机器视觉系统基础知识与基本原理
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1 .什么是机器视觉技术试论述其基本概念和目的。
答:机器视觉技术是是一门涉及人工智能、神经生物学、心理物理学、计算机科学、图像处理、模式识别等诸多领域的交叉学科。
机器视觉主要用计算机来模拟人的视觉功能,从客观事物的图像中提取信息,进行处理并加以理解,最终用于实际检测、测量和控制。
机器视觉技术最大的特点是速度快、信息量大、功能多。
机器视觉是用机器代替人眼来完成观测和判断,常用于大批量生产过程汇总的产品质量检测,不适合人的危险环境和人眼视觉难以满足的场合。
机器视觉可以大大提高检测精度和速度,从而提高生产效率,并且可以避免人眼视觉检测所带来的偏差和误差。
2 .机器视觉系统一般由哪几部分组成试详细论述之。
答:机器视觉系统主要包括三大部分:图像获取、图像处理和识别、输出显示或控制。
图像获取:是将被检测物体的可视化图像和内在特征转换成能被计算机处理的一系列数据。
该部分主要包括,照明系统、图像聚焦光学系统、图像敏感元件(主要是CCD和CMOS)采集物体影像。
图像处理和识别:视觉信息的处理主要包括滤波去噪、图像增强、平滑、边缘锐化、分割、图像识别与理解等内容。
经过图像处理后,图像的质量得到提高,既改善了图像的视觉效果又便于计算机对图像进行分析、处理和识别。
输出显示和控制:主要是将分析结果输出到显示器或控制机构等输出设备。
3 .试论述机器视觉技术的现状和发展前景。
答:。
机器视觉技术的现状:机器视觉是近20〜30年出现的新技术,由于其固有的柔性好、非接触、快速等特点,在各个领域得到很广泛的应用,如航空航天、工业、军事、民用等等领域。
发展前景:随着光学传感器、信息技术、信号处理、人工智能、模式识别研究的不断深入和计算机性价比的不断提高,机器视觉技术越来越成熟,特别是市面上已经有针对机器视觉系统开发的企业提供配套的软硬件服务,相信越来越多的客户会选择机器视觉系统代替人力进行工作,既便于管理又节省了成本。
价格持续下降、功能逐渐增多、成品小型化、集成产品增多。
机器视觉系统概论一、机器视觉系统构成1.机器视觉的概念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,分CMOS 和CCD两种)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。
美国制造工程师协会(SME Society of Manufacturing Engineers)机器视觉分会和美国机器人工业协会(RIA Robotic Industries Association)的自动化视觉分会对机器视觉下的定义为:“机器视觉是通过光学的装置和非接触的传感器自动地接收和处理一个真实物体的图像,以获得所需信息或用于控制机器人运动的装置”。
在现代工业自动化生产中,涉及到各种各样的检验、生产监视及零件识别应用,例如零配件批量加工的尺寸检查,自动装配的完整性检查,电子装配线的元件自动定位,IC上的字符识别等。
通常人眼无法连续、稳定地完成这些带有高度重复性和智能性的工作,其它物理量传感器也难有用武之地。
由此人们开始考虑利用光电成像系统采集被控目标的图像,而后经计算机或专用的图像处理模块进行数字化处理,根据图像的像素分布、亮度和颜色等信息,来进行尺寸、形状、颜色等的判别。
这样,就把计算机的快速性、可重复性,与人眼视觉的高度智能化和抽象能力相结合,由此产生了机器视觉的概念。
1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,常用机器视觉来代替人工视觉;同时在大批量工业生产过程中,用于人工视觉检查产品质量的效率低且精度不高,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。
工业自动化生产线中的机器视觉系统设计与优化工业自动化生产线中的机器视觉系统是非常关键的技术,可以帮助企业提高生产效率和质量。
本文将介绍机器视觉系统的设计原理、应用场景以及优化方法,帮助读者更好地理解和应用该技术。
一、机器视觉系统设计原理机器视觉系统是利用计算机视觉技术实现的自动化检测和控制系统。
其基本原理是通过摄像头获取物体影像,然后通过图像处理算法提取出物体的特征,最后根据这些特征进行判断和控制。
机器视觉系统的设计包括以下几个关键步骤:1. 选择合适的摄像头:根据生产线的要求和环境条件,选择合适的摄像头类型和参数,如分辨率、曝光时间等。
2. 图像采集和传输:设计合适的图像采集和传输系统,确保图像的清晰度和实时性。
可以使用高速传输接口,如千兆以太网、USB3.0等。
3. 图像处理算法:根据需要设计合适的图像处理算法,如边缘检测、色彩识别、形状匹配等。
可以使用开源软件库,如OpenCV等。
4. 特征提取和分类:根据物体的特征进行提取和分类,如尺寸、颜色、形状等。
可以使用机器学习算法进行学习和分类。
5. 控制和反馈:根据检测结果进行控制和反馈,如物体的定位、分拣、计数等。
可以使用PLC、机器人等设备进行控制。
二、机器视觉系统的应用场景机器视觉系统在工业自动化生产线中具有广泛的应用场景,如下所示:1. 产品质量检测:通过机器视觉系统可以对产品进行检测,如表面缺陷、尺寸偏差等。
可以用于电子、汽车、食品等行业。
2. 外观检测:通过机器视觉系统可以对产品的外观进行检测,如颜色、花纹、图案等。
可以用于纺织、印刷、包装等行业。
3. 缺陷检测:通过机器视觉系统可以对产品的缺陷进行检测,如裂纹、瑕疵等。
可以用于钢铁、玻璃、陶瓷等行业。
4. 定位和分拣:通过机器视觉系统可以对物体进行定位和分拣,如物流、仓储等行业。
可以用于机器人、AGV等设备。
5. 计量和计数:通过机器视觉系统可以对物体进行计量和计数,如重量、数量等。