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随着工业4.0时代的到来,机器视觉在智能制造业领域的作用越来越重要,为了能让更多用户获取机器视觉的相关基础知识,包括机器视觉技术是如何工作的、它为什么是实现流程自动化和质量改进的正确选择等。小编为你准备了这篇机器视觉入门学习资料。
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机器视觉是一门学科技术,广泛应用于生产制造检测等工业领域,用来保证产品质量,控制生产流程,感知环境等。机器视觉系统是将被摄取目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,根据像素分布和亮度、颜色等信息,转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。
9 h& g& E# ~7 ~; @! g3 X9 @! M5 y( Q3 y
机器视觉优势:机器视觉系统具有高效率、高度自动化的特点,可以实现很高的分辨率精度与速度。机器视觉系统与被检测对象无接触,安全可靠。# C" G/ t- ~$ Y9 Y, |6 Z9 i2 K
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机器视觉的应用领域:
3 ]. k8 k, u& [•识别
& t5 a$ T, J; x% m( X, E标准一维码、二维码的解码
- E+ d$ M# }- n- l. X g光学字符识别(OCR)和确认(OCV)
& q1 Y( ]; q' z5 W: z0 ~•检测
# k" { J, K: g% Q色彩和瑕疵检测
. Y% ?* S( a$ P+ K零件或部件的有无检测
7 K8 P9 d8 i' j8 j目标位置和方向检测
% Q& |( A# N8 ^•测量
d. W) m3 f4 A$ d& o$ z尺寸和容量检测5 ~9 Y: B, |, T9 k
预设标记的测量,如孔位到孔位的距离" X6 `3 C5 e3 _7 ~
•机械手引导( \: ]( K9 o1 s: u% p3 I& U
输出空间坐标引导机械手精确定位
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- P6 u4 R) [2 H v+ b) {' W机器视觉系统的分类0 |! F; ~) [- b* A; _; X
•智能相机
$ }) O/ d, z' O& H0 a) ]•基于嵌入式- ^9 u$ x5 B( C k
•基于PC
" O' Y3 T) i) a/ R: N) f# j3 S
- u5 W" H: {- d" _9 U机器视觉系统的组成# H6 U' b, G# t2 E% l' u* U
•图像获取:光源、镜头、相机、采集卡、机械平台
% Z" T4 I: J- }/ r•图像处理与分析:工控主机、图像处理分析软件、图形交互界面。
! Y( W/ T$ i3 [/ o! ?2 ~•判决执行:电传单元、机械单元. }8 i/ K8 V2 N. ~7 m2 m
3 |. Z F6 U/ v3 h2 Z6 H3 @光源---光路原理
* k* `, Z: k+ ]+ @照相机并不能看见物体,而是看见从物体表面反射过来的光。
( L9 c! D# u+ n: {镜面反射:平滑表面以对顶角反射光线: f+ z, X6 Q/ ^8 ^3 `7 q+ o
漫射反射:粗糙表面会从各个方向漫射光线
% |9 k3 ]) U6 t0 ?3 V( L1 F发散反射:多数表面既有纹理,又有平滑表面,会对光线进行发散反射
- f* d, K ]+ H: c+ B8 y$ \1 S" G' l! m' g3 X
•光源---作用和要求
! \! p# p4 V: i7 }( \" F在机器视觉中的作用
P$ v2 j% s( V; F a1 D: X9 \照亮目标,提高亮度) M/ F4 I) O0 m8 j. v
形成有利于图像处理的效果
% @9 }; ], {% b4 R/ U8 i0 K' y$ V' U+ X克服环境光照影响,保证图像稳定性
1 l! N" j4 [" ]# O用作测量的工具或参照' ^; s* W' l& m6 T
良好的光场设计要求
: G# f! z% Z; t" q" T对比度明显,目标与背景的边界清晰
$ D# B- _' o& z1 w* V4 Q" _8 r背景尽量淡化而且均匀,不干扰图像处理( ]4 b4 y0 A, ~; G" G2 F& ]$ T; Q0 D
与颜色有关的还需要颜色真实,亮度适中,不过曝或欠曝;
" z4 d# s* L1 [4 ]+ i7 y! o4 J# C& v4 C
•相机--按照图像传感器区分
, u0 x0 M7 I; b; ] ^8 p% ?3 Z3 GCCD相机:使用CCD感光芯片为图像传感器的相机,集光电转换及电荷存贮、电荷转移、信号读取于一体,是典型的固体成像器件。
5 |6 V) c+ ~9 R9 s% C4 sCMOS相机:使用CMOS感光芯片为图像传感器的相机 ,将光敏元阵列、图像信号放大器、信号读取电路、模数转换电路、图像信号处理器及控制器集成在一块芯片上,还具有局部像素的编程随机访问的优点。
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•相机--按照输出图像颜色区分:
+ h; Z$ |/ |( {7 ^单色相机:输出图像为单色图像的相机。, z1 f) F7 J; a' K% M3 F% }& U% U
彩色相机:输出图像为彩色图像的相机。' [3 _8 V3 Q0 `3 `
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