基于機(jī)器視覺的目標(biāo)檢測(cè)

本文目錄一覽：

• 1、機(jī)器視覺定位是什么？和機(jī)器視覺檢測(cè)有什么不同？
• 2、機(jī)器視覺檢測(cè)主要是什么原理？
• 3、機(jī)器視覺檢測(cè)帶你走進(jìn)工業(yè)4.0，體驗(yàn)人工智能新視界
• 4、機(jī)器視覺檢測(cè)都檢測(cè)什么？原理是什么？

機(jī)器視覺定位是什么？和機(jī)器視覺檢測(cè)有什么不同？

視覺定位類項(xiàng)目通常結(jié)合機(jī)器人學(xué)，軸組運(yùn)動(dòng)學(xué)控制，常常使用仿射變換，幾何學(xué)，手眼標(biāo)定等算法，在數(shù)學(xué)原理層面要熟悉常用的矩陣轉(zhuǎn)換公式，幾何平面學(xué)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(yīng)用場(chǎng)景包括2D定位，3D無序定位抓取等。需要對(duì)自動(dòng)化設(shè)備，機(jī)器人學(xué)等十分了解。機(jī)器視覺檢測(cè)通常指的是目標(biāo)檢測(cè)和缺陷檢測(cè)，在工業(yè)上，需要對(duì)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(yù)處理算法，邊緣提取等，偏重于圖像處理本身。在計(jì)算機(jī)視覺方向，視覺檢測(cè)還有目標(biāo)檢測(cè)，通常用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的檢測(cè)和分類，比如說現(xiàn)在的人臉識(shí)別，自動(dòng)駕駛等。綜合以上，機(jī)器視覺定位更偏向于視覺算法和自動(dòng)化結(jié)合，視覺檢測(cè)更注重于圖像算法本身。

機(jī)器視覺檢測(cè)主要是什么原理？

機(jī)器視覺的缺陷檢測(cè)原理是基于對(duì)人眼檢測(cè)的模擬，用簡(jiǎn)單的歸納思維來進(jìn)行識(shí)別。正如生活中醫(yī)生對(duì)病人進(jìn)行診斷，就是一個(gè)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(shè)備儀器，沒有哪一個(gè)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(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)來推斷病情，這個(gè)時(shí)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(fù)合癥狀的精確分類。

機(jī)器視覺缺陷檢測(cè)系統(tǒng)采用C攝像設(shè)備將被檢測(cè)的目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，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(hào)，圖像處理系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來抽取目標(biāo)的分類特征，如面積、數(shù)量、位置、長(zhǎng)度，再根據(jù)預(yù)設(shè)的允許度和其他條件輸出結(jié)果，包括尺寸、角度、個(gè)數(shù)、合格 / 不合格、有 / 無等，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別功能。

由于有了圖像處理還有計(jì)算機(jī)等等自動(dòng)化設(shè)備的幫忙，機(jī)器視覺其實(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人類的極限的，所以它的優(yōu)勢(shì)也十分明顯，包括高效率、高精度、高自動(dòng)化，以及能夠很好適應(yīng)比較差的環(huán)境。所以在一些不適合人工作業(yè)的危險(xiǎn)的工作環(huán)境，或者是我們?nèi)祟愐曈X很難滿足要求的場(chǎng)合，機(jī)器視覺是可以用來代替人工視覺的。在這種檢測(cè)、測(cè)量、識(shí)別和定位等功能上，機(jī)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(dòng)化的程度，實(shí)現(xiàn)信息集成，所以在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用很廣泛，是智能制造很重要的基礎(chǔ)。

機(jī)器視覺檢測(cè)帶你走進(jìn)工業(yè)4.0，體驗(yàn)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(jī)器視覺密不可分。機(jī)器視覺是近年來發(fā)展迅速的新技術(shù)，利用光學(xué)和機(jī)電一體化使機(jī)器具有視覺功能。機(jī)器視覺為工業(yè)自動(dòng)化打開了一扇“新窗口”。在智能制造時(shí)代，機(jī)器視覺具有非常大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

機(jī)器視覺使機(jī)器能夠了解世界

顧名思義，機(jī)器視覺是用機(jī)器代替人眼進(jìn)行測(cè)量和判斷。機(jī)器視覺的應(yīng)用主要表現(xiàn)在四個(gè)方面：

1、導(dǎo)向和定位：裝載和卸載使用機(jī)器視覺定位和引導(dǎo)機(jī)器人手臂準(zhǔn)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(gè)環(huán)節(jié)也是取代勞動(dòng)力最重要的部分。

3、高精度檢測(cè)：部分產(chǎn)品精度高，達(dá)到0.01~0.02m甚至u，人眼無法檢測(cè)到，必須用機(jī)器完成。

4、識(shí)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(yīng)用。

以檢測(cè)應(yīng)用為例，簡(jiǎn)要介紹機(jī)器視覺的工作原理。使用工業(yè)相機(jī)收集被測(cè)設(shè)備的圖像是機(jī)器視覺中最重要的部分。為了檢測(cè)所有需要的功能，有必要不斷調(diào)整光源和攝像機(jī)的參數(shù)，然后使用專業(yè)的圖像處理軟件將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后計(jì)算出來，提取目標(biāo)的檢測(cè)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(jié)果，反饋到機(jī)械端對(duì)器件進(jìn)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(gè)過程。

在智能制造時(shí)代，機(jī)器視覺具有很大的發(fā)展?jié)摿?

全球機(jī)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(guó)的機(jī)器視覺相關(guān)產(chǎn)業(yè)起步較晚，但發(fā)展速度很快。自2009年以來，它已進(jìn)入快速發(fā)展期，年增長(zhǎng)率為15-20％。目前，中國(guó)已成為僅次于美國(guó)和日本的世界第三大機(jī)器視覺市場(chǎng)。 2015年，其市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到22億元，占全球的8.3％，增長(zhǎng)率為22.2％，遠(yuǎn)高于全球平均水平。從2016年到2020年，中國(guó)機(jī)器視覺市場(chǎng)的增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)將保持在20％以上，這將達(dá)到10億美元的市場(chǎng)空間。

中國(guó)的機(jī)器視覺系統(tǒng)仍主要用于半導(dǎo)體和電子制造領(lǐng)域。 2015年，它占總數(shù)的46.4％，特別是SMT貼片，AOI/AXI設(shè)備和連接器檢測(cè)。下游機(jī)器視覺應(yīng)用中 汽車 和醫(yī)藥也占很大比例，2015年分別達(dá)到10.9％和9.7％。

機(jī)器視覺系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是提高所生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)線的自動(dòng)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(xiǎn)工作中，同時(shí)，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(jī)器視覺檢測(cè)方法可以大大提高。提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)自動(dòng)化。業(yè)界預(yù)計(jì)機(jī)器視覺的未來將進(jìn)一步開放。

機(jī)器視覺技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用

目前，國(guó)內(nèi)機(jī)器視覺技術(shù)廣泛應(yīng)用于電子和半導(dǎo)體制造， 汽車 制造，工業(yè)測(cè)試，藥品檢測(cè)和包裝，食品包裝，印刷和測(cè)試，鐵路和公路測(cè)試，公共安全，金融，生物醫(yī)學(xué)， 娛樂 ，軍事，化學(xué)研究和其他領(lǐng)域。毫無疑問，工業(yè)領(lǐng)域是機(jī)器視覺應(yīng)用的最大比例。重要原因是中國(guó)已成為全球制造，高需求零件加工的加工中心及其相應(yīng)的先進(jìn)生產(chǎn)線改造，使機(jī)械視覺產(chǎn)品在工業(yè)制造中得以實(shí)現(xiàn)。

基于機(jī)器視覺的工業(yè)機(jī)器人定位技術(shù)

機(jī)器人的智能程度影響整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。傳統(tǒng)機(jī)器人主要通過教學(xué)再現(xiàn)或預(yù)編程來執(zhí)行各種操作，這極大地限制了機(jī)器人的應(yīng)用。具有力感，機(jī)器視覺和各種傳感器的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)是靈活自動(dòng)化制造技術(shù)的典范。通過機(jī)器人的視覺控制，不需要預(yù)先教導(dǎo)或離線編程工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡，這可以節(jié)省很多錢，編程時(shí)間，提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。

工業(yè)在線檢測(cè)系統(tǒng)

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

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

機(jī)器視覺檢測(cè)都檢測(cè)什么？原理是什么？

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

視覺檢測(cè)設(shè)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(cè)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(duì)被檢測(cè)物體進(jìn)行焦距調(diào)節(jié)，讓圖像更清晰。攝像頭把被檢測(cè)物體的圖像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，輸出給圖像處理系統(tǒng)進(jìn)行分析處理。

圖像處理系統(tǒng)是視覺檢測(cè)的核心，通過對(duì)圖像進(jìn)行分析處理，得出檢測(cè)結(jié)果。圖像處理的過程包括圖像采集、預(yù)處理、特征提取、分類識(shí)別等步驟。其中，特征提取是非常關(guān)鍵的一步，因?yàn)橹挥型ㄟ^特征提取才能更準(zhǔn)確地判斷被檢測(cè)物體是否符合要求。

視覺檢測(cè)可以用于檢測(cè)各種產(chǎn)品，例如：

電子產(chǎn)品：手機(jī)、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(dòng)機(jī)零件、汽車輪胎、制動(dòng)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(cè)可以對(duì)這些產(chǎn)品進(jìn)行缺陷檢測(cè)、尺寸檢測(cè)、外觀檢測(cè)等，以確保產(chǎn)品質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)和客戶要求。