機器視覺技術是計算機科學的一個重要分支,它涉及到計算機、圖像處理、模式識別、人工智能、信號處理、光學、機械等多個領域,其目的就是給機器或者自動生產(chǎn)線添加一套視覺系統(tǒng)。機器視覺是采用機器代替人眼來做測量與判斷,通過計算機攝取圖像來模擬人的視覺功能,實現(xiàn)人眼視覺的延伸。
一個完整的視覺采集系統(tǒng)是由眾多功能模塊共同組成,一般由光學系統(tǒng)(光源、鏡頭、工業(yè)相機)、圖像采集單元、圖像處理單元、執(zhí)行機構(gòu)及人機界面等模塊組成,所有功能模塊相輔相成,缺一不可。好的機器視覺系統(tǒng)能夠為制造業(yè)提供更多有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的硬件支持。
通過機器視覺產(chǎn)品(即工業(yè)相機)將待檢測目標轉(zhuǎn)換成圖像信號,傳送給圖像處理分析系統(tǒng),得到被攝目標的形態(tài)信息,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;圖像系統(tǒng)對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征,進而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場設備的動作。
在生產(chǎn)制造行業(yè),安全和防范意識的提升,以及對于重復性勞動帶來的傷害的重視,都成為工業(yè)機器人視覺大行其道的助推力。同時在大批量工業(yè)生產(chǎn)過程中,用人工視覺檢查產(chǎn)品質(zhì)量效率低且精度不高,用機器視覺檢測方法可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動化程度。而且機器視覺易于實現(xiàn)信息集成,是實現(xiàn)計算機集成制造的基礎技術。
視覺采集系統(tǒng)就是利用各種傳感器代替人眼來作各種測量和判斷。視覺系統(tǒng)在機器人技術中具有重要的作用。
目前,工業(yè)機器人視覺的應用行業(yè)越來越廣泛,如3D打印、裝配、建筑、電子、物流、倉儲、生產(chǎn)制造、農(nóng)業(yè)等等,隨著中國制造2025戰(zhàn)略的深入,智能工業(yè)機器人市場有著更大的增長勢頭,機器視覺作為必不可少的核心技術。
與人類視覺相比,機器視覺優(yōu)勢明顯:
大批量生產(chǎn)是在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要模式,該模式中殘次品是不可避免的,因此及時檢測及次品剔除是確保產(chǎn)品質(zhì)量的重要保障,對比人工檢測機器視覺不僅能夠有效提升效率,還能打破檢測的限度,實現(xiàn)肉眼無法完成的精密檢測。
除精度、速度外,機器視覺檢測還具備了人工檢測無法實現(xiàn)的穩(wěn)定性,即便連續(xù)性工作也會維持工作的質(zhì)量的效率。特別重要的一點,是信息的集成與留存,機器視覺獲得的信息量是全面且可追溯的,相關信息可以很方便的集成和留存。
機器視覺系統(tǒng)可以通過機器視覺產(chǎn)品,將攝取的目標轉(zhuǎn)換成圖像信號,傳送給專業(yè)的圖像處理系統(tǒng),然后再根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息,轉(zhuǎn)化成相應的數(shù)字化信號,進而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場設備的動作。智能制造把工業(yè)機器人與機器視覺緊密結(jié)合起來,機器視覺將是人工智能的下一個方向。