机器视觉行业研究报告

机器视觉技术发展现状研究

宝永安

辽宁铁道职业技术学院

摘要：机器视觉其实是以计算机与工业相机等机器来替

代人眼对待检目标进行跟踪和检测、识别和理解，是研究计算

机模拟生物宏观视觉功能的科学与技术。关键词：机器视觉；图像采集

人们从外界环境获取的信息，主要来自于我们视觉，其他

的来自于听觉和触觉等感觉器官。当我们的视觉从我们四周

获取了一定的信息之后，会将其送入大脑中再由大脑根据知

识与经验对信息进行推理与加工行为，最终对周围事物环境

做出识别和理解。机器视觉其实是以计算机与工业相机等机

器来替代人眼对待检目标进行跟踪和检测、识别和理解，是研

究计算机模拟生物宏观视觉功能的科学与技术。主要应用于

产品检测如瑕疵检测、识别定位、精密控制、医学检测，和人们

无法工作的危险区域的机器人等。

机器视觉也可以称为工业视觉，也可以将其归属于计算

机视觉的工业应用的一条分支，与人类、动物的视觉根本上不

同，它的组成可以分为：图像的获取、图像分析与处理还有输

出显示控制三个部分组成；从硬件上分主要由镜头、CCD、采

集卡组成，不过这只是狭义地分析它的统硬件组成，其实硬件

部分还包括光源、电脑和外围运动控制部分。自动化和计算

机技术是机器视觉进入工业生产线的关键因素，在很多情况

下人类视觉越来越不能满足工业需求，比如高速、高精、超视、

微距和客观、无疲劳、环境限制等，因此机器视觉逐步取代了

人工视觉。它的核心部分是图像处理、图像理解以及模式

识别。

机器视觉系统的具体工作程序为：

（1）工件定位检测器如果探测到物体已运动至视野中心

附近会发出触发脉冲至采集系统；

（2）采集系统会根据设定的程序与延时，发送启动脉冲至CCD相机和光源部分；

（3）相机暂停正在进行的扫描开始新一帧的扫描，或者等

到启动脉动到来之后开始新一帧扫描；

（4）相机在重新扫描一帧之前根据设定的曝光时间开启

曝光；

（5）在第二次发出启动脉冲的时候将会开启照明系统，时

间和相机曝光时间要同步，然后正式开始一帧图像的扫描和

实验五图像的分割与边缘提取

一、实验内容

1.图像阂值分割

实验代码：

clear all, close all;

I=imread('flower.tif');

figure(1),imshow(I)

figure(2); imhist(I)

T=120/255;

Ibw1=im2bw(I,T);

figure(3);

subplot(1,2,1), imshow(Ibw1);

T=graythresh(I);

L=uint8(T*255)

Ibw2=im2bw(I,T);

subplot(1,2,2), imshow(Ibw2);

help im2bw;

help graythresh;

运行结果：

实验代码：

clear all, close all;

I=imread('flower.tif');

figure(1),imshow(I)

figure(2); imhist(I)

T=240/255;

Ibw1=im2bw(I,T);

figure(3);

subplot(1,2,1), imshow(Ibw1);

T=graythresh(I);

L=uint8(T*255)

Ibw2=im2bw(I,T);

subplot(1,2,2), imshow(Ibw2);

help im2bw;

help graythresh;

运行结果：

2.边缘检测

实验代码：

clear all, close all;

I=imread('flower.tif');

BW1=edge(I,'sobel');

BW2=edge(I,'canny');

BW3=edge(I,'prewitt');

BW4=edge(I,'roberts');

BWS=edge(I,'log');

figure(1), imshow(I), title('Original Image');

figure(2), imshow(BW1), title('sobel');

机器视觉在汽车行业中的应用

机器视觉在汽车行业有着广泛的应用，可大大提高工作效率，保证工作质

量。下面介绍机器视觉在汽车行业应用的一些实例：（1）汽车总装和零部件

检测 1. 零部件尺寸、外观、形状 2. 总成部件错漏装、方向、位置检测 3. 读

码、型号、生产日期检测 4. 总装配合机器人焊接导向和质量检测 5. 电器性能

检测、功能检测 6. 智能交通、车牌识别（2）安全带滚轮检测：1. 检测轴长超

差，轮片弯折，过槽有毛刺 2. 机构精确旋转定位 3. 大景深镜头确保毛刺观测

清晰 4. 系统检测精度 0.2mm，检测速度 30 个/Min（3）车锁组装检测系统 1.

零部件缺失检测，类型检测 2. 任意多的零部件检测 3. 蜗轮蜗杆齿轮角度 4.

系统根据国外信号自动切换 38 种产品程序（4）汽车控制版面检测系统 1. 检

测面板按钮装配，按钮镭雕尺寸 2. 大面阵摄像头提高检测精度 3. 自动系统确

保没有错件流出 4. 字符对错、位置检测（5）线束保险丝盒（锡明标准设备）

1. 4 万次连续检测没误判、错判 2. 字符对错，颜色对错，位置对错 3. 条形码

读码器调用不同产品程序 4. 检测完成打印输出正确结果 5. 对正确产品进行贴

标（6）汽车仪表盘检测 1. 仪表盘指针角度检测，指示灯颜色检测 2. 单个摄

像头观测液晶屏数字变化的仪表盘 3. 彩色摄像头测量各指示灯的颜色 4. 打光

方式兼容所有的仪表盘外形 5. 图像检测的同时进行功能性测试（7）保险丝检

测系统（锡明标准系统）1. 保险丝电阻阻植检测 2. 有无垫片、有无螺帽固定

3. 自由切换产品 4. 系统稳定，检测确保零误判率（8）发动机检测 1. 机加工

位置、形状和尺寸大小，包括圆弧 2. 正时链位置检测 3. 活塞标记方向和型号

检测 4. 曲轴连杆连码、字符、型号检测 5. 点胶检测 6. 缸体缸盖读码、字符、

Ｓｐｅｃｉａｌ　Ｓｕｂｊｅｃｔ专题　

机器视觉行业　市场现状解析　

近年来，随着人力成本高涨，自动化技　

术开始受到生产企业的重视。传统制造业面　

临新的颠覆。以机器人、虚拟制造、３Ｄ打印　等技术为主的新一轮产业革命再在兴起。转　

型升级将给中国自动化行业带来巨大的市场　

机遇，而机器视觉作为自动化界高智能化的　

产品，具有非常大的发展潜力　，　

机器视觉助力机器人智能化　近年来，工业机器人发展迅速，特别是在中国市场　

上，制造业为改变落后的生产方式，解决用工荒难题，　

需要大力投入机器人等自动化设备。加上政策对于智能　化产业大力扶持，中国各地兴起了机器人发展大潮。　

在机器人技术和机器人应用发展的过程中，对机器　

视觉的研究和机器视觉系统的构造占有十分重要的位　置。安装上视觉的机器人可以在很多场合实现在线高精　

度高速测量。还能实现机器人或自动化设备生产的全智　

能化。　

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，　应用机器视觉系统能够大幅降低检验成本，提高产品质　

量，加快生产速度和效率，极大地提升企业竞争力。　应用机器视觉技术能够大幅降低检验成本，提高产　

品质量，加快生产速度和效率。对于现代化企业来说，　

意识到技术发展的趋势并首先付诸实施者无疑将走在竞　

争的前列。机器视觉产品凭借其强大的性能优势，已经　

在众多的企业、高校、科研机构的大型项目和系统上得　

到很好的应用，其应用领域也越来越广泛。伴随着市场　

经济的不断发展，机器视觉行业的市场份额也将逐步　扩大。　

０６　Ｉ智能机器人　智能制造时代机器视觉机遇六　当前，全球互联网正掀起新一轮创新和变革的浪潮，大　

数据、云计算等技术研发和商用取得重大突破，互联网跨界　

融合趋势明显，对传统产业带来革命性、颠覆性影响。　

智能制造是未来的发展方向，智能制造应当包含智能制　造技术和智能制造系统，智能制造系统不仅能够在实践中不　

断地充实知识库，具有自学习功能，还有搜集与理解环境信