隨著科技的發展,機器視覺檢測系統已經在工業中取代了許許多多的人工檢測崗位,在了解機器視覺系統之前,先來說一下“視覺”這詞,視覺是一個生理學詞匯,光作用于視覺器官,使其感受細胞興奮,其信息經視覺神經系統加工后便產生視覺。
通過視覺,人和動物感知外界物體的大小、明暗、顏色、動物,獲得對機體生存具有重要意義的各種信息,至少有80%以上的外界信息經視覺獲得,視覺是人和動物最重要的感覺。
機器視覺系統就是利用機器代替人眼來作各種測量和判斷。機器視覺系統是集光學、機械、電子、計算、軟件等技術為一體的工業應用系統,它通過對電磁輻射的時空模式進行探測及感知,可以自動獲取一幅或多幅目標物體圖像,對所獲取圖像的各種特征量進行處理、分析和測量,根據測量結果做出定性分析和定量解釋,從而得到有關目標物體的某種認識并作出相應決策,執行可直接創造經濟價值或社會價值的功能活動。機器視覺系統一般具有物體定位、特征檢測、缺陷判斷、目標識別、計數和運動跟蹤等功能。
機器視覺是人工智能正在快速發展的一個分支。簡單說來,機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷。機器視覺系統最基本的特點就是提高生產的靈活性和自動化程度。
機器視覺系統檢測硬件,如視覺光源、工業相機、工業鏡頭、光源控制器圖像采集卡、圖像處理軟件等,便構成了機器視覺。
機器視覺光源
光源作為機器視覺系統輸入的重要部件,它的好壞直接影響輸入數據的質量和應用效果。由于沒有通用的機器視覺光源設備,所以針對每個特定的應用實例,要選擇相應的視覺光源,以達到效果。常見的光源有:LED環形光源、低角度光源、背光源、條形光源、同軸光源、冷光源、點光源、線型光源、平行光源等。
工業鏡頭
鏡頭在機器視覺系統中主要負責光束調制,并完成信號傳遞。
鏡頭類型包括:標準、遠心、廣角、近攝和遠攝等,選擇依據一般是根據相機接口、拍攝物距、拍攝范圍、CCD尺寸、畸變允許范圍、放大率、焦距和光圈等。
工業相機
工業相機在機器視覺系統中最本質功能就是將光信號轉變為電信號,與普通相機相比,它具有更高的傳輸力、抗干擾力以及穩定的成像能力。
按照不同標準可有多種分類:按輸出信號方式,可分為模擬工業相機和數字工業相機;按芯片類型不同,可分CCD工業相機和CMOS工業相機,這種分類方式常見。
圖像采集卡
圖像采集卡雖然只是完整機器視覺系統的一個部件,但它同樣非常重要,直接決定了攝像頭的接口:黑白、彩色、模擬、數字等。
比較典型的有PCI采集卡、1394采集卡、VGA采集卡和GigE千兆網采集卡。這些采集卡中有的內置多路開關,可以連接多個攝像機,同時抓拍多路信息。
機器視覺軟件

機器視覺軟件是機器視覺系統中自動化處理的關鍵部件,根據具體應用需求,對軟件包進行二次開發,可自動完成對圖像采集、顯示、存儲和處理。在選購機器視覺軟件時,一定要注意開發硬件環境、開發操作系統、開發語言等,確保軟件運行穩定,方便二次開發。
機器視覺系統的優點
1、非接觸測量,對于觀測者與被觀測者都不會產生任何損傷,從而提高系統的可靠性。
2、具有較寬的光譜響應范圍,例如使用人眼看不見的紅外測量,擴展了人眼的視覺范圍。
3、長時間穩定工作,人類難以長時間對同一對象進行觀察,而機器視覺則可以長時間地作測量、分析和識別任務。
4、安全可靠,在某些特殊工業環境中實施工況檢測,如焊接、制造等,人工視覺可能會對操作工的人身安全造成威脅,而機器視覺系統從某種程度上有效地規避了這些風險。
5、機器視覺系統的應用領域越來越廣泛。在工業、農業、交通、醫學等等行業都獲得了廣泛的應用,可以說已經深入到我們的生活、生產和工作的方方面面。
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