在現(xiàn)代工業(yè)自動化生產(chǎn),機(jī)器視覺系統(tǒng)包括各種檢驗(yàn),測量和部件識別應(yīng)用中,如汽車零件尺寸檢驗(yàn)和自動裝配的完整性檢查,電子元件自動裝配線的定位,印刷質(zhì)量檢查的飲料閉包,條形碼在產(chǎn)品包裝和字符識別,等等。
這些應(yīng)用的共同特點(diǎn)是連續(xù)的大規(guī)模生產(chǎn)和對外觀質(zhì)量的高要求。
通常這項(xiàng)工作重復(fù)性和高智能只能依靠手工檢查完成,我們經(jīng)常看到在現(xiàn)代裝配線在一些工廠數(shù)百甚至數(shù)千多測試工人執(zhí)行這個過程,工廠的增加巨大的人工成本和管理成本的同時,仍然不能保證檢驗(yàn)合格率100%(即“零缺陷”),企業(yè)之間的競爭,甚至不允許0.1%的缺陷存在。
有時,如微小尺寸的精確快速測量、形狀匹配、顏色識別等,人眼根本無法連續(xù)穩(wěn)定地進(jìn)行,其他物理量傳感器也難以使用。
這時,人們開始考慮計(jì)算機(jī)的快速性、可靠性,結(jié)果可重復(fù)控制的工程網(wǎng)絡(luò)版權(quán)全部,以及人類視覺的高度智能化和抽象能力,從而產(chǎn)生了機(jī)器視覺的概念。
一般來說,機(jī)器視覺是指使用機(jī)器而不是人眼來進(jìn)行測量和判斷。
首先,利用CCD相機(jī)將目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號,再傳輸?shù)綄S玫膱D像處理系統(tǒng)。根據(jù)圖像的像素分布、亮度、顏色等信息,將圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。圖像系統(tǒng)對這些信號進(jìn)行各種操作,提取目標(biāo)的特征,如:面積、長度、數(shù)量、位置等。最后,根據(jù)預(yù)先設(shè)定的公差和其他條件輸出結(jié)果,如:尺寸、角度、偏移量、數(shù)量、通過/失敗、是/否等。
機(jī)器視覺具有自動化、客觀性、非接觸性和高精度的特點(diǎn)。與一般的圖像處理系統(tǒng)相比,機(jī)器視覺強(qiáng)調(diào)精度和速度,以及在工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境中的可靠性。
機(jī)器視覺非常適合于量產(chǎn)過程中的測量、檢驗(yàn)和識別,如:零件裝配完整性、裝配尺寸精度、零件加工精度、位置/角度測量、零件識別、特征/特征識別等。
其最大的應(yīng)用領(lǐng)域是:汽車、制藥、電子和電器、制造、包裝/食品/飲料、醫(yī)藥。檢查汽車儀表板加工精度,高速貼片機(jī)快速定位的電子組件,檢查密碼,表面印刷字符識別的IC,膠囊生產(chǎn)的膠囊壁厚和外觀缺陷檢查、檢查滾珠軸承生產(chǎn)和破壞,面對食品包裝生產(chǎn)日期標(biāo)識,檢查標(biāo)簽位置。
目前,國際視覺系統(tǒng)的應(yīng)用方興未艾,但在我國,工業(yè)視覺系統(tǒng)還處于概念引入階段。在解決了生產(chǎn)自動化的問題之后,各個行業(yè)的龍頭企業(yè)開始將目光轉(zhuǎn)向視覺測量的自動化。