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机器视觉基础知识详解

机器视觉基础知识详解

随着工业

随着工业4.0时代的到来，机器视觉在智能制造业领域的作用越来越重要，为了能让更多用户获取机器视觉的相关基础知识，包括机器视觉技术是如何工作的、它为什么是实现流程自动化和质量改进的正确选择等。小编为你准备了这篇机器视觉入门学习资料。

机器视觉是一门学科技术，广泛应用于生产制造检测等工业领域，用来保证产品质量，控制生产流程，感知环境等。机器视觉系统是将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信

号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

机器视觉优势：机器视觉系统具有高效率、高度自动化的特点，可以实现很高的分辨率精度与速度。机器视觉系统与被检测对象无接触，安全可靠。人工检测与机器视觉自动检测的主要区别有：

为了更好地理解机器视觉，下面，我们来介绍在具体应用中的几种案例。

案例一：机器人+视觉自动上下料定位的应用：

现场有两个振动盘，振动盘1作用是把玩偶振动到振动盘2中，振动盘2作用是把玩偶从反面振动为正面。该应用采用了深圳视觉龙公司VD200视觉定位系统，该系统通过判断玩偶正反面，把玩偶处于正面的坐标值通过串口发送给机器人，机器人收到坐标后运动抓取产品，当振动盘中有很多玩偶处于反面时，VD200视觉定位系统需判断反面玩偶数量，当反面玩偶数量过多时，VD200视觉系统发送指令给振动盘2把反面玩偶振成正面。

该定位系统通过玩偶表面的小孔来判断玩偶是否处于正面，计算出玩偶中心点坐标，发送给机器人。通过VD200视觉定位系统实现自动上料，大大减少人工成本，大幅提高生产效率。

案例二：视觉检测在电子元件的应用：

此产品为电子产品的按钮部件，产品来料为料带模式，料带上面为双排产品。通过对

此产品为电子产品的按钮部件，产品来料为料带模式，料带上面为双排产品。通过对

每个元器件定位后，使用斑点工具检测产品固定区域的灰度值，来判断此区域有无缺胶情况。

该应用采用了深圳视觉龙公司的DragonVision视觉系统方案，使用两个相机及光源配

该应用采用了深圳视觉龙公司的DragonVision视觉系统方案，使用两个相机及光源配

合机械设备，达到每次检测双面8个产品，每分钟检测大约1500个。当出现产品不良时，立刻报警停机，保证了产品的合格率和设备的正常运行，提高生产效率。

案例三：啤酒厂采用的填充液位检测系统案例：

当每个啤酒瓶移动经过检测传感器时，检测传感器将会触发视觉系统发出频闪光，拍下啤酒瓶的照片。采集到啤酒瓶的图像并将图像保存到内存后，视觉软件将会处理或分析该图

当每个啤酒瓶移动经过检测传感器时，检测传感器将会触发视觉系统发出频闪光，拍下

啤酒瓶的照片。采集到啤酒瓶的图像并将图像保存到内存后，视觉软件将会处理或分析该图

像，并根据啤酒瓶的实际填充液位发出通过-未通过响应。如果视觉系统检测到一个啤酒瓶未填充到位，即未通过检测，视觉系统将会向转向器发出信号，将该啤酒瓶从生产线上剔除。操作员可以在显示屏上查看被剔除的啤酒瓶和持续的流程统计数据。

机器视觉的应用领域:

机器视觉的应用领域:

?识别

标准一维码、二维码的解码

光学字符识别（OCR）和确认（OCV）

?检测

色彩和瑕疵检测

零件或部件的有无检测

目标位置和方向检测?测量尺寸和容量检测

预设标记的测量，如孔位到孔位的距离

?机械手引导

输出空间坐标引导机械手精确定位

机器视觉系统的分类?智能相机?基于嵌入式

机器视觉系统的分类

?智能相机

?基于嵌入式

?基于PC

机器视觉系统的组成

?图像获取：光源、镜头、相机、采集卡、机械平台

?图像处理与分析：工控主机、图像处理分析软件、图形交互界面。

?判决执行：电传单元、机械单元

光源---光路原理

光源---光路原理

照相机并不能看见物体，而是看见从物体表面反射过来的光。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---作用和要求

?光源---作用和要求在机器视觉中的作用照亮目标，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

对比度明显，目标与背景的边界清晰

背景尽量淡化而且均匀，不干扰图像处理

与颜色有关的还需要颜色真实，亮度适中，不过曝或欠曝；

?光源---光场构造

明场：光线反射进入照相机暗场：光线反射离开照相机

明场：光线反射进入照相机暗场：光线反射离开照相机

光源

光源--构-造光源

使用不同照明技术对被测目标会产生不同的影响，以滚珠轴承为例：

使用不同