干貨｜你必須要知道的機(jī)器視覺常識(shí)！
發(fā)布時(shí)間：2023-12-15 14:32:11 作者：顯揚(yáng)科技
Part.1 機(jī)器視覺是什么
機(jī)器視覺是一種能夠模擬人類視覺系統(tǒng)的技術(shù)，是計(jì)算機(jī)的“慧眼”，能夠使計(jì)算機(jī)理解和解釋圖像或視頻中的信息。
機(jī)器視覺包括圖像處理、機(jī)械工程技術(shù)、控制、電光源照明、光學(xué)成像、傳感器、模擬與數(shù)字視頻技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)（圖像增強(qiáng)和分析算法、圖像卡、 I/O卡等）。它通過模擬人眼的工作原理，幫助計(jì)算機(jī)識(shí)別、分析和處理視覺數(shù)據(jù)，被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)制造檢測(cè)等工業(yè)領(lǐng)域。
一個(gè)典型的機(jī)器視覺應(yīng)用系統(tǒng)包括：圖像捕捉、光源系統(tǒng)、圖像數(shù)字化模塊、數(shù)字圖像處理模塊、智能判斷決策模塊和機(jī)械控制執(zhí)行模塊。
Part.2 機(jī)器視覺的優(yōu)勢(shì)
機(jī)器視覺系統(tǒng)最基本的特點(diǎn)就是能夠提高生產(chǎn)的靈活性和自動(dòng)化程度。在一些不適于人工作業(yè)的危險(xiǎn)工作環(huán)境或者人工視覺難以滿足要求的場(chǎng)合，機(jī)器視覺常用來(lái)替代人工視覺。同時(shí)，在大批量重復(fù)性工業(yè)生產(chǎn)過程中，用機(jī)器視覺檢測(cè)方法可以大大提高生產(chǎn)的效率和自動(dòng)化程度。
精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分析：機(jī)器視覺可以快速準(zhǔn)確地識(shí)別、分類和深入分析圖像和視頻數(shù)據(jù)。
提高生產(chǎn)效率：機(jī)器視覺可以自動(dòng)檢測(cè)和糾正產(chǎn)品缺陷，降低人為錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。能夠節(jié)省企業(yè)生產(chǎn)的時(shí)間和成本，還能提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。
提高安全性：機(jī)器視覺可以自動(dòng)識(shí)別異常情況，加強(qiáng)公共安全和保護(hù)財(cái)產(chǎn)。為警察、軍隊(duì)和企業(yè)提供了強(qiáng)大的工具，維護(hù)和改善社會(huì)安全。
Part.3 機(jī)器視覺的工作原理
機(jī)器視覺的工作是從圖像采集開始，通過工業(yè)相機(jī)或攝像頭將被檢測(cè)的目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，并傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)。
接著根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號(hào)，然后圖像處理系統(tǒng)通過各種算法和技術(shù)抽取目標(biāo)的特征，如面積、數(shù)量、位置、長(zhǎng)度。
再根據(jù)預(yù)設(shè)的條件和規(guī)則輸出結(jié)果，包括尺寸、角度、個(gè)數(shù)、合格/不合格、有/無(wú)等，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別功能。
Part.4 機(jī)器視覺應(yīng)用領(lǐng)域
工業(yè)檢測(cè)：金屬表面視覺檢測(cè)、印刷電路板缺陷檢查、焊縫缺陷自動(dòng)識(shí)別、木材加工檢測(cè)、二極管基片檢查等。
醫(yī)療影像診斷：核磁共振、超聲波、激光、X射線、γ射線等。
電子行業(yè)：PCB/FPC AOI檢測(cè)、零部件及整機(jī)外觀檢測(cè)、裝配引導(dǎo)等。
物流行業(yè)：包裹分揀、抓取碼垛、尺寸測(cè)量、條形碼識(shí)別、料框揀選等。
汽車制造業(yè)：車身裝配檢測(cè)、面板印刷質(zhì)量檢測(cè)、字符檢測(cè)、零件尺寸的精密測(cè)量、工件表面缺陷檢測(cè)、自由曲面檢測(cè)、間隙檢測(cè)等。
圖像識(shí)別：標(biāo)準(zhǔn)一維碼、二維碼的解碼、光學(xué)字符識(shí)別（OCR）和確認(rèn)（OCV）。
食品與包裝：高速檢測(cè)、外觀封裝檢測(cè)、食品封裝缺漏檢測(cè)、外觀和內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)、分揀與篩選等。
Part.5 生產(chǎn)行業(yè)為什么需要機(jī)器視覺？
1.降低生產(chǎn)成本：工廠培養(yǎng)一個(gè)熟練工，需要耗費(fèi)大量的成本。機(jī)器視覺雖然前期投入成本較大，但它支持7*24小時(shí)不間斷作業(yè)且使用壽命在10年以上。
2.提高檢測(cè)速度：機(jī)器視覺系統(tǒng)可以快速檢查產(chǎn)品，每分鐘能夠?qū)?shù)百個(gè)甚至數(shù)千個(gè)元件進(jìn)行檢測(cè)，速度是人工檢測(cè)的10-20倍。
3.提升檢測(cè)精度：機(jī)器視覺檢測(cè)精度高，其檢測(cè)誤差能夠達(dá)到絲米級(jí)別。
4.檢測(cè)穩(wěn)定客觀：機(jī)器視覺檢測(cè)嚴(yán)格按照輸入?yún)?shù)進(jìn)行作業(yè)，多臺(tái)設(shè)備之間只要保證輸入?yún)?shù)一致，就能基本保證產(chǎn)品檢測(cè)結(jié)果的一致性。
Part.6 怎么樣選擇相機(jī)？
1.系統(tǒng)精度要求和相機(jī)分辨率，可以通過公式：X方向系統(tǒng)精度（X方向像素值）=視野范圍（X方向）/CCD芯片像素?cái)?shù)量（X方向）；Y方向系統(tǒng)精度（Y方向像素值）=視野范圍（Y方向）/CCD 芯片像素?cái)?shù)量（Y方向）來(lái)獲得。
2.系統(tǒng)速度要求與相機(jī)成像速度，系統(tǒng)單次運(yùn)行速度=系統(tǒng)成像(包括傳輸)速度+系統(tǒng)檢測(cè)速度。雖然系統(tǒng)成像（包括傳輸）速度可以根據(jù)相機(jī)異步觸發(fā)功能、快門速度等進(jìn)行理論計(jì)算，最好的方法還是通過軟件進(jìn)行實(shí)際測(cè)試。
3.考慮相機(jī)與圖像采集卡。
視頻信號(hào)的匹配。對(duì)于黑白模擬信號(hào)相機(jī)來(lái)說有兩種格式，CCIR和RS170(EIA)，通常采集卡都同時(shí)支持這兩種相機(jī)；
分辨率的匹配。每款板卡都只支持某一分辨率范圍內(nèi)的相機(jī)；
特殊功能的匹配。如要是用相機(jī)的特殊功能，先確定所用板卡是否支持此功能。比如，要多部相機(jī)同時(shí)拍照，這個(gè)采集卡就必須支持多通道，如果相機(jī)是逐行掃描的，那么采集卡就必須支持逐行掃描；
接口的匹配。確定相機(jī)與板卡的接口是否相匹配。如CameraLink、Firewire1394等，最后才應(yīng)該是價(jià)格的比較。
顯揚(yáng)科技由香港中文大學(xué)博士團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建，主要研究并產(chǎn)業(yè)化高速高清三維機(jī)器視覺系統(tǒng)，以及智能工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)。其研發(fā)的三維機(jī)器視覺設(shè)備精度能達(dá)亞微米級(jí)，三維數(shù)據(jù)采集幀率高達(dá)310幀，此外還具有高精度、大景深、高穩(wěn)定性的優(yōu)勢(shì)，可實(shí)現(xiàn)高效率機(jī)器人引導(dǎo)，以及工業(yè)檢測(cè)與測(cè)量。顯揚(yáng)科技的產(chǎn)品主要應(yīng)用在對(duì)采集速度要求較高的快速工業(yè)產(chǎn)線、物流樞紐以及對(duì)測(cè)量精度要求高的精密制造、軍工航天、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)等。
