机器视觉系统(研究生)
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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，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
1.照明光源。
2.镜头
3.摄像机
4.图像采集/处理卡
5.图像处理系统
6.其它外部设备
图1.机器视觉系统的构成4、机器视觉 vs 人类视觉
5、机器视觉的应用
机器视觉技术功能：
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
该系统主要任务是利用机器视觉技术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。
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
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的发展空间，因为没有多少人做，但是它本身又是一个很值得去做的产业，未来的发展可想而知。
同时加之计算机及电子产业的发展，机器视觉将不断会有新的技术更新。
国内的机器视觉制造厂商与以往几年相比明显增多，他们也在不断学习新的产业知识，提高自身的素质及技术水平。
