工業(yè)視覺檢測系統(tǒng)需求分析報告doc

1、閩江學院本科畢業(yè)設計 -需求分析報告題 目：基于Opencv的工業(yè)視覺檢測系統(tǒng)學生姓名： 林杰生 學 號： 3111101108 系 別： 計算機科學與技術 年級專業(yè)： 2011級網(wǎng)絡工程 指導老師： 陳新偉 完成日期： 2014-12-6 一、項目分析1.1項目目的隨著科學技術的發(fā)展，機器視覺技術也取得了長足的發(fā)展，目前已經(jīng)廣泛的應用在各個領域。如今該技術廣泛地應用于工業(yè)流水線產(chǎn)品外觀特征檢測，運用該技術能極快提升檢測產(chǎn)品外觀的速度。本文將介紹如何運用OPENCV技術來判斷簡單的工業(yè)零件外觀是否合格。1.2項目功能模塊圖二、 技術需求分析1、 項目技術性需求分析本項目工業(yè)視覺檢測系統(tǒng)是基于w

2、indow 7系統(tǒng)下的Microsoft Visual Studio 2010和基于c/c+的opencv庫開發(fā)。Opencv作為開放的數(shù)字圖象處理和計算機視覺軟件平臺，有以下特點：A、開放c源碼 B、基于intel處理器指令集開發(fā)的優(yōu)化代碼 C、統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)和功能定義 D、強大的圖像和矩陣運算能力 E、方便靈活的用戶接口 F、同時支持MS-WINDOWS和Linux平臺。2、 項目功能性需求分析計算機視覺（Open Source Computer Vision Library，OpenCV）是將靜止的圖像或視頻的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一個決策或者一種新的表

3、達方式的過程，所有的這些轉(zhuǎn)換都是為了達到某個目標。OpenCV是一個開源的計算機視覺庫，是英特爾公司資助的兩大圖像處理利器之一。它為圖像處理、模式識別、三維重建、物體跟蹤、機器學習和線性代數(shù)提供了各式各樣的算法。 開源的計算機視覺類庫OpenCV由英特爾公司位于俄羅斯的研究實驗室所開發(fā)，它是一套可免費獲得的由一些C 函數(shù)和C + 類所組成的庫，用來實現(xiàn)一些常用的數(shù)字圖像處理及計算機視覺的一些算法。由于OpenCV 的源代碼是完全免費開放的，而且源代碼的編寫簡潔高效，特別是其中大部分的函數(shù)都已經(jīng)過匯編最優(yōu)化，Intel廠商的支持，提高了運算速度。

4、由于OpenCV 的代碼優(yōu)化的比較好，執(zhí)行效率高，所以近年來在國內(nèi)外的圖像處理和其他相關領域中被廣泛地應用，成為一種流行的圖像處理軟件。OpenCV的CV模塊包含基本的圖像處理函數(shù)和高級的計算機視覺算法。ML是機器學習庫，包含一些基于統(tǒng)計的分類和聚類工具。HighGUI包含圖像和視頻的輸入/輸出函數(shù)。CXCore包含OpenCV的一些基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和相關函數(shù)。圖中沒有包含的CvAux模塊，該模塊一般存放一些即將淘汰的算法和函數(shù)（如基于嵌入式的隱馬爾可夫模型的人臉識別算法），同時還有一些新出現(xiàn)的實驗性的算法和函數(shù)（如背景和前景的分割）。未來一些特性可能被合并到CV模塊，還有一些可能永遠

5、留在CvAux中。OpenCV關注的不僅僅是實時的算法，它也會繼續(xù)傾向?qū)崟r的處理技術。計算機視覺從產(chǎn)生之初到現(xiàn)在，越來越廣泛的被運用到各個領域。例如：人機互動、物體識別、圖象分割、人臉識別、動作識別、運動跟蹤和機器人等等。從產(chǎn)品檢測到互聯(lián)網(wǎng)圖像和視頻的檢索，到醫(yī)學應用甚至在火星上的局部導航。OpenCV提供的數(shù)據(jù)類型的混合和標準統(tǒng)一的函數(shù)能夠為物體檢測、分割和識別提取出更好的特征，這都為車牌識別系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了良好的基礎。三、市場需求分析 1、 工業(yè)視覺檢測系統(tǒng)的需求分析 l  工業(yè)視覺檢測系統(tǒng)實現(xiàn)的方式主要分為兩種：一種是靜態(tài)圖像圖片的識別，

6、另一種是動態(tài)視頻流的實時識別。靜態(tài)圖像識別技術的識別有效率較大程度上受限于圖像的抓拍質(zhì)量，為單幀圖像識別，目前市場產(chǎn)品識別速度平均為200毫秒;而動態(tài)視頻流的識別技術適應性較強，識別速度快，它實現(xiàn)了對視頻每一幀圖像進行識別，增加識別比對次數(shù)，擇優(yōu)選取車牌號，關鍵在于較少的受到單幀圖像質(zhì)量的影響，目前市場產(chǎn)品識別較好的時間為10毫秒。工業(yè)視覺檢測系統(tǒng)目前已經(jīng)成熟應用于各類的工業(yè)生產(chǎn)中，對生產(chǎn)線中的零件進行檢測，判斷零件是否合格，以達到提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。 2、工業(yè)視覺測量系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀綜述 機器視覺自起步發(fā)展到現(xiàn)在，已有15年的發(fā)展歷史。應該說機器視覺作為一種應用系統(tǒng)，其功能特

7、點是隨著工業(yè)自動化的發(fā)展而逐漸完善和發(fā)展的。      目前全球整個視覺市場總量大概在6070億美元，是按照每年8.8%的增長速度增長的。而在中國，這個數(shù)字目前看來似乎有些龐大，但是隨著加工制造業(yè)的發(fā)展，中國對于機器視覺的需求將承上升趨勢。 一、機器視覺的定義及特點 簡言之，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)是指通過機器視覺產(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)，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

8、種運算來抽取目標的特征，進而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設備動作。     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。而且機器視覺易于實現(xiàn)信息集成，是實現(xiàn)計算機集成制造的基礎技術。 正是由于機器視覺系統(tǒng)可以快速獲取大量信息，而且易于自動處理，也易于同設計信息以及加工控制信息集成，因此，在現(xiàn)代自動化生產(chǎn)過程中，人們將

9、機器視覺系統(tǒng)廣泛地用于工況監(jiān)視、成品檢驗和質(zhì)量控制等領域。在中國，這種應用也在逐漸被認知，且?guī)碜钪苯拥姆磻褪菄鴥?nèi)對于機器視覺的需求將越來越多。 3、工業(yè)視覺檢測系統(tǒng)在國內(nèi)外的應用現(xiàn)狀 在國外，機器視覺的應用普及主要體現(xiàn)在半導體及電子行業(yè)，其中大概40%50%都集中在半導體行業(yè)。具體如PCB印刷電路：各類生產(chǎn)印刷電路板組裝技術、設備；單、雙面、多層線路板，覆銅板及所需的材料及輔料；輔助設施以及耗材、油墨、藥水藥劑、配件；電子封裝技術與設備；絲網(wǎng)印刷設備及絲網(wǎng)周邊材料等。SMT表面貼裝：SMT工藝與設備、焊接設備、測試儀器、返修設備及各種輔助工具及配件、SMT材料、貼片劑、

10、膠粘劑、焊劑、焊料及防氧化油、焊膏、清洗劑等；再流焊機、波峰焊機及自動化生產(chǎn)線設備。電子生產(chǎn)加工設備：電子元件制造設備、半導體及集成電路制造設備、元器件成型設備、電子工模具。機器視覺系統(tǒng)還在質(zhì)量檢測的各個方面已經(jīng)得到了廣泛的應用，并且其產(chǎn)品在應用中占據(jù)著舉足輕重的地位。除此之外，機器視覺還用于其他各個領域。 而在中國，以上行業(yè)本身就屬于新興的領域，再加之機器視覺產(chǎn)品技術的普及不夠，導致以上各行業(yè)的應用幾乎空白，即便是有，也只是低端方面的應用。目前在我國隨著配套基礎建設的完善，技術、資金的積累，各行各業(yè)對采用圖像和機器視覺技術的工業(yè)自動化、智能化需求開始廣泛出現(xiàn)，國內(nèi)有關大專院校、研究所和企業(yè)近兩年在圖像和機器視覺技術領域進行了積極思索和大膽的嘗試，逐步開始了工業(yè)現(xiàn)場的應用。其主要應用于制藥、印刷、礦泉水瓶蓋檢測等領域。這些應用大多集中在如藥品檢測分裝、印刷色彩檢測等。真正高端的應用還很少，因此，以上相關行業(yè)的應用空間還比較大。當然、其他領域如指紋檢測等等領域也有著很好的發(fā)展空間。4、中國工業(yè)視覺檢測系統(tǒng)未來發(fā)展趨勢 在機器視覺賴以普及發(fā)展的諸多因素中，有技術層面的，也有商業(yè)層面的，但制造業(yè)的需求是決定性的。制造業(yè)的發(fā)展，帶來了對機器視覺需求的提升；也決定了機器視覺將由過去單純的采集、分析、傳遞數(shù)據(jù)，判斷動作，逐漸朝著開放性的方