做成各種復(fù)雜形狀/光均勻穩(wěn)定/可以閃光；

熒光燈：光場(chǎng)均勻/價(jià)格便宜/亮度較LED高；

鹵素?zé)簦毫炼忍貏e高/通過光纖傳輸后可做成；

氙燈：使用壽命約1000小時(shí)/亮度高，色溫與日光接近。

（大部分機(jī)器視覺照明采用LED）

機(jī)器視覺光源---作用和要求

在機(jī)器視覺中的作用

照亮目標(biāo)，提高亮度

形成有利于圖像處理的效果

克服環(huán)境光照影響，保證圖像穩(wěn)定性

用作測(cè)量的工具或參照

良好的光場(chǎng)設(shè)計(jì)要求

對(duì)比度明顯，目標(biāo)與背景的邊界清晰

背景盡量淡化而且均勻，不干擾圖像處理

與顏色有關(guān)的還需要顏色真實(shí)，亮度適中，不過曝或欠曝；