机器视觉入门
简介
随着工业 4.0时代的到来，机器视觉在智能制造业中变得至关重要。机器视觉是一种技术，使计算机能够“看到”并理解图像，从而执行各种任务，例如检查产品缺陷、读取条形码和引导机器人。
机器视觉工作原理
机器视觉系统由以下几个主要部分组成：
图像获取：使用光源、镜头和相机捕捉图像。
图像处理和分析：使用图像处理和分析算法处理图像以提取特征。
决策执行：根据分析结果做出决策并采取行动。
机器视觉的优势
机器视觉系统提供以下优势：
高效率和自动化：可以实现快速、高度自动化的检测和测量。
高精度和分辨率：可以实现比人工检测更高的精度和分辨率。
非接触式：与被检测对象无接触，确保安全性和可靠性。
机器视觉与人工检测的区别
| 特征 | 机器视觉 | 人工检测 |
|---|---|---|
| 精度 | 高 | 低 |
| 速度 | 快 | 慢 |
| 一致性 | 一致 | 易出错 |
| 可重复性 | 高 | 低 |
| 成本 | 高（初期） | 低（运营） |
机器视觉应用案例
啤酒厂填充液位检测：使用视觉系统检测啤酒瓶的填充液位，剔除未填充到位的瓶子。
机器人引导玩偶定位：使用视觉系统确定玩偶的正面位置，引导机器人抓取产品。
电子元件缺陷检测：使用视觉系统检测电子元件的缺陷，例如缺胶或损坏。
机器视觉的应用领域
机器视觉广泛应用于以下领域：
条形码和二维码识别
光学字符识别 (OCR) 和验证 (OCV)
颜色和缺陷检测
零件或部件的存在性检测
位置和方向检测
尺寸和容量测量
机械手引导
机器视觉系统的分类
机器视觉系统可以分为以下两类：
智能相机：嵌入式系统，包含所有图像处理和分析功能。
基于 PC：使用 PC 计算机处理和分析图像。
机器视觉系统的组成
完整的机器视觉系统包括以下组件：
图像获取：光源、镜头、相机、采集卡、机械平台
图像处理和分析：工控主机、图像处理分析软件、图形交互界面
决策执行：电传单元、机械单元
光源
光源对于机器视觉系统至关重要，因为它是照亮目标并形成图像的基础。
镜面反射：平滑表面以对顶角反射光线。
漫射反射：粗糙表面会从各个方向漫射光线。
发散反射：多数表面既有纹理，又有平滑表面，会对光线进行发散反射。
光源的作用和要求
光源在机器视觉中的作用包括：
照亮目标，提高亮度
形成有利于图像处理的效果
克服环境光照影响，保证图像稳定性
用作测量的工具或参照
良好的光场设计要求包括对比度明显、背景淡化、颜色真实和亮度适中。
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