机器视觉系统

1、机器视觉系统1、机器视觉系统综述机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过机器 视觉产品（即图像摄取装置）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。机器视觉系统的特点是提高生产的柔性和自动化程度。在一些不适合 于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来替 代人工视觉；同时在大批量工业生产过程中，用人工视觉检查产品质量效率低且 精度不高，用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。而

2、 且机器视觉易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术。正是由于 机器视觉系统可以快速获取大量信息，而且易于自动处理，也易于同设计信息以 及加工控制信息集成，因此，在现代自动化生产过程中，人们将机器视觉系统广 泛地用于工况监视、成品检验和质量控制等领域。2、机器视觉系统的原理机器视觉系统的目的就是给机器或自动生产线添加一套视觉系统，其原理是 由计算机或图像处理器以及相关设备来模拟人的视觉行为，完成得到人的视觉系 统所得到的信息。人的视觉系统是由眼球、神经系统及大脑的视觉中枢构成，计 算机视觉系统则是由图像采集系统、图像处理系统及信息综合分析处理系统构 成。机器视觉需要用到1、图像处理技术

3、，2、彩色图像转换技术，3、图像分割 技术，4、模式识别技术，5、数学形态学方法，6、专家系统及人工智能技术，7、 视觉神经网络技术，8、小波分析技术，9、分形学方法等技术方法。3、机器视觉系统的构成典型的机器视觉技术一般用到以下设备照明光源。镜头摄像机图像采集/处理卡图像处理系统6.其它外部设备光源 镜头摄像血图像采集卡机券视觉软件6.其它外部设备光源 镜头摄像血图像采集卡机券视觉软件CCD/CMOS图像传感券图1.机器视觉系统的构成4、机器视觉vs人类视觉人类视觉机器视觉适应性适应性强，可在复杂及变化 的环境中识别目标适应性差，容易受复杂背景及环境变化的影 响智能具有高级智能，可运用逻辑

4、分析及推理能力识别变化的 目标，并能总结规律虽然可利用人工智能及神经网络技术，但智 能很差，不能很好地识别变化的目标彩色识别能力对色彩的分辨能力强，但容 易受人的心理影响，不能量化受硬件条件的制约，目前一般的图像采集系 统对色彩的分辨能力较差，但具有可量化的 优点灰度分辨力差，一般只能分辨64个灰度 级强，目前一般使用256灰度级，采集系统可 具有10bit、12bit、16bit等灰度级空间分辨力分辨率较差，不能观看微小 的目标目前有4KX4K的面阵摄像机和12K的线阵 摄像机，通过备置各种光学镜头，可以观测 小到微米大到天体的目标感光范围400nm-750nm范围的可见光从紫外到红外的较宽

5、光谱范围，另外有X光 等特殊摄像机环境要求对环境温度、湿度的适应性 差，另外有许多场合对人有损 害对环境适应性强，另外可加防护装置5、机器视觉的应用机器视觉技术功能:图2.图2.机器视觉技术功能机器视觉技术的具体应用案例：1、手机接口电路板机器视觉自动检测系统该系统由光源、镜头、摄像头、图像采集卡、精密XY运动平台、计算机和 专门开发的应用软件组成，用于检测手机接口电路板质量，其中包括检测每个接 口电路板中的三个器件的位置和尺寸等参数。系统实现了大批量电路板组件质量 的快速准确检验。被检测的大电路板上包含有30个接口电路板，为了保证测量精度，每次检测只针对一个接口电路板。因此，必须通过XY运动

6、平台移动电路板。电路板检 测完后才进行分割，并淘汰不合格产品。系统采用美国NI公司先进的机器视觉技术，还有数据记录和分析的功能。 该系统具有测量准确、快速、扩展性强和性价比高等特点。该技术可适用于其他 小型的电子和机械零部件的几何尺寸测量。2、生物医学微粒检测与分析系统立实现粒子的检测和分析。是用于微小（几十至几百纳米直径）颗粒的动态检测，主要任务是测量单位时间内流经小管 内的微粒的数量和每个粒子的粒径，并对颗粒大小分布状态进行分析。系统配置了激光光源、显微镜头与高分辨率数字摄像头。此外还配置了电动 输液器，用来驱动载有微小粒子的液体的流动。立实现粒子的检测和分析。是用于微小（几十至几百纳米直

7、径）颗粒的动态检测，主要任务是测量单位时间内流经小管 内的微粒的数量和每个粒子的粒径，并对颗粒大小分布状态进行分析。系统配置了激光光源、显微镜头与高分辨率数字摄像头。此外还配置了电动 输液器，用来驱动载有微小粒子的液体的流动。3、机器视觉定位激光切割机3、机器视觉定位激光切割机在激光切割机工作过程中，由于加工对 象通常无法准确放置在特定的位置上，因此 必须先做加工对象的定位工作。该设备采用 机器视觉技术解决精确定位问题，其主要技 术特点是采用两级定位的方式，设备顶部安 装了一台相机，视场比较大，用于粗定位； 而在激光头旁边有安装有另一台相机，视场 小，用于精确定位。为准确加工奠定基础。六、总结

8、机器视觉技术诞生和应用，极大地解放了人类劳动力，提高了生产自动化水 平，改善了人类生活现状，其应用前景极为广阔，目前在国外，机器视觉技术已 广泛应用于生产，生活中，而我国正处于初步阶段，急需广大科技工作者的共同 努力，来迅速提高我国机器视觉技术的发展水平，为我国的现代化建设做出自己 的贡献。回首机器视觉在国内十几年来的发展，它已逐步度过了初步发展阶段，随 着国际知名机器视觉企业在国内的大量投资生产，以及大批有机器视觉从业经验 的人在国内创业，机器视觉已经被越来越多的人所熟知。截止目前，机器视觉应 用范围愈加广阔，其产业应用已经延伸到医疗，纺织、军工、交通、电子、包装 以及汽车等领域，例如我们生活中经常接触到的电子警察，银行监控，不仅如此 这次嫦娥二号的探月之旅搭载的CCD相机也是机器视觉领域的一个重要应用。目前我国在机器视觉这一领域还存在很大