· 機器視覺原理、概念 在現代工業自動化生產中，涉及到各種各樣的檢驗、生產監視、和零件識別應用，例如汽車零配件批量加工的尺寸檢查和自動裝配的完整性檢查，電子裝配線的元件自動定位，IC上的字符識別等。通常這種帶有高度重復性和智能性的工作只能由人眼來完成，有些時候，如微小尺寸的精確快速測量，形狀匹配，顏色辨識等，用人眼根本無法連續穩定地進行，其它物理量傳感器也難有用武之地。這時，人們開始考慮用CCD照相機把圖像抓取到，送入計算機或專用的圖像處理模塊，通過數字化處理，根據像素分布和亮度、顏色等信息，來進行尺寸、形狀、顏色等的判別。這樣，就把計算機的快速性、可重復性，與人眼視覺的高度智能化和抽象能力相結合，由此產生了機器視覺的概念。與一般意義上的圖像處理系統如多媒體系統相比，機器視覺強調的是精度和速度，以及工業現場環境下的可靠性。 · 機器視覺的系統構成，分類，開發手段及主要供應商 典型的視覺系統一般包括如下部分：光源，鏡頭，CCD照相機，圖像處理單元（或圖像捕獲卡），圖像處理軟件，監視器，通訊/輸入輸出單元等。視覺系統的輸出并非圖像視頻信號，而是經過運算處理之后的檢測結果，如尺寸數據。上位機如PC和PLC實時獲得檢測結果后，指揮運動系統或I/O系統執行相應的控制動作，如定位和分類。 從視覺系統的運行環境分類，可分為PC-BASED系統和PLC-BASED系統?；赑C的系統利用了其開放性，高度的編程靈活性和良好的Windows界面，同時系統總體成本較低。PC-Based 系統內含高性能圖像捕獲卡,一般可接多個鏡頭，并提供庫函數支持。目前世界首屈一指的PC-Based視覺系統廠商是美國Data Translation公司，其MACH系列（如DT3155）和MV系列PCI工業視覺卡已經成為業界標準，配套軟件方面，32位SDK for Windows95/98/NT提供C/C++編程用DLL，DT Active Open Layer可視化控件提供VB和VC++下的圖形化編程環境，DT Vision Foundry則是Windows下的面向對象的機器視覺組態軟件，用戶可用它快速開發復雜高級的應用。類似的公司還有美國NI公司，該公司在使機器視覺和運動控制功能與其被廣泛應用的Labview虛擬儀器軟件相結合方面做的比較突出。 與美國公司大力發展PC結構相比，日本和德國公司在PLC-Based系統方面走在前列，在PLC系統中，視覺的作用更像一個智能化的傳感器，圖像處理單元獨立于系統，通過串行總線和I/O與PLC交換數據。日本松下公司的Image Checker M100/M200系統可說是這方面的代表。該系統利用高速專用ASIC進行256級灰度檢測，帶邏輯條件和數學運算功能。系統軟件固化在圖像處理器中，通過類似于游戲鍵盤的簡單裝置對顯示在監視器中的菜單進行配茫⒅芷詼蹋低晨煽啃愿擼湫亂淮稟110/A210體現了集成化，小型化、高速化、低成本的特點。歐姆龍、Keyence等公司也有類似的系統，但在技術性能上相對簡單，更適用于做有無判別，形狀匹配等。而德國Siemens公司的智能化PROFIBUS工業視覺系統SIMATIC VS710提供了一體化的、分布式的高檔圖像處理方案，它將處理器、CCD、I/O集成在一個機箱內，提供PROFIBUS的聯網方式或集成的I/O和RS232接口。更重要的，通過PC WINDOWS下的Pro Vision軟件進行組態，VS 710第一次將PC的靈活性，PLC的可靠性、分布式網絡技術，和一體化設計結合在一起，使得西門子在PC和PLC體系之間找到了完美的平衡。 · 機器視覺的典型應用領域和市場現狀 機器視覺極適用于大批量生產過程中的質量檢查，如：零件裝配完整性，裝配尺寸精度，零件加工精度，位置/角度測量，零件識別，特性/字符識別等。其最大的應用行業為：汽車，制藥，電子與電氣，制造，包裝/食品/飲料，醫學。如對汽車儀表盤加工精度的檢查，高速貼片機上對電子元件的快速定位，對管腳數目的檢查，對IC表面印字符的辨識，膠囊生產中對膠囊壁厚和外觀缺陷的檢查，軸承生產中對滾珠數量和破損情況的檢查，食品包裝上面對生產日期的辨識，對標簽貼放位置的檢查。以及醫療方面對細胞數量和性質的判斷。目前，國際上視覺系統的應用方興未艾，1998年的市場規模為46億美元，而在國內，工業視覺系統尚處于概念導入期，各行業的領先企業在解決了生產自動化的問題以后，已開始將目光轉向視覺測量自動化方面。 · 機器視覺與運動控制，網絡化等技術的結合 視覺系統涉及到光學和圖像處理算法，本身就是高度專業化的產品，但在整個測量控制系統中，必須與運動控制系統配合完成位置矯正和進給控制，如在高速貼片機中就必須與4軸伺服控制系統高度配合；另外，生產線上對多工序進行同步連續檢測時，必須使視覺系統具備分布式聯網能力。當前，機器視覺與運動控制，網絡通訊等先進技術的結合正在改變工業自動化生產的面貌，而同時具備運動控制，機器視覺，網絡通訊幾方面技術背景的企業無疑將走在前列。