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機(jī)器視覺是一種應(yīng)用于工業(yè)和非工業(yè)領(lǐng)域的硬件和軟件組合,它基于捕獲并處理的圖像為設(shè)備執(zhí)行其功能提供操作指導(dǎo)。
機(jī)器視覺:智能制造的“眼睛”
廣義的機(jī)器視覺按照應(yīng)用領(lǐng)域,可分為工業(yè)視覺(用于檢測、智能制造等領(lǐng)域)和計算機(jī)視覺(用于消費(fèi)、服務(wù)等智能生活領(lǐng)域),本文所述的機(jī)器視覺特指應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域的工業(yè)視覺。
機(jī)器視覺是什么?
機(jī)器視覺的組成可分為硬件和軟件兩部分。
硬件負(fù)責(zé)成像,相當(dāng)于人的“眼睛”,包括光源及光源控制器、鏡頭和工業(yè)相機(jī);軟件負(fù)責(zé)圖像處理分析,相當(dāng)于人的“視覺皮層”。具體而言,典型的機(jī)器視覺成套系統(tǒng)包括:
光源及光源控制器:共同為機(jī)器提供“看”的環(huán)境。合適的光源可突出目標(biāo)特征,隱去無關(guān)的背景信息,進(jìn)而大幅降低算法難度。
鏡頭:被攝物體信息采集和傳遞過程的起點(diǎn),相當(dāng)于“晶狀體”。
工業(yè)相機(jī):機(jī)器視覺中的圖像采集單元,本質(zhì)為將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)橛行虻碾娦盘枺喈?dāng)于“視網(wǎng)膜”。工業(yè)相機(jī)對拍攝速度、圖像穩(wěn)定性、傳輸能力和抗干擾能力有較高要求。
視覺處理分析軟件:通過編寫合適的算法,進(jìn)行圖像的處理和分析,最終實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺功能目標(biāo),相當(dāng)于“視覺皮層”。視覺處理分析軟件通常基于PC使用,也可嵌入工業(yè)相機(jī)中,使其成為兼具圖像采集、處理、通信功能的智能相機(jī)。
可輔助設(shè)備進(jìn)行自動化生產(chǎn)和智能化檢測
具體而言,機(jī)器視覺具有識別(Identify)、測量(Gauge)、定位(Guide)、檢測(Inspect)四大功能,各項(xiàng)功能的應(yīng)用場景和實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵在于:
識別(Identify):基于目標(biāo)物的特征進(jìn)行甄別,例如外形、顏色、字符、條碼等,其中OCR/OCV(光學(xué)字符識別/光學(xué)字符驗(yàn)證)、條碼識別和碼垛搬運(yùn)是重要的應(yīng)用場景,在追蹤管理和質(zhì)量回溯環(huán)節(jié)可發(fā)揮重要作用。識別的關(guān)鍵在于高準(zhǔn)確度和快速識別。
測量(Gauge):把獲取的圖像像素信息標(biāo)定成常用的度量衡單位,然后在圖像中精確地計算出目標(biāo)物的幾何尺寸,應(yīng)用場景包括尺寸標(biāo)注和誤差測量等。機(jī)器視覺尤其擅長小尺寸、高精度以及復(fù)雜形態(tài)的測量。
定位(Guide):獲得目標(biāo)物體二維或三維的位置信息,進(jìn)而引導(dǎo)生產(chǎn)設(shè)備(機(jī)器手、機(jī)床等)或檢測設(shè)備進(jìn)行精確定位或移動。定位功能的關(guān)鍵在于高精度和快速定位。
檢測(Inspect):一般是指外觀檢測。檢測的應(yīng)用場景很多,如裝配后的完整性檢測(是否正確完成裝配)、外觀缺陷檢測(是否有劃痕、凹凸不平等)等。
主要功能及應(yīng)用
機(jī)器視覺相比人眼視覺,具有圖像采集和分析速度快、觀測精度高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、客觀性高、持續(xù)工作穩(wěn)定性高等優(yōu)勢,因而可幫助終端使用者進(jìn)行產(chǎn)品增質(zhì)、成本降低以及生產(chǎn)數(shù)字化:
產(chǎn)品增質(zhì):
1)機(jī)器視覺可顯著降低檢測的漏檢率和過殺率,提高生產(chǎn)的精度和良品率;
2)提高產(chǎn)品一致性;
3)在不規(guī)則、小尺寸、精細(xì)化部件的加工和檢測,以及危險環(huán)境下具有更加明顯的優(yōu)勢。
成本降低:
1)機(jī)器視覺采集和處理圖像的時間在微秒級別,可顯著提升效率;
2)單臺系統(tǒng)可代替多人工作,并可7×24小時不間斷工作;
3)柔性化程度高,若生產(chǎn)過程改變,僅需調(diào)整算法或增加部分硬件即可實(shí)現(xiàn)。
生產(chǎn)數(shù)字化:
機(jī)器視覺作為“圖像”這一重要數(shù)據(jù)的采集和分析接口,是未來實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)和工業(yè)互聯(lián)的必備途徑。
深圳市雙翌光電科技有限公司是一家以機(jī)器視覺為技術(shù)核心,自主技術(shù)研究與應(yīng)用拓展為導(dǎo)向的高科技企業(yè)。公司自成立以來不斷創(chuàng)新,在智能自動化領(lǐng)域研發(fā)出視覺對位系統(tǒng)、機(jī)械手視覺定位、視覺檢測、圖像處理庫等為核心的20多款自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品。涉及自動貼合機(jī)、絲印機(jī)、曝光機(jī)、疊片機(jī)、貼片機(jī)、智能檢測、智能鐳射等眾多行業(yè)領(lǐng)域。雙翌視覺系統(tǒng)最高生產(chǎn)精度可達(dá)um級別,圖像處理精準(zhǔn)、速度快,將智能自動化制造行業(yè)的生產(chǎn)水平提升到一個更高的層次,改進(jìn)了以往落后的生產(chǎn)流程,得到廣大用戶的認(rèn)可與肯定。隨著智能自動化生產(chǎn)的普及與發(fā)展,雙翌將為廣大生產(chǎn)行業(yè)帶來更全面、更精細(xì)、更智能化的技術(shù)及服務(wù)。