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机器视觉国内外研究现状

高技术的船舶和海洋工程装备既是高附加值，乂是结构复杂、技术含量高.性能要求高

的产品.为适应高技术船舶和海洋工程装笛建造的需要，我国的船航企业必须转型、升级.

改造生产设施、优化工艺流程，实现船舶企业生产自动化、信息化，以提高生产救率和制

造精度.

曲面分段建造和水火管板曲面成形是船舶建造的更要组成部分，曲面一分段建造和水

火弯板曲面成形的工艺水平直接影响着船舶整体建造的周期.效率以及质量:开展相关关键

技术的研究，突破技术瓶颈.可以为船舶制造提供有力的保障.

目前I工信部和国内船舶龙头企业都非常重视船体曲而钢扳分段建造和水火弯板曲面

成形问题，而国内大部分船舶企业在前期的船体设计、放样、展开、号料、切割,以及后期

的装配.焊接等多数环节都已实现了信息化和自动化，但在船体大型曲面分段加工这一关犍

环节上仍靠于11方式,严重影响了船舶建造的效率.曲面板的加工仍然果用人工水火邛板为

n工方式.主要依旅工人性经验来布加热线.然后火力进行局部加热,并用水进行跟踪冷却.

沿着加热线加工后，把钢板四周的约束放松，让钢板彻底自由回弹，再与卡样板进行比对，

若误差在2至3mm以内.则认为达到加工要求的标准，否则就需要重新布加热线再加工.这

钟方法要求预先设计制造出样板箱、样板条,加工工艺繁琐*而且测鼠的精度差、效率低.

技术性强、难度大、加工时间长、生产效率低、加工精度较难控制.传统的水火野板加

工方式已经不能适应现代化造船要求.水火雪板加工工艺的革新势在必行.利用计算机技术

和数控技术来实现船用钢板加工的自动化，这对提高劳动生产率，减轻「人的劳动强度.提

高加工精度，缩短造船周期有着重大意义,

在水火弯板加工环节中，时于钢板成型情况的在线检测是电要一环：课题以计算机视

觉理论为基础构建了二雉照相测试系统.系统属于一种机器视觉系统.二维照相Si试系统时

钢板的成型情友进行检测,检测的结果反馈给专家系统，专家系统综合钢板材质和板厚等因

素，把检测结果士才数学放样所得到的船用钢板标准形状相比较，然后确定火焰温度、加

热线长度、焰道间距、加热次数、痔却方式、冷却时间、水火距和水流竽务数.最后把参数

输出到水火弯板加工装置用以再加工，直至产品符合标准.

由传统的卡样板测量方式可知，潴量主要控制点便可以代替整个钢板的测量加工.所以

可针对钢板表面投影足够密度的点结构光，测量这些点结构光完全可以满足整块钢板成型

测量的要求.三维照相测试系统便是针对这些投影点结构光进行测量,

机器视觉⑴是建立在计算机视觉理论基础上，偏垂于计算机视觉技术工程化的,门科学。

而在很多文献中，计算机视觉和机器视觉两个术语是不加以区分的，但其实二者是有一定区

别的。具体来说，计算机视觉是为机器视觉提供图像和景物分析的理论及算法基础，机器视

觉为计算机视觉的实现提供传感器模型、系统构造和实现手段。

早在1965年，麻省理工学院的Roberts在他的论文中论述了以计算机理论为基础实现

从拍摄物体的「•维图像得到物体三维形状信息具备可能性，从此开辟了以解析物体三维场

景为目的的机器视觉理论与实践研究。自20世纪70年代中开始，Marr领衔的研究学者们创

立了系统化的计算机视觉理论，该理论奠定了机器视觉理论部分研究的基础,可称得上是里

程碑式的进展,理论的核心内容即是以二维图像为基础恢勾出物体三维几何形状。门从20世

纪80年代以来，机器视觉的研究•直属尸现代高科技研窕中一块非常活跃的研窕领域,并11

逐渐从实验室研究转向实际的应用。到90年代，计算机视觉在工业环境中得到广泛应用，

同时，基于多视几何的视觉理论也得到迅速发展。

目前,在欧美、日本等发达国家机器视觉技术发展的相对较快，相应的应用也较为成熟，

其应用则主要集中在电子行业和半导体行业。在国外，机器视觉技术已经可以清楚分为三个

部分：底层开发部分、二次开发部分、最终使用部分。第一部分是指开发通用机器视觉系统，

如：DVT,西门子，欧姆龙，EVISION,COGNEX等公司，这些公司投入了大量的人力和物力研究

并开发了机器视觉的硬件产品和软件产品。第二部分是专门使用通用机器视觉系统，为最终

需求方搞二次开发，开发各种专用的系统，•般的通用机器视觉系统公司也会仃解决方案提

供给客户。笫三部分的用户是真正将机器视觉系统应用到各个领域中的人，他们使用己经开

发成型的机器视觉系统，并