當(dāng)前，工業(yè)自動(dòng)化程度越來越高，對(duì)產(chǎn)品的檢測(cè)也提出了更高要求，因此機(jī)器視覺設(shè)備開始進(jìn)入飛速發(fā)展階段。機(jī)器視覺的應(yīng)用及構(gòu)成是了解機(jī)器視覺的要點(diǎn)，首先我們先來談?wù)剻C(jī)器視覺的應(yīng)用，機(jī)器視覺應(yīng)用主要包括兩個(gè)方面：識(shí)別和檢測(cè)。機(jī)器視覺是人工智能正在快速發(fā)展的一個(gè)分支，簡(jiǎn)單而言，機(jī)器視覺就是用機(jī)器代替人眼來做測(cè)量和判斷。機(jī)器視覺對(duì)比人工檢測(cè)有著強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，同創(chuàng)儀器擁有13年機(jī)器視覺研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，將主要針對(duì)機(jī)器視覺的功能及優(yōu)勢(shì)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

機(jī)器視覺的應(yīng)用及功能：

1、識(shí)別功能：機(jī)器視覺可用于對(duì)一維碼及二維碼光學(xué)字符的識(shí)別與確認(rèn)、顏色及形狀的識(shí)別等；

2、缺陷檢測(cè)：機(jī)器視覺可以用于對(duì)產(chǎn)品表面進(jìn)行精密檢測(cè)，包括目標(biāo)方向及位置檢測(cè)，產(chǎn)品表面的壓傷、破損、刮傷、臟污檢測(cè)，印刷表面的瑕疵檢測(cè)等；

3、產(chǎn)品測(cè)量：機(jī)器視覺可以在非接觸情況下，對(duì)產(chǎn)品尺寸進(jìn)行精密測(cè)量，以確定產(chǎn)品外觀尺寸方面的誤差；

4、視覺定位：機(jī)器視覺采用先進(jìn)的圖像視覺檢測(cè)技術(shù)，對(duì)高速運(yùn)動(dòng)的工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)時(shí)的視覺定位分析，此功能主要用于自動(dòng)裝配及生產(chǎn)；

5、機(jī)器人引導(dǎo)：當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)大范圍應(yīng)用于自動(dòng)化流水線中，機(jī)器人在操作過程中，需要通過機(jī)器視覺系統(tǒng)實(shí)時(shí)了解工作環(huán)境的變化，相應(yīng)調(diào)整動(dòng)作以保證任務(wù)的正確完成；

視覺系統(tǒng)檢測(cè)生產(chǎn)線上的產(chǎn)品，決定產(chǎn)品是否符合質(zhì)量要求，并根據(jù)結(jié)果，產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)輸入上位機(jī)。圖像獲取設(shè)備包括光源、攝像機(jī)等；圖像處理設(shè)備包括相應(yīng)的軟件和硬件系統(tǒng)；輸出設(shè)備是與制造過程相連的有關(guān)系統(tǒng)，包括過程控制器和報(bào)警裝置等。機(jī)器視覺系統(tǒng)的組成機(jī)器視覺系統(tǒng)是指用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)人的視覺功能，也就是用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)對(duì)客觀的三維世界的識(shí)別。數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，進(jìn)行分析和產(chǎn)品控制，若發(fā)現(xiàn)不合格品，則報(bào)警器告警，并將其排除出生產(chǎn)線。機(jī)器視覺的結(jié)果是CAQ系統(tǒng)的質(zhì)量信息來源，也可以和CIMS其它系統(tǒng)集成。

圖像的獲取

圖像的獲取實(shí)際上是將被測(cè)物體的可視化圖像和內(nèi)在特征轉(zhuǎn)換成能被計(jì)算機(jī)處理的一系列數(shù)據(jù)，它主要由三部分組成：

＊ 照明

＊ 圖像聚焦形成

＊ 圖像確定和形成攝像機(jī)輸出信號(hào)

1、照明

照明和影響機(jī)器視覺系統(tǒng)輸入的重要因素，因?yàn)樗苯佑绊戄斎霐?shù)據(jù)的質(zhì)量和至少30%的應(yīng)用效果。由于沒有通用的機(jī)器視覺照明設(shè)備，所以針對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用實(shí)例，要選擇相應(yīng)的照明裝置，以達(dá)到較佳效果。

過去，許多工業(yè)用的機(jī)器視覺系統(tǒng)用可見光作為光源，這主要是因?yàn)榭梢姽馊菀撰@得，價(jià)格低，并且便于操作。常用的幾種可見光源是白幟燈、日光燈、鈉光燈。而機(jī)器視覺就完全克服了這一問題，即使一天20小時(shí)以上的不間斷檢測(cè)都完全沒有問題。但是，這些光源的一個(gè)較大缺點(diǎn)是光能不能保持穩(wěn)定。以日光燈為例，在使用的一個(gè)100小時(shí)內(nèi)，光能將下降15%，隨著使用時(shí)間的增加，光能將不斷下降。因此，如何使光能在一定的程度上保持穩(wěn)定，是實(shí)用化過程中急需要解決的問題。

另一個(gè)方面，環(huán)境光將改變這些光源照射到物體上的總光能，使輸出的圖像數(shù)據(jù)存在噪聲，一般采用加防護(hù)屏的方法，減少環(huán)境光的影響。

由于存在上述問題，在現(xiàn)今的工業(yè)應(yīng)用中，對(duì)于某些要求高的檢測(cè)任務(wù)，常采用X射線、超聲波等不可見光作為光源。但是不可見光不利于檢測(cè)系統(tǒng)的操作，且價(jià)格較高，所以，目前在實(shí)際應(yīng)用中，仍多用可見光作為光源。

接觸式測(cè)量采用的是加裝測(cè)頭，其工作原理與三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)類似。測(cè)頭與工件表面接觸，當(dāng)測(cè)球沿著工件的幾何型面移動(dòng)時(shí)，就可以得出被測(cè)幾何面上各點(diǎn)的坐標(biāo)值。B面在長(zhǎng)300mm*寬300mm之正方單位面積內(nèi)不超過一點(diǎn)，點(diǎn)之面積不得大于1mm2。將這些數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)，通過相應(yīng)的軟件進(jìn)行處理，就可以準(zhǔn)確計(jì)算出被測(cè)工件的幾何尺寸，現(xiàn)狀和位置公差等。加裝測(cè)頭的影像測(cè)量?jī)x也被稱為復(fù)合式影像測(cè)量?jī)x，因?yàn)槠渚C合了光學(xué)傳感器及接觸式測(cè)量系統(tǒng)。由于接觸式測(cè)量需要測(cè)針與工件表面進(jìn)行接觸，因此適用于表面反光性較差，同時(shí)材質(zhì)比較硬的工件，比如注塑件等。

影像測(cè)量?jī)x加裝測(cè)頭測(cè)針使其在高度方面的測(cè)量得到了進(jìn)一步加強(qiáng)，不再局限于平面的幾何光學(xué)，對(duì)比非接觸測(cè)量，其在高度的測(cè)量更加準(zhǔn)準(zhǔn)，同時(shí)適用于工件弧形高度的測(cè)量。機(jī)器視覺在我國(guó)從起步發(fā)展至今，已超過15年的發(fā)展歷程，隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高，機(jī)器視覺已進(jìn)入高速發(fā)展階段，在效率、速度、精度、穩(wěn)定性等方面均有大幅提升。但由于探針的探頭無法旋轉(zhuǎn)測(cè)量，所以在功能上還是有比較大的局限性，無像三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)那樣完成多維空間幾何關(guān)系的準(zhǔn)確測(cè)量。