什么是機器視覺

機器視覺是人工智能正在快速發展的一個分支。簡單說來，機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷。機器視覺系統是通過機器視覺產品（即圖像攝取裝置，分CMOS和CCD兩種）將被攝取目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統，得到被攝目標的形態信息，根據像素分布和亮度、顏色等信息，轉變成數字化信號;圖像系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，進而根據判別的結果來控制現場的設備動作。

機器視覺系統的分類

?智能相機

?基于嵌入式

?基于PC

機器視覺系統的組成

?圖像獲取：光源、鏡頭、相機、采集卡、機械平臺

?圖像處理與分析：工控主機、圖像處理分析軟件、圖形交互界面。

?判決執行：電傳單元、機械單元

機器視覺的工作原理

機器視覺檢測系統采用CCD照相機將被檢測的目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統，根據像素分布和亮度、顏色等信息，轉變成數字化信號，圖像處理系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，如面積、數量、位置、長度，再根據預設的允許度和其他條件輸出結果，包括尺寸、角度、個數、合格/不合格、有/無等，實現自動識別功能。

機器視覺的應用

案例一：機器人+視覺自動上下料定位的應用

現場有兩個振動盤，振動盤1作用是把玩偶振動到振動盤2中，振動盤2作用是把玩偶從反面振動為正面。該應用采用了深圳視覺龍公司VD200視覺定位系統，該系統通過判斷玩偶正反面，把玩偶處于正面的坐標值通過串口發送給機器人，機器人收到坐標后運動抓取產品，當振動盤中有很多玩偶處于反面時，VD200視覺定位系統需判斷反面玩偶數量，當反面玩偶數量過多時，VD200視覺系統發送指令給振動盤2把反面玩偶振成正面。

該定位系統通過玩偶表面的小孔來判斷玩偶是否處于正面，計算出玩偶中心點坐標，發送給機器人。通過VD200視覺定位系統實現自動上料，大大減少人工成本，大幅提高生產效率。

案例二：視覺檢測在電子元件的應用

此產品為電子產品的按鈕部件，產品來料為料帶模式，料帶上面為雙排產品。通過對每個元器件定位后，使用斑點工具檢測產品固定區域的灰度值，來判斷此區域有無缺膠情況。

該應用采用了深圳視覺龍公司的DragonVision視覺系統方案，使用兩個相機及光源配合機械設備，達到每次檢測雙面8個產品，每分鐘檢測大約1500個。當出現產品不良時，立刻報警停機，保證了產品的合格率和設備的正常運行，提高生產效率。

案例三：啤酒廠采用的填充液位檢測系統案例

當每個啤酒瓶移動經過檢測傳感器時，檢測傳感器將會觸發視覺系統發出頻閃光，拍下啤酒瓶的照片。采集到啤酒瓶的圖像并將圖像保存到內存后，視覺軟件將會處理或分析該圖像，并根據啤酒瓶的實際填充液位發出通過-未通過響應。如果視覺系統檢測到一個啤酒瓶未填充到位，即未通過檢測，視覺系統將會向轉向器發出信號，將該啤酒瓶從生產線上剔除。操作員可以在顯示屏上查看被剔除的啤酒瓶和持續的流程統計數據。

機器視覺的應用現狀

在國外，機器視覺的應用普及主要體現在半導體及電子行業，其中大概40%-50%都集中在半導體行業。具體如PCB印刷電路：各類生產印刷電路板組裝技術、設備；單、雙面、多層線路板，覆銅板及所需的材料及輔料；輔助設施以及耗材、油墨、藥水藥劑、配件；電子封裝技術與設備；絲網印刷設備及絲網周邊材料等。SMT表面貼裝：SMT工藝與設備、焊接設備、測試儀器、返修設備及各種輔助工具及配件、SMT材料、貼片劑、膠粘劑、焊劑、焊料及防氧化油、焊膏、清洗劑等；再流焊機、波峰焊機及自動化生產線設備。電子生產加工設備：電子元件制造設備、半導體及集成電路制造設備、元器件成型設備、電子工模具。機器視覺系統還在質量檢測的各個方面已經得到了廣泛的應用，并且其產品在應用中占據著舉足輕重的地位。除此之外，機器視覺還用于其他各個領域。

而在中國，視覺技術的應用開始于90年代，因為行業本身就屬于新興的領域，再加之機器視覺產品技術的普及不夠，導致以上各行業的應用幾乎空白。目前國內機器視覺大多為國外品牌。國內大多機器視覺公司基本上是靠代理國外各種機器視覺品牌起家，隨著機器視覺的不斷應用，公司規模慢慢做大，技術上已經逐漸成熟。

隨著經濟水平的提高，3D機器視覺也開始進入人們的視野。3D機器視覺大多用于水果和蔬菜、木材、化妝品、烘焙食品、電子組件和醫藥產品的評級。它可以提高合格產品的生產能力，在生產過程的早期就報廢劣質產品，從而減少了浪費節約成本。這種功能非常適合用于高度、形狀、數量甚至色彩等產品屬性的成像。

在行業應用方面，主要有制藥、包裝、電子、汽車制造、半導體、紡織、煙草、交通、物流等行業，用機器視覺技術取代人工，可以提供生產效率和產品質量。例如在物流行業，可以使用機器視覺技術進行快遞的分揀分類，不會出現大多快遞公司人工進行分揀，減少物品的損壞率，可以提高分揀效率，減少人工勞動。