基于機器視覺的目標檢測

本文目錄一覽：

• 1、機器視覺定位是什么？和機器視覺檢測有什么不同？
• 2、機器視覺檢測主要是什么原理？
• 3、機器視覺檢測帶你走進工業(yè)4.0，體驗人工智能新視界
• 4、機器視覺檢測都檢測什么？原理是什么？

機器視覺定位是什么？和機器視覺檢測有什么不同？

視覺定位類項目通常結合機器人學，軸組運動學控制，常常使用仿射變換，幾何學，手眼標定等算法，在數(shù)學原理層面要熟悉常用的矩陣轉換公式，幾何平面學公式等。追求的是高精度定位效果，通常定位抓取精度在0.01mm。應用場景包括2D定位，3D無序定位抓取等。需要對自動化設備，機器人學等十分了解。機器視覺檢測通常指的是目標檢測和缺陷檢測，在工業(yè)上，需要對CCD傳感器得到的圖像做圖像處理找到某些缺陷，在算法層方面需要掌握Blob分析，預處理算法，邊緣提取等，偏重于圖像處理本身。在計算機視覺方向，視覺檢測還有目標檢測，通常用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡實現(xiàn)對目標的檢測和分類，比如說現(xiàn)在的人臉識別，自動駕駛等。綜合以上，機器視覺定位更偏向于視覺算法和自動化結合，視覺檢測更注重于圖像算法本身。

機器視覺檢測主要是什么原理？

機器視覺的缺陷檢測原理是基于對人眼檢測的模擬，用簡單的歸納思維來進行識別。正如生活中醫(yī)生對病人進行診斷，就是一個典型的歸納分類的行為。從最古老的望聞問切，到現(xiàn)在的B超，CT等現(xiàn)代化設備儀器，沒有哪一個醫(yī)生能夠單純靠肉眼就能直接判斷病情，只能觀察病人表現(xiàn)出的癥狀和各種化驗檢測數(shù)據(jù)來推斷病情，這個時候，醫(yī)生所使用的就是一種歸納分類的思路，病人的單一癥狀的分類與復合癥狀的精確分類。

機器視覺缺陷檢測系統(tǒng)采用C攝像設備將被檢測的目標轉換成圖像信號，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，轉變成數(shù)字化信號，圖像處理系統(tǒng)對這些信號進行各種運算來抽取目標的分類特征，如面積、數(shù)量、位置、長度，再根據(jù)預設的允許度和其他條件輸出結果，包括尺寸、角度、個數(shù)、合格 / 不合格、有 / 無等，實現(xiàn)自動識別功能。

由于有了圖像處理還有計算機等等自動化設備的幫忙，機器視覺其實是遠遠超過人類的極限的，所以它的優(yōu)勢也十分明顯，包括高效率、高精度、高自動化，以及能夠很好適應比較差的環(huán)境。所以在一些不適合人工作業(yè)的危險的工作環(huán)境，或者是我們?nèi)祟愐曈X很難滿足要求的場合，機器視覺是可以用來代替人工視覺的。在這種檢測、測量、識別和定位等功能上，機器視覺更是能夠更好地勝任。除了以上這些，它還能夠提高生產(chǎn)效率以及自動化的程度，實現(xiàn)信息集成，所以在工業(yè)領域應用很廣泛，是智能制造很重要的基礎。

機器視覺檢測帶你走進工業(yè)4.0，體驗人工智能新視界

工業(yè)4.0與智能制造密不可分，智能制造與機器視覺密不可分。機器視覺是近年來發(fā)展迅速的新技術，利用光學和機電一體化使機器具有視覺功能。機器視覺為工業(yè)自動化打開了一扇“新窗口”。在智能制造時代，機器視覺具有非常大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

機器視覺使機器能夠了解世界

顧名思義，機器視覺是用機器代替人眼進行測量和判斷。機器視覺的應用主要表現(xiàn)在四個方面：

1、導向和定位：裝載和卸載使用機器視覺定位和引導機器人手臂準確抓握。

2、外觀檢查：檢查生產(chǎn)線上的產(chǎn)品是否存在質(zhì)量問題。這個環(huán)節(jié)也是取代勞動力最重要的部分。

3、高精度檢測：部分產(chǎn)品精度高，達到0.01~0.02m甚至u，人眼無法檢測到，必須用機器完成。

4、識別：數(shù)據(jù)可追溯性和收集，適用于 汽車 零件，食品，醫(yī)藥等其他應用。

以檢測應用為例，簡要介紹機器視覺的工作原理。使用工業(yè)相機收集被測設備的圖像是機器視覺中最重要的部分。為了檢測所有需要的功能，有必要不斷調(diào)整光源和攝像機的參數(shù)，然后使用專業(yè)的圖像處理軟件將模擬信號轉換為數(shù)字信號，然后計算出來，提取目標的檢測特征，如顏色、器件表面是否有劃痕、尺寸是否合格，表面涂層是否均勻等，然后輸出結果，反饋到機械端對器件進行分檢，將不合格器件挑選出來，即圖像獲取、信息處理和完成分揀三個過程。

在智能制造時代，機器視覺具有很大的發(fā)展?jié)摿?

全球機器視覺行業(yè)主要分布在北美，歐洲和日本，北美占62％，歐洲占15％，日本占10％。

中國的機器視覺相關產(chǎn)業(yè)起步較晚，但發(fā)展速度很快。自2009年以來，它已進入快速發(fā)展期，年增長率為15-20％。目前，中國已成為僅次于美國和日本的世界第三大機器視覺市場。 2015年，其市場規(guī)模達到22億元，占全球的8.3％，增長率為22.2％，遠高于全球平均水平。從2016年到2020年，中國機器視覺市場的增長率預計將保持在20％以上，這將達到10億美元的市場空間。

中國的機器視覺系統(tǒng)仍主要用于半導體和電子制造領域。 2015年，它占總數(shù)的46.4％，特別是SMT貼片，AOI/AXI設備和連接器檢測。下游機器視覺應用中 汽車 和醫(yī)藥也占很大比例，2015年分別達到10.9％和9.7％。

機器視覺系統(tǒng)的優(yōu)點是提高所生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)線的自動化。特別是在一些不適合手工作業(yè)或人眼難以滿足要求的危險工作中，同時，在大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品質(zhì)量通過人工視覺檢查，精度不高，機器視覺檢測方法可以大大提高。提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)自動化。業(yè)界預計機器視覺的未來將進一步開放。

機器視覺技術的工業(yè)應用

目前，國內(nèi)機器視覺技術廣泛應用于電子和半導體制造， 汽車 制造，工業(yè)測試，藥品檢測和包裝，食品包裝，印刷和測試，鐵路和公路測試，公共安全，金融，生物醫(yī)學， 娛樂 ，軍事，化學研究和其他領域。毫無疑問，工業(yè)領域是機器視覺應用的最大比例。重要原因是中國已成為全球制造，高需求零件加工的加工中心及其相應的先進生產(chǎn)線改造，使機械視覺產(chǎn)品在工業(yè)制造中得以實現(xiàn)。

基于機器視覺的工業(yè)機器人定位技術

機器人的智能程度影響整個行業(yè)的發(fā)展。傳統(tǒng)機器人主要通過教學再現(xiàn)或預編程來執(zhí)行各種操作，這極大地限制了機器人的應用。具有力感，機器視覺和各種傳感器的機器人運動控制技術是靈活自動化制造技術的典范。通過機器人的視覺控制，不需要預先教導或離線編程工業(yè)機器人的運動軌跡，這可以節(jié)省很多錢，編程時間，提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。

工業(yè)在線檢測系統(tǒng)

機器視覺在工業(yè)在線檢測的各種應用中非?；钴S，例如：印刷電路板的目視檢查，鋼板表面的自動探傷，大型工件的平行度和垂直度測量，容器體積或雜質(zhì)檢測，自動識別和分類，機械零件幾何尺寸測量等。

例如，ROVER（ 汽車 ）800系列車身輪廓尺寸精度的100％在線檢測是工業(yè)檢測中使用的機器視覺系統(tǒng)的典型示例。該系統(tǒng)由62個測量單元組成，每個測量單元由一個激光器和一個CCD攝像頭組成，用于檢測機身外殼上的288個測量點。檢查系統(tǒng)每40秒檢測一個車身的速度，并檢測三種類型的車身。系統(tǒng)將測試結果與CAD模型中的尺寸進行比較，測量精度為±0.1 mm。

機器視覺檢測都檢測什么？原理是什么？

視覺檢測是一種利用人眼視覺系統(tǒng)進行檢測的技術，具體就是把被檢測物體的圖像投射到攝像頭或人眼中，通過圖像處理算法對圖像進行分析，從而判斷被檢測物體是否符合要求。通俗點說，就像我們看東西一樣，把被檢測物體的圖像放到機器里，機器幫我們看是否合格。

視覺檢測設備包括光源、鏡頭、攝像頭、圖像處理系統(tǒng)等組成部分。光源就是提供光線，讓被檢測物體反射出圖像，并且在照明條件下提高圖像的質(zhì)量。鏡頭主要是調(diào)節(jié)光線的方向和對被檢測物體進行焦距調(diào)節(jié)，讓圖像更清晰。攝像頭把被檢測物體的圖像轉換成電信號，輸出給圖像處理系統(tǒng)進行分析處理。

圖像處理系統(tǒng)是視覺檢測的核心，通過對圖像進行分析處理，得出檢測結果。圖像處理的過程包括圖像采集、預處理、特征提取、分類識別等步驟。其中，特征提取是非常關鍵的一步，因為只有通過特征提取才能更準確地判斷被檢測物體是否符合要求。

視覺檢測可以用于檢測各種產(chǎn)品，例如：

電子產(chǎn)品：手機、平板電腦、電視、電腦等；

醫(yī)藥產(chǎn)品：藥品、醫(yī)療器械等；

食品飲料：瓶裝水、飲料、罐頭食品等；

化妝品：口紅、睫毛膏、粉底等；

汽車零部件：發(fā)動機零件、汽車輪胎、制動系統(tǒng)等；

紡織品：服裝、鞋帽等；

塑料制品：塑料瓶、塑料袋、塑料容器等。

視覺檢測可以對這些產(chǎn)品進行缺陷檢測、尺寸檢測、外觀檢測等，以確保產(chǎn)品質(zhì)量符合標準和客戶要求。