東莞機器人培訓(xùn)學(xué)校-深入了解機器人視覺系統(tǒng)的工作原理和應(yīng)用
時間：2020-05-28 09:38
來源：機器人培訓(xùn)
人類要實現(xiàn)一系列基本活動，如生活、工作、學(xué)習(xí)必須依靠自己的器官，除了大腦外，最重要的是我們的眼睛，（工業(yè)）機器人也不例外，要完成正常的生產(chǎn)任務(wù)，沒有一套完美的、先進的視覺系統(tǒng)是很難想象的。
機器視覺系統(tǒng)是用機器代替人眼進行各種測量和判斷。
它是計算部分的一個重要分支。
它集光學(xué)、機械、電子、計算機硬件和軟件為一體，涉及計算機、圖像處理、模式識別、人工智能、信號處理、光學(xué)、電一體化等領(lǐng)域。
圖像處理和模式識別技術(shù)的迅速發(fā)展也極大地促進了機器視覺的發(fā)展。
通常，機器人視覺系統(tǒng)包括照明系統(tǒng)、透鏡、相機系統(tǒng)和圖像處理系統(tǒng)。
對于每個應(yīng)用，我們需要考慮系統(tǒng)的運行速度和圖像的處理速度，使用顏色或黑白相機、檢測目標(biāo)的大小或檢測目標(biāo)是否有缺陷、視場需要的大小、分辨率如何、對比度如何等。
在功能上，典型的機器視覺系統(tǒng)可分為圖像采集部分、圖像處理部分和運動控制部分。
1、非接觸測量不對觀察者和觀察者造成任何損壞，以提高系統(tǒng)的可靠性。
2.具有寬的光譜響應(yīng)范圍，例如，人眼不能看到紅外測量，擴大人眼的視覺范圍，
3.當(dāng)人們長時間穩(wěn)定工作時，人類很難長時間觀察同一物體，而機器視覺則能長時間地對任務(wù)進行測量、分析和識別。
4.機器視覺系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、交通、醫(yī)療、金融、甚至體育、娛樂等工業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，可以說在我們的生活、生產(chǎn)和工作的各個方面都具有一定的深度。
一、系統(tǒng)可視化系統(tǒng)的設(shè)計分為軟件設(shè)計和硬件設(shè)計兩部分。
(1)視覺系統(tǒng)的硬件主要由鏡頭、攝像機、圖像采集卡、輸入輸出單元和控制裝置組成。一組視覺系統(tǒng)的質(zhì)量取決于攝像機像素的高低、硬件的質(zhì)量，更重要的是各部件之間的協(xié)作和合理使用。
(2)可視化系統(tǒng)的軟件設(shè)計是一個復(fù)雜的課題，不僅是程序設(shè)計的優(yōu)化，而且是算法的有效性及其實現(xiàn)。完成了可視化系統(tǒng)的軟件設(shè)計，并對其魯棒性進行了測試和改進，以適應(yīng)復(fù)雜的外部環(huán)境其次，機器人視覺硬件包括圖像采集和視覺處理兩部分。機器人通過視覺傳感器獲取環(huán)境的二維圖像，對視覺處理器進行分析和解釋，并將二維圖像轉(zhuǎn)換為符號，使機器人能夠識別物體并確定其位置。具體工藝如下：
三、工業(yè)機械在應(yīng)用領(lǐng)域的視覺難度是精度和速度，要求在毫米級，工業(yè)機器人手抓在工業(yè)領(lǐng)域的變化在三維空間中，根據(jù)不同的功能，機器人視覺可以分為視覺檢查和視覺引導(dǎo)兩種。主要應(yīng)用領(lǐng)域有：
1)隨著技術(shù)的發(fā)展，人們對電子產(chǎn)品交互體驗的要求越來越高。觸摸屏作為新一代的電子產(chǎn)品輸入設(shè)備，正成為平板電腦、手機、電子書、GPS和游戲機的新產(chǎn)品。觸摸屏生產(chǎn)工藝復(fù)雜，從上游ITO玻璃涂層，光刻，IC器件加工，到中間觸摸屏模塊粘結(jié)，絲網(wǎng)印刷，切割，再到下游觸摸屏模塊粘結(jié)，覆蓋玻璃測試，都對工藝提出了更高的要求，使機器視覺技術(shù)成為生產(chǎn)和質(zhì)量檢查相關(guān)環(huán)節(jié)的必要技術(shù)。
2)FPDFPD(平板顯示器)產(chǎn)業(yè)包括LCD、LED、OLED等多種顯示設(shè)備，各種工藝過程非常復(fù)雜，其中LCD是目前最重要的顯示技術(shù)。FPD行業(yè)對生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量有很高的要求.機器視覺技術(shù)，作為一種非接觸，高精度，高速生產(chǎn)，檢測能力已成為不可或缺的技術(shù)手段..從前端ITO玻璃檢測，背光模組檢測，到Cell粘接，LCD模組，COG設(shè)備，對中配件，切割機，飛針檢測設(shè)備等，機器視覺技術(shù)的應(yīng)用提高了設(shè)備廠商的核心競爭力..
3)激光加工技術(shù)是一種應(yīng)用廣泛的工業(yè)加工技術(shù)，它利用激光的運動控制來實現(xiàn)高精度的標(biāo)記、切割、雕刻、焊接等功能，隨著激光加工技術(shù)的不斷升級，傳統(tǒng)的加工技術(shù)已經(jīng)不能滿足工業(yè)加工對高精度、高速度的要求。這使得機器視覺技術(shù)開始與激光技術(shù)融合，同時視覺定位和導(dǎo)航實現(xiàn)了高精度加工，降低了對高成本精密夾具的要求，提高了設(shè)備精度，降低了加工成本。
4)作為未來最有價值的綠色能源之一，太陽能是國家發(fā)展的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。短期相對產(chǎn)能過剩給太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備提出了更高的要求，從硅錠、硅片純度到涂層工藝的質(zhì)量控制，可以降低銀杏最終太陽能電池芯片的光電加載效率，高質(zhì)量的生產(chǎn)線可以降低廢品率，降低了生產(chǎn)能耗與太陽能電池生產(chǎn)的比例，使太陽能成為真正的清潔能源。在太陽能電池生產(chǎn)過程中，機器視覺定位、測量、檢測等技術(shù)可以大大提高成品率，降低生產(chǎn)成本。
5)半導(dǎo)體半導(dǎo)體技術(shù)是現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，是機器視覺技術(shù)的首要位置。上世紀(jì)90年代，歐美半導(dǎo)體企業(yè)將圖像技術(shù)應(yīng)用于半導(dǎo)體行業(yè)，使其成為當(dāng)今的機器視覺技術(shù)，成為半導(dǎo)體行業(yè)不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)。同時，半導(dǎo)體行業(yè)規(guī)模較大，行業(yè)摩爾效應(yīng)為行業(yè)技術(shù)提出了持續(xù)挑戰(zhàn)，其生產(chǎn)設(shè)備對機器視覺的需求不斷增加..6)印刷電路板(PCB)是電子信息產(chǎn)品的主要產(chǎn)品載體。在PCB行業(yè)相對成熟的發(fā)展中，行業(yè)競爭日趨激烈，對高性能設(shè)備綜合制造能力的要求也越來越高。隨著PCB制造技術(shù)的發(fā)展，如多層板、柔性板、剛性板等，PCB的生產(chǎn)工藝越來越高。(&C)..class="class1">機器視覺技術(shù)在PCB制造過程中得到了廣泛的應(yīng)用。
7)SMT(SurfaceMountTechnology)產(chǎn)業(yè)是繼PCB之后又一個關(guān)鍵的電子信息產(chǎn)業(yè)，是中國機器視覺設(shè)備的搖籃，電子元件的小型化和器件的高密度，器件引腳陣列的復(fù)雜性和多樣性為現(xiàn)代SMT器件提供了更高的要求。利用機器視覺定位、測量、檢測和檢測技術(shù)，提高了SMT設(shè)備的生產(chǎn)效率，提高了安裝精度，提高了連續(xù)安裝工作的穩(wěn)定性。電力輔助smt行業(yè)的設(shè)備升級與技術(shù)改進
8)機器人與工廠自動化工業(yè)機器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度機器人。在工業(yè)生產(chǎn)中，它是現(xiàn)代工廠自動化水平的重要標(biāo)志，而不是手動執(zhí)行、頻繁的、長時間的操作，或危險的和惡劣的環(huán)境操作，如沖壓、壓力鍛造、熱處理、焊接、涂層、塑料制品的形成、機加工和簡單的組裝。機器人與視覺技術(shù)結(jié)合，能夠完成更精確的裝配、焊接、加工、搬運等。
9)藥品生產(chǎn)和加工是一項非常嚴(yán)格的管理過程，任何微小的錯誤都會有嚴(yán)重的后果。本發(fā)明可以通過機器的直觀方式實現(xiàn)藥品生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制和管理控制，提高藥品質(zhì)量和包裝質(zhì)量，保證患者的生命安全。
(10)物流的現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程管理是現(xiàn)代生產(chǎn)效率和進步的反映。通過對條形碼和字符的識別和跟蹤，使原材料設(shè)備與成品、包裝盒和產(chǎn)品棧之間形成一對一的對應(yīng)關(guān)系，從而使現(xiàn)代生產(chǎn)得以管理和跟蹤。對于工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)、工業(yè)管理和設(shè)備可追溯性，以及食品和飲料的預(yù)防和安全可追溯性，汽車工業(yè)中零部件和部件的可追溯性具有重要的應(yīng)用意義。
11)作為一個自動化程度高的高科技產(chǎn)業(yè)，許多先進的自動化技術(shù)已經(jīng)成功地應(yīng)用于汽車工業(yè)的所有生產(chǎn)過程。在汽車制造的許多方面，已經(jīng)實現(xiàn)了無人操作，這就需要一個可靠的測試技術(shù)來驗證每個裝配的正確性和裝配零件的資格。機器視覺技術(shù)以其獨特的技術(shù)優(yōu)勢成為自動檢測系統(tǒng)的首選..機器視覺已廣泛應(yīng)用于汽車生產(chǎn)的各個方面，如汽車零部件的尺寸和外觀質(zhì)量檢驗，以及自動裝配正確性的檢測。過去，傳統(tǒng)的檢測方法耗費大量的人力，容易受到工人的主觀情感和自身技術(shù)水平的影響，不能保證檢驗合格率高。許多汽車制造商開始嘗試使用機器視覺檢查來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的檢測方法，并取得了良好的效果。
12)OCR光學(xué)字符識別OCR(光學(xué)字符識別)在許多行業(yè)，如印刷包裝、物流行業(yè)、大量涉及印刷質(zhì)量檢查、包裝質(zhì)量檢查、條形碼檢驗和產(chǎn)品包裝上的字符識別等。這些應(yīng)用的共同特點是連續(xù)批量生產(chǎn)、高外觀質(zhì)量要求、高重復(fù)性和智能化。機器視覺的準(zhǔn)確性、速度和可靠性被用于字符識別和條碼識別。傳統(tǒng)制造業(yè)正面臨新的顛覆，轉(zhuǎn)型升級將為中國自動化行業(yè)帶來巨大的市場機遇。機器視覺作為一種具有高度自動化的智能產(chǎn)品在未來具有巨大的發(fā)展?jié)摿υ谶^去的幾年中，中國的電子制造和OEM制造商正在購買大量自動化設(shè)備，以替代勞動力，以應(yīng)對中國勞動力短缺的日益嚴(yán)重，這將在未來幾年中達到高潮。自動化的高潮將在未來2-3年到來，這將為機器視覺產(chǎn)品在行業(yè)中的應(yīng)用帶來新的增長點。
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機器視覺系統(tǒng)是用機器代替人眼進行各種測量和判斷。
它是計算部分的一個重要分支。
它集光學(xué)、機械、電子、計算機硬件和軟件為一體，涉及計算機、圖像處理、模式識別、人工智能、信號處理、光學(xué)、電一體化等領(lǐng)域。
圖像處理和模式識別技術(shù)的迅速發(fā)展也極大地促進了機器視覺的發(fā)展。
通常，機器人視覺系統(tǒng)包括照明系統(tǒng)、透鏡、相機系統(tǒng)和圖像處理系統(tǒng)。
對于每個應(yīng)用，我們需要考慮系統(tǒng)的運行速度和圖像的處理速度，使用顏色或黑白相機、檢測目標(biāo)的大小或檢測目標(biāo)是否有缺陷、視場需要的大小、分辨率如何、對比度如何等。
在功能上，典型的機器視覺系統(tǒng)可分為圖像采集部分、圖像處理部分和運動控制部分。
1、非接觸測量不對觀察者和觀察者造成任何損壞，以提高系統(tǒng)的可靠性。
2.具有寬的光譜響應(yīng)范圍，例如，人眼不能看到紅外測量，擴大人眼的視覺范圍，
3.當(dāng)人們長時間穩(wěn)定工作時，人類很難長時間觀察同一物體，而機器視覺則能長時間地對任務(wù)進行測量、分析和識別。
4.機器視覺系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、交通、醫(yī)療、金融、甚至體育、娛樂等工業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，可以說在我們的生活、生產(chǎn)和工作的各個方面都具有一定的深度。
一、系統(tǒng)可視化系統(tǒng)的設(shè)計分為軟件設(shè)計和硬件設(shè)計兩部分。
(1)視覺系統(tǒng)的硬件主要由鏡頭、攝像機、圖像采集卡、輸入輸出單元和控制裝置組成。一組視覺系統(tǒng)的質(zhì)量取決于攝像機像素的高低、硬件的質(zhì)量，更重要的是各部件之間的協(xié)作和合理使用。
(2)可視化系統(tǒng)的軟件設(shè)計是一個復(fù)雜的課題，不僅是程序設(shè)計的優(yōu)化，而且是算法的有效性及其實現(xiàn)。完成了可視化系統(tǒng)的軟件設(shè)計，并對其魯棒性進行了測試和改進，以適應(yīng)復(fù)雜的外部環(huán)境其次，機器人視覺硬件包括圖像采集和視覺處理兩部分。機器人通過視覺傳感器獲取環(huán)境的二維圖像，對視覺處理器進行分析和解釋，并將二維圖像轉(zhuǎn)換為符號，使機器人能夠識別物體并確定其位置。具體工藝如下：
三、工業(yè)機械在應(yīng)用領(lǐng)域的視覺難度是精度和速度，要求在毫米級，工業(yè)機器人手抓在工業(yè)領(lǐng)域的變化在三維空間中，根據(jù)不同的功能，機器人視覺可以分為視覺檢查和視覺引導(dǎo)兩種。主要應(yīng)用領(lǐng)域有：
1)隨著技術(shù)的發(fā)展，人們對電子產(chǎn)品交互體驗的要求越來越高。觸摸屏作為新一代的電子產(chǎn)品輸入設(shè)備，正成為平板電腦、手機、電子書、GPS和游戲機的新產(chǎn)品。觸摸屏生產(chǎn)工藝復(fù)雜，從上游ITO玻璃涂層，光刻，IC器件加工，到中間觸摸屏模塊粘結(jié)，絲網(wǎng)印刷，切割，再到下游觸摸屏模塊粘結(jié)，覆蓋玻璃測試，都對工藝提出了更高的要求，使機器視覺技術(shù)成為生產(chǎn)和質(zhì)量檢查相關(guān)環(huán)節(jié)的必要技術(shù)。
2)FPDFPD(平板顯示器)產(chǎn)業(yè)包括LCD、LED、OLED等多種顯示設(shè)備，各種工藝過程非常復(fù)雜，其中LCD是目前最重要的顯示技術(shù)。FPD行業(yè)對生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量有很高的要求.機器視覺技術(shù)，作為一種非接觸，高精度，高速生產(chǎn)，檢測能力已成為不可或缺的技術(shù)手段..從前端ITO玻璃檢測，背光模組檢測，到Cell粘接，LCD模組，COG設(shè)備，對中配件，切割機，飛針檢測設(shè)備等，機器視覺技術(shù)的應(yīng)用提高了設(shè)備廠商的核心競爭力..
3)激光加工技術(shù)是一種應(yīng)用廣泛的工業(yè)加工技術(shù)，它利用激光的運動控制來實現(xiàn)高精度的標(biāo)記、切割、雕刻、焊接等功能，隨著激光加工技術(shù)的不斷升級，傳統(tǒng)的加工技術(shù)已經(jīng)不能滿足工業(yè)加工對高精度、高速度的要求。這使得機器視覺技術(shù)開始與激光技術(shù)融合，同時視覺定位和導(dǎo)航實現(xiàn)了高精度加工，降低了對高成本精密夾具的要求，提高了設(shè)備精度，降低了加工成本。
4)作為未來最有價值的綠色能源之一，太陽能是國家發(fā)展的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。短期相對產(chǎn)能過剩給太陽能電池生產(chǎn)設(shè)備提出了更高的要求，從硅錠、硅片純度到涂層工藝的質(zhì)量控制，可以降低銀杏最終太陽能電池芯片的光電加載效率，高質(zhì)量的生產(chǎn)線可以降低廢品率，降低了生產(chǎn)能耗與太陽能電池生產(chǎn)的比例，使太陽能成為真正的清潔能源。在太陽能電池生產(chǎn)過程中，機器視覺定位、測量、檢測等技術(shù)可以大大提高成品率，降低生產(chǎn)成本。
5)半導(dǎo)體半導(dǎo)體技術(shù)是現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，是機器視覺技術(shù)的首要位置。上世紀(jì)90年代，歐美半導(dǎo)體企業(yè)將圖像技術(shù)應(yīng)用于半導(dǎo)體行業(yè)，使其成為當(dāng)今的機器視覺技術(shù)，成為半導(dǎo)體行業(yè)不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)。同時，半導(dǎo)體行業(yè)規(guī)模較大，行業(yè)摩爾效應(yīng)為行業(yè)技術(shù)提出了持續(xù)挑戰(zhàn)，其生產(chǎn)設(shè)備對機器視覺的需求不斷增加..6)印刷電路板(PCB)是電子信息產(chǎn)品的主要產(chǎn)品載體。在PCB行業(yè)相對成熟的發(fā)展中，行業(yè)競爭日趨激烈，對高性能設(shè)備綜合制造能力的要求也越來越高。隨著PCB制造技術(shù)的發(fā)展，如多層板、柔性板、剛性板等，PCB的生產(chǎn)工藝越來越高。(&C)..class="class1">機器視覺技術(shù)在PCB制造過程中得到了廣泛的應(yīng)用。
7)SMT(SurfaceMountTechnology)產(chǎn)業(yè)是繼PCB之后又一個關(guān)鍵的電子信息產(chǎn)業(yè)，是中國機器視覺設(shè)備的搖籃，電子元件的小型化和器件的高密度，器件引腳陣列的復(fù)雜性和多樣性為現(xiàn)代SMT器件提供了更高的要求。利用機器視覺定位、測量、檢測和檢測技術(shù)，提高了SMT設(shè)備的生產(chǎn)效率，提高了安裝精度，提高了連續(xù)安裝工作的穩(wěn)定性。電力輔助smt行業(yè)的設(shè)備升級與技術(shù)改進
8)機器人與工廠自動化工業(yè)機器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度機器人。在工業(yè)生產(chǎn)中，它是現(xiàn)代工廠自動化水平的重要標(biāo)志，而不是手動執(zhí)行、頻繁的、長時間的操作，或危險的和惡劣的環(huán)境操作，如沖壓、壓力鍛造、熱處理、焊接、涂層、塑料制品的形成、機加工和簡單的組裝。機器人與視覺技術(shù)結(jié)合，能夠完成更精確的裝配、焊接、加工、搬運等。
9)藥品生產(chǎn)和加工是一項非常嚴(yán)格的管理過程，任何微小的錯誤都會有嚴(yán)重的后果。本發(fā)明可以通過機器的直觀方式實現(xiàn)藥品生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制和管理控制，提高藥品質(zhì)量和包裝質(zhì)量，保證患者的生命安全。
(10)物流的現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程管理是現(xiàn)代生產(chǎn)效率和進步的反映。通過對條形碼和字符的識別和跟蹤，使原材料設(shè)備與成品、包裝盒和產(chǎn)品棧之間形成一對一的對應(yīng)關(guān)系，從而使現(xiàn)代生產(chǎn)得以管理和跟蹤。對于工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)、工業(yè)管理和設(shè)備可追溯性，以及食品和飲料的預(yù)防和安全可追溯性，汽車工業(yè)中零部件和部件的可追溯性具有重要的應(yīng)用意義。
11)作為一個自動化程度高的高科技產(chǎn)業(yè)，許多先進的自動化技術(shù)已經(jīng)成功地應(yīng)用于汽車工業(yè)的所有生產(chǎn)過程。在汽車制造的許多方面，已經(jīng)實現(xiàn)了無人操作，這就需要一個可靠的測試技術(shù)來驗證每個裝配的正確性和裝配零件的資格。機器視覺技術(shù)以其獨特的技術(shù)優(yōu)勢成為自動檢測系統(tǒng)的首選..機器視覺已廣泛應(yīng)用于汽車生產(chǎn)的各個方面，如汽車零部件的尺寸和外觀質(zhì)量檢驗，以及自動裝配正確性的檢測。過去，傳統(tǒng)的檢測方法耗費大量的人力，容易受到工人的主觀情感和自身技術(shù)水平的影響，不能保證檢驗合格率高。許多汽車制造商開始嘗試使用機器視覺檢查來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的檢測方法，并取得了良好的效果。
12)OCR光學(xué)字符識別OCR(光學(xué)字符識別)在許多行業(yè)，如印刷包裝、物流行業(yè)、大量涉及印刷質(zhì)量檢查、包裝質(zhì)量檢查、條形碼檢驗和產(chǎn)品包裝上的字符識別等。這些應(yīng)用的共同特點是連續(xù)批量生產(chǎn)、高外觀質(zhì)量要求、高重復(fù)性和智能化。機器視覺的準(zhǔn)確性、速度和可靠性被用于字符識別和條碼識別。傳統(tǒng)制造業(yè)正面臨新的顛覆，轉(zhuǎn)型升級將為中國自動化行業(yè)帶來巨大的市場機遇。機器視覺作為一種具有高度自動化的智能產(chǎn)品在未來具有巨大的發(fā)展?jié)摿υ谶^去的幾年中，中國的電子制造和OEM制造商正在購買大量自動化設(shè)備，以替代勞動力，以應(yīng)對中國勞動力短缺的日益嚴(yán)重，這將在未來幾年中達到高潮。自動化的高潮將在未來2-3年到來，這將為機器視覺產(chǎn)品在行業(yè)中的應(yīng)用帶來新的增長點。
粵公網(wǎng)安備 44190002001278
