機(jī)器視覺技術(shù)與應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)-機(jī)器視覺基本概念

機(jī)器視覺基本概念什么是機(jī)器視覺？機(jī)器視覺機(jī)器視覺是用機(jī)器代替人眼來做測量和判斷。機(jī)器視覺在智能制造中的地位實(shí)現(xiàn)智能制造的必要手段核心關(guān)鍵技術(shù)

機(jī)器視覺為我國工業(yè)自動(dòng)化打開“新視界”。機(jī)器視覺就相當(dāng)于人類視覺在機(jī)器上的延伸，實(shí)現(xiàn)了對工件尺寸、形狀、顏色等特征的自動(dòng)判斷和識(shí)別，可以讓機(jī)器代替人眼做測量和判斷，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化和智能化的必要手段。

1、機(jī)器視覺與多種技術(shù)融合逐步深入，將成為提升產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化水平的重要抓手。2、企業(yè)加速布局機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，將以智能視覺為核心推動(dòng)智慧工廠建設(shè)。智能識(shí)別、智能測量、智能檢測、智能互聯(lián)圖像處理技術(shù)海量圖像信息被高速、實(shí)時(shí)、智能的分析利用，大大提高了人的判決速度，越來越接近人的智慧程度，助推工業(yè)生產(chǎn)中信息處理的快和準(zhǔn)。視覺技術(shù)信息不再是單一維度的簡單數(shù)據(jù)，而是廣域立體的海量數(shù)據(jù)，在速度、尺寸、光譜等維度大大突破人眼極限，滿足未來相當(dāng)長時(shí)間更加精密、更加高速的制造和質(zhì)量要求。智能制造質(zhì)量興業(yè)中國制造2025德國工業(yè)4.0機(jī)器視覺的必要性—傳統(tǒng)加工制造車間機(jī)器視覺的必要性—智能制造車間機(jī)器視覺的必要性機(jī)器視覺能干什么？機(jī)器視覺能干什么？機(jī)器視覺與計(jì)算機(jī)視覺區(qū)別（一）機(jī)器視覺用機(jī)器代替人眼進(jìn)行測量和判斷，完成工業(yè)生產(chǎn)與民用領(lǐng)域的測量、引導(dǎo)、檢測和識(shí)別任務(wù)。計(jì)算機(jī)視覺利用計(jì)算機(jī)及其輔助設(shè)備來模擬人的視覺功能，實(shí)現(xiàn)對客觀世界的三維場景進(jìn)行感知、識(shí)別和理解，實(shí)現(xiàn)類似人的視覺功能。機(jī)器視覺與計(jì)算機(jī)視覺區(qū)別（二）類別精度級(jí)別區(qū)別機(jī)器視覺μm級(jí)至mm級(jí)主要側(cè)重“量”的分析，如通過視覺去測量零件的各種尺寸，又如檢測產(chǎn)品是否有缺陷等，對準(zhǔn)確度和處理速度要求都比較高。計(jì)算機(jī)視覺mm級(jí)至cm級(jí)主要側(cè)重“質(zhì)”的分析，如分類識(shí)別，這是狗還是貓的問題；或身份確認(rèn)，如人臉識(shí)別、車牌識(shí)別；或行為分析，如人員入侵、徘徊、人群聚集等判斷。

機(jī)器視覺工業(yè)應(yīng)用最大的特點(diǎn)就是其非接觸觀測技術(shù)，同樣具有高精度和高速度的性能。非接觸無磨損，消除了接觸觀測可能造成的二次損傷隱患。機(jī)器視覺系統(tǒng)可提高生產(chǎn)的柔性和自動(dòng)化程度。機(jī)器視覺的特點(diǎn)與優(yōu)勢為什么要用機(jī)器視覺？機(jī)器視覺與人工視覺的區(qū)別性能機(jī)器視覺人工視覺灰度分辨力強(qiáng)，256灰度級(jí)，可觀測微米級(jí)的目標(biāo)差，一般只能識(shí)別64個(gè)灰度級(jí)空間分辨力通過不同選型搭配，可觀測小到微米的目標(biāo)差，不能分辨微小目標(biāo)效率效率高效率低速度快，可看清運(yùn)動(dòng)物體慢，無法看清較快運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)精度高精度，可達(dá)微米級(jí)、易量化精度低，無法量化可靠性穩(wěn)定可靠易疲勞、受情緒波動(dòng)重復(fù)性強(qiáng)，可持續(xù)工作弱，易疲勞信息集成方便信息集成不易信息集成環(huán)境適合惡劣、危險(xiǎn)環(huán)境不適合惡劣和危險(xiǎn)環(huán)境成本一次性投入，成本不斷降低人力和管理成本不斷上升機(jī)器視覺系統(tǒng)的組成典型的機(jī)器視覺系統(tǒng)：包括圖像采集單元、圖像處理單元、通信控制單元、終端監(jiān)控單元等機(jī)器視覺系統(tǒng)工作流程Step1傳感器觸發(fā)相機(jī)Step2圖像采集Step3獲取數(shù)字圖像信息Step4對獲取信息進(jìn)行處理、分析與識(shí)別。Step4與外部通訊控制外部機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)機(jī)器視覺系統(tǒng)·圖像采集單元定義：圖像采集單元又稱“幀采集器”（FrameGrabber），圖像采集是指從工作現(xiàn)場獲取場景圖像的過程，是機(jī)器視覺的第一步。功能:它將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像，并輸出至圖像處理單元。機(jī)器視覺系統(tǒng)·圖像處理單元定義：圖像處理單元由圖像處理軟件等構(gòu)成。圖像處理軟件包含大量圖像處理算法。在取得圖像后，用這些算法對數(shù)字圖像進(jìn)行處理和分析計(jì)算，并輸出目標(biāo)的質(zhì)量判斷和規(guī)格測量等結(jié)果。圖像處理算法:包含圖像增強(qiáng)與校正、圖像分割、圖像特征提取、BLOB（BinaryLargeObject，二進(jìn)制大對象）分析、圖像識(shí)別與理解等。機(jī)器視覺系統(tǒng)·通訊控制單元定義：圖像處理軟件完成圖像分析后，將分析結(jié)果輸出至圖像界面，或通過電控單元（PLC等）傳遞給機(jī)械單元執(zhí)行相應(yīng)的操作，如剔除、報(bào)警等，還通過運(yùn)動(dòng)控制或機(jī)械臂執(zhí)行分揀、抓取等動(dòng)作。通信控制單元包含I/O接口、運(yùn)動(dòng)控制等。I/O:I/O是主機(jī)與被控對象進(jìn)行信息交換的紐帶。主機(jī)通過I/O接口與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。運(yùn)動(dòng)控制：運(yùn)動(dòng)控制就是對機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的位置、速度等進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制管理，使其按照預(yù)期的運(yùn)動(dòng)軌跡和規(guī)定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。機(jī)器視覺系統(tǒng)·終端監(jiān)控單元定義：終端控制單元用于在軟件