机器视觉简介
机器人视觉系统介绍
机器人视觉(Robot Vision)简介机器视觉系统的组成机器视觉系统是指用计算机来实现人的视觉功能,也就是用计算机来实现对客观的三维世界的识别。
按现在的理解,人类视觉系统的感受部分是视网膜,它是一个三维采样系统。
三维物体的可见部分投影到网膜上,人们按照投影到视网膜上的二维的像来对该物体进行三维理解。
所谓三维理解是指对被观察对象的形状、尺寸、离开观察点的距离、质地和运动特征(方向和速度)等的理解。
机器视觉系统的输入装置可以是摄像机、转鼓等,它们都把三维的影像作为输入源,即输入计算机的就是三维管观世界的二维投影。
如果把三维客观世界到二维投影像看作是一种正变换的话,则机器视觉系统所要做的是从这种二维投影图像到三维客观世界的逆变换,也就是根据这种二维投影图像去重建三维的客观世界。
机器视觉系统主要由三部分组成:图像的获取、图像的处理和分析、输出或显示。
将近80%的工业视觉系统主要用在检测方面,包括用于提高生产效率、控制生产过程中的产品质量、采集产品数据等。
产品的分类和选择也集成于检测功能中。
下面通过一个用于生产线上的单摄像机视觉系统,说明系统的组成及功能。
视觉系统检测生产线上的产品,决定产品是否符合质量要求,并根据结果,产生相应的信号输入上位机。
图像获取设备包括光源、摄像机等;图像处理设备包括相应的软件和硬件系统;输出设备是与制造过程相连的有关系统,包括过程控制器和报警装置等。
数据传输到计算机,进行分析和产品控制,若发现不合格品,则报警器告警,并将其排除出生产线。
机器视觉的结果是CAQ系统的质量信息来源,也可以和CIMS其它系统集成。
图像的获取图像的获取实际上是将被测物体的可视化图像和内在特征转换成能被计算机处理的一系列数据,它主要由三部分组成:*照明*图像聚焦形成*图像确定和形成摄像机输出信号1、照明照明和影响机器视觉系统输入的重要因素,因为它直接影响输入数据的质量和至少3 0%的应用效果。
由于没有通用的机器视觉照明设备,所以针对每个特定的应用实例,要选择相应的照明装置,以达到最佳效果。
机器视觉技术简介
机器视觉技术简介机器视觉技术是一种模拟人类视觉的技术,利用计算机和摄像机等设备,使计算机能够接收、处理和解释图像或视频数据。
它结合了图像处理、模式识别、计算机视觉和人工智能等多个学科,被广泛应用于制造业、医疗保健、交通监控、军事安全等领域。
一、机器视觉的基本原理机器视觉的基本原理是通过摄像机采集图像,然后利用图像处理算法对图像进行处理和解读。
首先,摄像机将物体拍摄下来,并将其转换为数字图像。
然后,图像处理算法对图像进行滤波、增强、分割等操作,以提取出图像中的有用信息。
最后,模式识别算法对处理后的图像进行分析和识别,以实现对物体的检测、定位、跟踪等任务。
二、机器视觉的应用领域1. 制造业:机器视觉技术在制造业中常用于产品质量检测、零部件定位、装配验证等任务。
例如,在汽车制造过程中,机器视觉可以检测车身表面的瑕疵,以及零部件的尺寸和位置是否符合要求。
2. 医疗保健:机器视觉技术在医疗保健领域有着广泛的应用,例如医学影像分析、病例诊断和手术辅助等。
通过对医学图像的处理和分析,机器视觉可以帮助医生更准确地诊断疾病,并提供更有效的治疗方案。
3. 交通监控:机器视觉技术在城市交通监控中起到了重要作用。
通过安装摄像头和采用机器视觉算法,可以实现车辆违章检测、交通流量统计和事故预警等功能。
这些技术可以提高道路交通的效率和安全性。
4. 军事安全:机器视觉技术在军事领域的应用日益广泛,如目标识别、目标跟踪和情报分析等。
通过机器视觉系统的帮助,可以实现实时监测和分析敌方目标的动态,提供有效的军事情报支持。
三、机器视觉技术的挑战与发展机器视觉技术虽然在许多领域取得了突破性的进展,但仍面临一些挑战。
首先,图像数据的多样性和复杂性给图像处理和模式识别算法带来了挑战。
其次,计算机硬件性能的提升以及深度学习等人工智能算法的兴起,为机器视觉技术的发展提供了更大的空间。
未来,机器视觉技术有望在更多领域得到应用。
随着人工智能领域的不断发展,机器视觉技术可能会与自动驾驶、智能机器人、增强现实等技术相结合,创造更多的商业和科研价值。
机器视觉的技术和应用
机器视觉的技术和应用机器视觉,又称视觉智能,是指模拟和实现人类视觉的能力,通过使用电子传感器和计算机算法来解析和理解视觉信息,从而实现对图像和视频的分析、处理和理解。
随着计算机和图像处理技术的不断发展,机器视觉技术成为了一个快速发展和广泛应用的新兴领域,在工业、医疗、交通、安防等多个行业都得到了广泛应用和推广。
一、机器视觉技术1、图像采集图像采集是机器视觉技术的基础,它通过相机、摄像机等设备将目标物体采集成数字信号,然后通过特定的图像处理算法将其转化为可供计算机处理的数字图像。
目前图像采集的设备种类繁多,从普通的数码相机、摄像机到高端的医疗影像设备和工业相机,应用领域也非常广泛。
2、图像预处理图像预处理是指将数字图像预处理成为更好的质量和格式,以方便机器视觉算法的使用。
图像预处理包括灰度变换、色彩空间转换、噪声过滤、边缘检测、图像增强等多个方面。
3、特征提取特征提取是指根据目标应用的需要从数字图像中提取出具有代表性的特征,并以数学形式进行表达。
常见的特征包括边缘、颜色、纹理等,通常需要根据具体应用进行设计和选择。
4、图像分割图像分割是将数字图像分割成不同的区域,并且将不同区域分配给不同的对象和结构。
常见的图像分割算法包括基于阈值的分割、基于边缘的分割、基于区域的分割等。
5、目标识别目标识别是指根据图像特征检测和图像分割的结果,将某个特定目标从图像中提取出来,并进行进一步的分析和处理。
目标识别常用的算法包括支持向量机、决策树、深度学习等。
二、机器视觉的应用1、工业应用机器视觉在工业领域的应用广泛,包括自动化生产、质量控制、安全监测等多个方面。
在自动化生产中,机器视觉可以实现对物品的识别、判别和分类,从而实现自动化生产;在质量控制中,机器视觉可以自动检测并判断产品是否符合质量标准,从而提高质量检测的效率和准确性;在安全监测中,机器视觉可以实现对工厂的监控和安全防护,从而保障工业安全。
2、医疗应用机器视觉在医疗领域的应用也十分广泛,包括医学影像分析、疾病诊断、手术辅助等多个方面。
机器视觉系统概述.
2 机器视觉系统概述2.1 机器视觉的概念美国制造工程师协会(SME Society of Manufacturing Engineers)机器视觉分会和美国机器人工业协会(RIA Robotic Industries Association)的自动化视觉分会对机器视觉下的定义为:“机器视觉是通过光学的装置和非接触的传感器自动地接收和处理一个真实物体的图像,以获得所需信息或用于控制机器人运动的装置”。
在现代工业自动化生产中,涉及到各种各样的检验、生产监视及零件识别应用,例如零配件批量加工的尺寸检查,自动装配的完整性检查,电子装配线的元件自动定位,IC上的字符识别等。
通常人眼无法连续、稳定地完成这些带有高度重复性和智能性的工作,其它物理量传感器也难有用武之地。
由此人们开始考虑利用光电成像系统采集被控目标的图像,而后经计算机或专用的图像处理模块进行数字化处理,根据图像的像素分布、亮度和颜色等信息,来进行尺寸、形状、颜色等的判别。
这样,就把计算机的快速性、可重复性,与人眼视觉的高度智能化和抽象能力相结合,由此产生了机器视觉的概念。
工业线扫描相机系统一个成功的机器视觉系统是一个经过细致工程处理来满足一系列明确要求的系统。
当这些要求完全确定后,这个系统就设计并建立来满足这些精确的要求。
机器视觉的优点包括以下几点:■精度高作为一个精确的测量仪器,设计优秀的视觉系统能够对一千个或更多部件的一个进行空间测量。
因为此种测量不需要接触,所以对脆弱部件没有磨损和危险。
■连续性视觉系统可以使人们免受疲劳之苦。
因为没有人工操作者,也就没有了人为造成的操作变化。
多个系统可以设定单独运行。
■成本效率高随着计算机处理器价格的急剧下降,机器视觉系统成本效率也变得越来越高。
一个价值10000美元的视觉系统可以轻松取代三个人工探测者,而每个探测者每年需要20000美元的工资。
另外,视觉系统的操作和维持费用非常低。
■灵活性视觉系统能够进行各种不同的测量。
机器视觉技术简介
机器视觉技术简介机器视觉是一种模仿人类视觉系统的技术,借助相机、计算机和图像处理算法等工具,使机器能够感知、理解和识别图像中的信息。
利用机器视觉技术,计算机能够像人一样识别物体、检测运动、测量尺寸、解释场景,甚至可以通过学习来提高识别准确性。
一、机器视觉的原理和组成1.1 图像采集机器视觉的第一步是图像采集。
通过摄像机或其他图像传感器,可以将现实世界中的光信号转化为数字图像。
图像的质量和分辨率对后续的图像处理和分析具有重要影响。
1.2 图像预处理由于图像通常存在噪声、模糊、亮度不均等问题,需要进行预处理来提高图像质量。
常见的预处理操作包括去噪、锐化、增强对比度等。
1.3 特征提取与描述图像中的目标物体通常具有特定的特征,如边缘、纹理、颜色等。
通过特征提取算法,可以将图像中的目标物体从背景中分离出来,并将其特征以数值化的方式描述。
1.4 物体识别与分类机器视觉技术可以通过比对目标物体的特征与事先训练好的模型或数据库中的信息,实现物体的识别与分类。
常见的算法包括模板匹配、深度学习等。
1.5 三维重建与位姿估计通过多张图像或激光扫描等手段,机器视觉可以还原物体或场景的三维结构,并确定其在三维空间中的位置和姿态,为后续的机器操作提供准确的参照。
二、机器视觉的应用领域2.1 工业制造机器视觉在工业制造中起到了关键作用。
例如,在产品装配线上使用机器视觉系统可以检测产品的质量,识别产品的型号,实现自动化的检测与分类。
2.2 机器人导航与感知机器视觉技术对于机器人导航和感知也具有重要意义。
机器人可以通过视觉传感器获取周围环境的信息,并根据图像信息实现自主移动、避障和定位等功能。
2.3 医疗诊断与手术辅助机器视觉技术在医疗领域有广泛的应用。
例如,在医学影像中,机器视觉可以帮助医生识别病变、定位病灶,并提供辅助诊断信息。
在手术中,机器视觉可以实现精确的操作辅助,提高手术的准确性和安全性。
2.4 交通监控与智能驾驶机器视觉技术在交通监控和智能驾驶中发挥着重要作用。
机器视觉介绍范文
机器视觉介绍范文
机器视觉(Machine Vision)是一门以机器、计算机和相关的传感器、硬件和软件等技术手段,利用对物体、环境和其他图像信息的自动捕捉、
处理、分析和识别技术,为机器人、机器自动化控制、过程检测、物流检测、无人驾驶、图像识别和计算机图像等提供有力的技术支撑。
机器视觉是由众多技术所组成,包括照明技术、图像传感器技术、图
像取样和采样技术、图像处理技术、特征提取和分析技术以及机器学习等
技术。
机器视觉技术可以提供有效的物体和环境信息,作为决策支持和关
键技术中介,获取机器操作所需的输入和输出信息,为提高自动化系统的
性能和准确性提供有力技术支持。
机器视觉系统的应用范围涵盖了从制造业到日常生活的各领域,主要
应用于智能机器人、自动化系统、机器人定位、机器人追踪、机器人控制
系统、检测与质检、计算机安全等。
其中,在制造业中,机器视觉作为自
动化控制及检测的关键技术,不仅可以提高工业生产的效率和质量,而且
可以减少劳动成本,提高生产率,延长产品使用寿命。
在日常生活中,机器视觉也扮演着重要角色。
机器视觉的概念和特点
机器视觉的概念和特点机器视觉是指利用计算机技术和数字图像处理技术对图像进行分析、处理和识别的一种技术。
它可以实现对图像中的物体、形状、颜色、纹理等特征进行自动提取和分析,从而实现自动识别和判断。
以下是机器视觉的概念和特点的详细介绍:一、概念机器视觉是一种利用计算机技术和数字图像处理技术对图像进行分析、处理和识别的一种技术。
它可以实现对图像中的物体、形状、颜色、纹理等特征进行自动提取和分析,从而实现自动识别和判断。
机器视觉技术主要应用于工业自动化、智能交通、安防监控、医疗诊断等领域。
二、特点1. 非接触式:机器视觉技术是一种非接触式的技术,可以不接触被测物体,从而避免了对被测物体的破坏。
2. 高速度:机器视觉技术可以实现对图像的实时处理和分析,具有高速度的特点,可以大大提高生产效率。
3. 高精度:机器视觉技术可以实现对图像中的物体、形状、颜色、纹理等特征进行自动提取和分析,具有高精度的特点,可以减少人为误差,提高测量精度。
4. 自动化:机器视觉技术可以实现对图像的自动处理和分析,具有自动化的特点,可以减少人工干预,提高生产效率。
5. 灵活性:机器视觉技术可以根据不同的应用领域和需求,进行灵活的配置和调整,具有灵活性的特点。
6. 可靠性:机器视觉技术可以实现对图像的自动处理和分析,具有可靠性的特点,可以减少人为误差,提高测量精度。
7. 应用广泛:机器视觉技术可以应用于工业自动化、智能交通、安防监控、医疗诊断等领域,具有广泛的应用前景。
总之,机器视觉技术具有非接触式、高速度、高精度、自动化、灵活性、可靠性等特点,可以应用于工业自动化、智能交通、安防监控、医疗诊断等领域,具有广泛的应用前景。
机器视觉检测技术简介及特点
机器视觉检测技术简介及特点机器视觉印刷质量检测是一种模拟人工检测方法和推断规律,但同时又具有更高检测精度和更好全都性的自动化检测方法。
一、机器视觉检测的特点1、机器视觉检测技术简介机器视觉,简而言之就是利用机器代替人工进行目标识别、推断与测量。
它是现代光学、电子学、软件工程、信号处理与系统掌握技术等多学科的交叉与融合。
光学采集设备:由工业摄像机、光源及配套图像采集卡等硬件组成。
主要作用是猎取通过采集位置的标签的数字图像,为后续的分析与处理供应素材,相当于人工检测的眼睛。
推断识别:由工业掌握计算机及植入的图像处理与分析软件、掌握软件构成。
是视觉检测的核心部分,最终形成缺陷的推断并能向后续执行机构发出指令。
自动掌握:最终将检测系统的结果变换成详细操作的硬件,比如常见的声光报警器、废品剔除装置或作标记的装置(如喷墨机、贴标机等)。
除此之外,印刷检测设备还必需有一套稳定的机械传输掌握平台,对于安装在印刷机上的在线检测系统而言,传输平台就是印刷机而对于离线检测系统,则需要单独配置传输平台,如复卷机、单张传输平台等。
2、印刷缺陷检测原理印刷缺陷检测主要依靠图像比对的方法进行。
如图2所示,上部图像是通过相机采集到的实时图像,而下部图像为事先采集并存储下来的标准图像。
检测时,首先将两幅图像通过定位等方法使其重合,然后进行逐点(逐像素)对比颜色(或亮度差异)。
当他们之间的差异超出事先设定的范围时即判为缺陷。
3、机器视觉检测特点一套高品质的机器视觉检测系统,必需具备以下几个必备条件:1)高品质的成像系统成像系统被称为视觉检测设备的“眼睛”,因此“眼睛”识别力量的好坏是评价成像系统的最关键指标。
通常,成像系统的评价指标主要体现在三个方面:能否发觉存在的缺陷基于图像方法进行的检测,所能够依据的最原始也是唯一的资料即是所采到的图像上的颜色(或者亮度)变化,除此之外,没有其他资料可供参考。
所以,一个高品质的成像系统首先应当是一个能充分表现被检测物表面颜色变化的成像系统。
人工智能知识:机器视觉与人工智能
人工智能知识:机器视觉与人工智能随着科技的发展,人类在各个方面都在寻求以人工智能的方式来提高效率。
而机器视觉就是其中之一。
机器视觉是指让计算机识别和处理图片和视频信息的能力,它属于人工智能技术的一部分。
机器视觉可以通过计算机的视觉和图像方式来实现各种不同的功能,比如图像识别,目标搜索,场景分析等等。
本文将着重讨论机器视觉和人工智能之间的关系以及机器视觉在人工智能中的应用。
一、机器视觉的概念和技术原理机器视觉的学科主要研究计算机视觉和图像处理两个方面,主要应用于智能监控,智能制造,物流自动化等领域。
机器视觉的主要任务是视觉信息处理,包括图像,模式识别,物体检测和跟踪等。
其中最重要的技术是图像处理和模式识别技术,这是机器视觉实现自动化和智能化的基础。
图像处理是机器视觉的基础技术之一,它主要是对图像进行数字化处理,包括图像预处理、特征提取、图像分类等。
而模式识别技术是通过对已知的样本进行分析和学习,最后形成一个由特征向量组成的模型。
这个模型可以识别输入的图片,并对输入的信息进行分类、跟踪和分析。
二、机器视觉和人工智能机器视觉和人工智能的关系十分密切,两者是相辅相成的。
人工智能是一种可以模仿人类智能特性的科技,旨在培养机器进行各种复杂的推理和任务执行、自动化流程,实现机器人技术的控制,并从中学习和发展新技术。
基于机器视觉的技术,能够让计算机像人类一样感知和理解世界,从而更好地接近人类的真实需求。
机器视觉是人工智能的重要组成部分。
懂得看和理解图像是人类理解世界的重要手段。
相比较而言,机器视觉是权衡的一种选择。
人们可以使用许多成分设备来实现人工视觉和智能处理,比如光学传感器、激光测距仪、声学数组等等。
但是,对于大多数人手中拥有的那个计算机,采用摄像机、麦克风和其他传感器来模拟自然感知过程的话,就是通过机器视觉来实现的。
所以说,机器视觉也可以看作是计算机实现人工智能和自然交互的一个模拟过程。
在实际的应用过程中,机器视觉往往需要使用图像处理和模式识别技术。
机器视觉的概述
机器视觉的概述机器视觉是一门研究如何使机器能够“看”的科学与技术,它的目标是让机器能够像人一样通过感知和理解图像信息来进行决策和行动。
机器视觉是计算机科学、图像处理、模式识别和人工智能等多个领域的交叉学科,具有广泛的应用前景。
机器视觉的基本过程包括图像获取、图像预处理、特征提取和图像识别等步骤。
首先,机器通过摄像头或其他感知设备获取图像信息,然后对图像进行预处理,消除噪声、增强对比度等,以便更好地进行后续处理。
接下来,机器通过特征提取的方法将图像中的关键信息提取出来,比如边缘、纹理、颜色等特征。
最后,机器利用模式识别算法将提取到的特征与已知的模式进行匹配,从而实现对图像内容的识别。
机器视觉的应用十分广泛,涵盖了工业、医疗、交通、安防、军事等多个领域。
在工业领域,机器视觉可以用于产品质量检测、零件识别、装配指导等任务,提高生产效率和产品质量。
在医疗领域,机器视觉可以用于医学影像分析、疾病诊断、手术辅助等,为医生提供更准确的诊断和治疗方案。
在交通领域,机器视觉可以用于交通监控、智能驾驶、交通流量统计等,提高交通管理的效果和安全性。
在安防领域,机器视觉可以用于人脸识别、行为分析、入侵检测等,提供更可靠的安全保障。
在军事领域,机器视觉可以用于目标识别、情报分析、无人机导航等,增强作战能力和决策支持。
机器视觉技术的发展离不开人工智能、深度学习和大数据等技术的支持。
近年来,随着计算机硬件性能的提升和算法的不断改进,机器视觉在图像识别、目标检测、物体跟踪等方面取得了重大突破。
例如,深度学习技术中的卷积神经网络(CNN)在图像分类和目标检测任务上取得了令人瞩目的成绩。
通过大规模的训练数据和强大的计算能力,机器能够学习到更加准确和泛化能力强的模型,从而在图像识别任务中达到甚至超越人类的水平。
然而,机器视觉仍然面临一些挑战和问题。
首先,由于图像的复杂性和多样性,机器视觉的算法往往需要大量的计算资源和存储空间。
其次,机器视觉在处理复杂场景和复杂任务时往往存在一定的局限性,比如对光照、遮挡、变形等情况的适应能力有限。
简述机器视觉技术的定义
机器视觉技术是一种涉及计算机科学、图像处理、模式识别和人工智能等多个领域的交叉学科,它利用光学成像和图像分析技术,通过计算机模拟和分析,实现对现实世界中物体或环境的识别、检测、定位、测量等任务。
具体来说,机器视觉技术利用摄像设备获取目标对象的图像信息,通过一系列算法和软件对图像进行处理、分析和理解,实现对目标对象的识别、分类、定位、测量等任务。
这种技术可以应用于各种领域,如工业生产、产品质量检测、安全监控、医疗诊断、农业自动化等。
机器视觉技术具有以下几个主要特点:
1. 高效性:机器视觉技术可以快速获取大量目标对象的图像信息,并通过计算机算法进行快速处理和分析,大大提高了工作效率。
2. 准确性:机器视觉技术可以通过图像处理和模式识别等技术,实现对目标对象的精确识别和测量,大大提高了准确性。
3. 广泛适用性:机器视觉技术可以应用于各种领域,不受物体形状、大小、颜色、质地等因素的限制,具有广泛的适用性。
4. 可视化:机器视觉技术可以获取到肉眼无法直接观察到的信息,如物体的内部结构、表面纹理等,并通过可视化界面进行展示,方便用户理解和使用。
总的来说,机器视觉技术是一种集成了计算机科学、图像处理、模式识别和人工智能等多个领域的交叉学科,具有高效性、准确性、广泛适用性和可视化等特点,被广泛应用于各种领域。
未来,随着机器视觉技术的不断发展,其应用领域还将不断扩大,为各行各业带来更多的便利和效益。
机器视觉技术介绍
机器视觉技术介绍机器视觉技术的核心是图像处理和模式识别。
图像处理主要针对图像的预处理,包括去噪、增强、分割等,以便更好地提取图像中的信息。
模式识别则是对提取到的信息进行分析和识别,常见的方法包括图像分类、目标检测、目标跟踪等。
在图像处理方面,常用的技术包括滤波、边缘检测、图像分割等。
滤波可以消除图像中的噪声,提高图像质量;边缘检测可以提取物体的轮廓,方便后续的识别和跟踪;图像分割可以将图像分成若干个区域,便于对不同区域的物体进行分析。
在模式识别方面,常用的技术包括图像分类、目标检测和目标跟踪。
图像分类是将图像分成不同类别,例如将车辆、行人、道路等分开;目标检测是在图像中检测出目标的位置和边界框,例如检测出人脸、车辆等;目标跟踪是在连续的图像序列中追踪目标的运动轨迹,例如追踪运动的车辆或行人。
机器视觉技术的实现主要依赖于机器学习的方法。
机器学习可以通过训练数据来学习模式和规律,并通过学习得到的模型来进行分类、检测和跟踪等任务。
常见的机器学习方法包括支持向量机(SVM)、随机森林、神经网络等。
除了以上提到的技术,机器视觉技术还可以与其他技术结合,例如深度学习、三维重建等。
深度学习是一种基于神经网络的机器学习方法,可以学习更复杂的模式和规律;三维重建可以从多个视角的图像中恢复出物体的三维形状。
机器视觉技术的应用非常广泛。
在自动驾驶领域,机器视觉技术可以实时感知交通标志、车辆、行人等,并做出相应的决策;在智能监控领域,机器视觉技术可以实时监测和分析监控图像,识别异常行为或事件;在品质检测领域,机器视觉技术可以对产品进行检测和分析,提高生产效率和产品质量;在医学影像分析领域,机器视觉技术可以辅助医生进行诊断和治疗。
尽管机器视觉技术已经取得了很大的进展,但仍然存在一些挑战和问题。
例如以往的算法对于复杂场景的处理能力较弱,需要更深入的研究和创新;大规模数据的获取和处理也是一个挑战,需要高效的算法和硬件支持;此外,机器视觉技术还面临着隐私和伦理等问题,需要合理的管理和规范。
机器视觉简介介绍
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contents•机器视觉概述
•机器视觉系统组成目录
•机器视觉关键技术
•机器视觉典型应用案例
01机器视觉概述
机器视觉的定义
机器视觉是一门学科
机器视觉是工业自动化重要组成部分
初始阶段
随着计算机技术的飞速发展,机器视觉在80年代开始逐渐应用于工业自动化领域。
发展阶段
成熟阶段
机器视觉发展历程
总之,机器视觉作为一门涉及多领域的交叉学科,在工业自动化、农业生产、医疗领域、安全监控安全监控:机器视觉技术可以用于人脸识别、行为分析等方面,提高公共安全水平。
医疗领域:机器视觉在医疗领域的应用也日益增多,如医学影像分析、病灶检测等。
农业:机器视觉技术可以应用于农产品的自动分拣、品质检测等方面,提高农业生产效率。
机器视觉的应用领域
02机器视觉系统组成
2. 镜头
1. 相机
3. 照明设备
5. 计算机
4. 图像采集卡
包括去噪、平滑、增强、边缘检测等算法,用于提升图像质量和突出目标特征。
1. 图像处理算法
2. 特征提取算法
3. 模式识别与分类算法
4. 机器视觉应用软件
通过形态学处理、连通域分析、轮廓提取等手段,从图像中提取与目标相关的特征信息。
基于提取的特征,通过训练好的分类器或深度学习模型,实现对目标的识别和分类。
集成了上述算法,提供用户友好的操作界面,使用户能方便地进行机器视觉应用的开发、调试和运行。
03机器视觉关键技术
机器视觉关键技术
04机器视觉典型应用案例
机器视觉典型应用案例
WATCHING。
简述机器视觉系统的构成及其作用
简述机器视觉系统的构成及其作用
1机器视觉
机器视觉是人工智能的重要分支,是一项研究用计算机进行自动数字图像处理的技术。
它包括采集、分析、处理和识别原始图像的算法,是一种可以自动识别和分类特定的目标的技术。
2机器视觉系统
机器视觉系统是一种使用计算机实现机器视觉的系统。
它主要由三个组件组成:传感器、处理器和机械体。
传感器负责采集图像数据,如摄像头、扫描仪,可以从电子、机械或光学源中获取信号;处理器用于执行图像处理算法,提取有用的特征;机械体用于将处理器的指令转换为机械动作,实现在目标上的操作或装配。
3用途
机器视觉系统可以用来实现自动检测和识别,如:测量、监控、跟踪、寻路、识别等。
它在自动检测中有着广泛的应用,可以用来检测零件出厂时的位置和尺寸、分类、检测零件缺陷,实现自动检测生产线上送料以及部件更换等任务,简化工作流程,提高生产效率,节省原材料和人力,是全自动化生产的重要组成部分。
4优势
机器视觉具有运行快速、能够连续多时间运行等特点,而且基于计算机技术,可以用许多受控条件来测量物体和监控过程,准确性
高,可以不受人类的影响而精准完成测量和检测的任务,减少误差,能够准确控制质量,从而保证产品质量。
总结来说,机器视觉系统是一种由传感器、处理器和机械体组成的计算机数字图像处理技术,它具有准确性高、运行快速等特点,主要应用于自动检测、测量和监控等工作,可以大大提高生产效率,减低生产成本,是全自动化生产的重要组成部分。
机器视觉的概述PPT学习教案
图像处理软件
图像处理包括图像增强和图像分析两部分;图像增 强是指经过某种处理,使图像改变,实现对比度增 加、特征突出等目的;而图像分析是指经过某种运 算,来提取某种有用的信息,如有无、好坏、位置 等,以便用来进行判断和控制;
在机器视觉系统集成时,图像增强算法是在图像分 析前作为图像预处理进行的,而图像分析算法才是 机器视觉真正需要解决的问题,而且需要很多的实 践经验;
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总结
机器视觉系统的各个组成部分环环紧扣,从镜头 到图像采集卡以及系统平台相互匹配才能获得理 想的图像质量和成功的机器视觉应用系统。机器 视觉系统极大减轻了人工检测的难度和强度,提 高了产品的检测质量和速度,已经代替了传统的 人工检测和测量,同时利于系统信息的集成,因 此近年来已经广泛应用到工业生产的工况监视、 成品检验和质量控制等多个领域;
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其他部件
图像卡与图像处理模块都离不开一定的系统平台支 持,如PC机等,用户可以根据图像的处理速度选择 合适的系统平台;
系统控制功能的最终实现是要靠执行机构来完成, 它是最后一个关键环节,在设计时执行机构可选用 机电系统、液压系统、气动系统中的某一种,但需 要考虑的除了其加工制造和装配精度以外,其动态 特性,特别是快速性和稳定性要特别考虑;
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检测目标物 检测目的 工作距离 目标大小 分辨率 检测速度 工位信号 材质 合格判据 剔除或控制信号
工作环境
目标物是什么,目标物的形状、大小等 具体检测哪些指标如位置、缺陷、尺寸等 镜头到物体的距离即物距 即确定系统的视场 测量尺寸精度要求有多高 每分钟测量的快慢及对图像处理速度的要求 有工位触发信号还是需要自动连续拍摄图像 物体是什么材料的,表面光学性质怎样? 有无合格/不合格的定义 是否需要自动剔除次品或控制机器动作?怎 样剔除?在什么位置进行?需要什么信号? 工作环境的温度、湿度、粉尘、杂散光等
机器视觉简介
机器视觉机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。
机器视觉系统是指通过机器视觉产品(即图像摄取装置,分CMOS和CCD两种)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。
I发展折叠如今,中国正成为世界机器视觉发展最活跃的地区之一,应用范围涵盖了工业、农业、医药、军事、航天、气象、天文、公安、交通、安全、科研等国民经济的各个行业。
其重要原因是中国已经成为全球制造业的加工中心,高要求的零部件加工及其相应的先进生产线,使许多具有国际先进水平的机器视觉系统和应用经验也进入了中国。
经历过长期的蛰伏,2010年中国机器视觉市场迎来了爆发式增长。
数据显示当年,中国机器视觉市场规模达到8.3亿元,同比增长48.2%,其中智能相机、软件、光源和板卡的增长幅度都达到了50%,工业相机和镜头也保持了40%以上的增幅,皆为2007年以来的最高水平。
2011年,中国机器视觉市场步入后增长调整期。
相较2010年的高速增长,虽然增长率有所下降,但仍保持很高的水平。
2011年中国机器视觉市场规模为10.8亿元,同比增长30.1%,增速同比2010年下降18.1个百分点,其中智能相机、工业相机、软件和板卡都保持了不低于30%的增速,光源也达到了28.6%的增长幅度,增幅远高于中国整体自动化市场的增长速度。
电子制造行业仍然是拉动需求高速增长的主要因素。
2011年机器视觉产品电子制造行业的市场规模为5.0亿人民币,增长35.1%。
市份额达到了46.3%。
电子制造、汽车、制药和包装机械占据了近70%的机器视觉市场份额。
|概述折叠编辑本段机器视觉(Machinevision)机器视觉系统的特点是提高生产的柔性和自动化程度。
在一些不视觉系统工作原理简图适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合,常用机器视觉来替代人工视觉;同时在大批量工业生产过程中,用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高,用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。
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机器视觉机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。
机器视觉系统是指通过机器视觉产品(即图像摄取装置,分CMOS和CCD两种)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。
发展折叠如今,中国正成为世界机器视觉发展最活跃的地区之一,应用范围涵盖了工业、农业、医药、军事、航天、气象、天文、公安、交通、安全、科研等国民经济的各个行业。
其重要原因是中国已经成为全球制造业的加工中心,高要求的零部件加工及其相应的先进生产线,使许多具有国际先进水平的机器视觉系统和应用经验也进入了中国。
经历过长期的蛰伏,2010年中国机器视觉市场迎来了爆发式增长。
数据显示当年,中国机器视觉市场规模达到8.3亿元,同比增长48.2%,其中智能相机、软件、光源和板卡的增长幅度都达到了50%,工业相机和镜头也保持了40%以上的增幅,皆为2007年以来的最高水平。
2011年,中国机器视觉市场步入后增长调整期。
相较2010年的高速增长,虽然增长率有所下降,但仍保持很高的水平。
2011年中国机器视觉市场规模为10.8亿元,同比增长30.1%,增速同比2010年下降18.1个百分点,其中智能相机、工业相机、软件和板卡都保持了不低于30%的增速,光源也达到了28.6%的增长幅度,增幅远高于中国整体自动化市场的增长速度。
电子制造行业仍然是拉动需求高速增长的主要因素。
2011年机器视觉产品电子制造行业的市场规模为5.0亿人民币,增长35.1%。
市份额达到了46.3%。
电子制造、汽车、制药和包装机械占据了近70%的机器视觉市场份额。
概述折叠编辑本段机器视觉(Machine vision)机器视觉系统的特点是提高生产的柔性和自动化程度。
在一些不视觉系统工作原理简图适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合,常用机器视觉来替代人工视觉;同时在大批量工业生产过程中,用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高,用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。
而且机器视觉易于实现信息集成,是实现计算机集成制造的基础技术。
基本构造折叠编辑本段一个典型的工业机器视觉系统包括:光源、镜头、相机(包括CCD相机和COMS相机)、图像处理单元(或图像捕获卡)、图像处理软件、监视器、通讯/ 输入输出单元等。
系统可再分为一、采集和分析分开的系统。
主端电脑(Host Computer)影像撷取卡(Frame Grabber)与影像处理器影像摄影机CCTV镜头显微镜头照明设备Halogen光源LED光源高周波萤光灯源闪光灯源其他特殊光源影像显示器LCD机构及控制系统PLC、PC-Base控制器精密桌台伺服运动机台二、采集和分析一体的系统智能相机(图像采集和分析一体)其他配套外围设备:光源、显示、PLC控制系统等等工作原理折叠机器视觉检测系统采用CCD照相机将被检测的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,图像处理系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,如面积、数量、位置、长度,再根据预设的允许度和其他条件输出结果,包括尺寸、角度、个数、合格/ 不合格、有/ 无等,实现自动识别功能。
典型结构折叠编辑本段一个典型的机器视觉系统包括以下五大块:照明折叠镜头折叠FOV(Field of Vision)=所需分辨率*亚象素*相机尺寸/PRTM(零件测量公差比)镜头选择应注意:①焦距②目标高度③影像高度④放大倍数⑤影像至目标的距离⑥中心点/节点⑦畸变视觉检测中如何确定镜头的焦距为特定的应用场合选择合适的工业镜头时必须考虑以下因素:·视野- 被成像区域的大小。
·工作距离(WD) - 摄像机镜头与被观察物体或区域之间的距离。
· CCD - 摄像机成像传感器装置的尺寸。
·这些因素必须采取一致的方式对待。
如果在测量物体的宽度,则需要使用水平方向的CCD 规格,等等。
如果以英寸为单位进行测量,则以英尺进行计算,最后再转换为毫米。
机器视觉镜头参考如下例子:有一台1/3" C 型安装的CDD 摄像机(水平方向为 4.8 毫米)。
物体到镜头前部的距离为12"(305 毫米)。
视野或物体的尺寸为2.5"(64 毫米)。
换算系数为1" = 25.4 毫米(经过圆整)。
FL = 4.8 毫米x 305 毫米/ 64 毫米FL = 1464 毫米/ 64 毫米FL = 按23 毫米镜头的要求FL = 0.19" x 12" / 2.5"FL = 2.28" / 2.5"FL = 0.912" x 25.4 毫米/inchFL = 按23 毫米镜头的要求注:勿将工作距离与物体到像的距离混淆。
工作距离是从工业镜头前部到被观察物体之间的距离。
而物体到像的距离是CCD 传感器到物体之间的距离。
计算要求的工业镜头焦距时,必须使用工作距离高速相机折叠按照不同标准可分为:标准分辨率数字相机和模拟相机等相机。
要根据不同的实际应用场合选不同的相机和高分辨率相机:按成像色彩划分,可分为彩色相机和黑白相机;按分辨率划分,像素数在38万以下的为普通型,像素数在38万以上的高分辨率型;按光敏面尺寸大小划分,可分为1/4、1/3、1/2、1英寸相机;按扫描方式划分,可分为行扫描相机(线阵相机)和面扫描相机(面阵相机)两种方式;(面扫描相机又可分为隔行扫描相机和逐行扫描相机);按同步方式划分,可分为普通相机(内同步)和具有外同步功能的相机等。
图像采集卡折叠图像采集卡只是完整的机器视觉系统的一个部件,但是采集卡它扮演一个非常重要的角色。
图像采集卡直接决定了摄像头的接口:黑白、彩色、模拟、数字等等。
比较典型的是PCI或AGP兼容的捕获卡,可以将图像迅速地传送到计算机存储器进行处理。
有些采集卡有内置的多路开关。
例如,可以连接8个不同的摄像机,然后告诉采集卡采用那一个相机抓拍到的信息。
有些采集卡有内置的数字输入以触发采集卡进行捕捉,当采集卡抓拍图像时数字输出口就触发闸门。
视觉处理器折叠视觉处理器集采集卡与处理器于一体。
以往计算机速度较慢时,采用视觉处理器加快视觉处理任务。
采集卡传输图像到存储器,进而计算分析。
当前主流配置的PLC,且配置较高,视觉处理器已经几乎退出市场。
机器选型折叠在机器视觉系统中,获得一张高质量的可处理的图像是至关重要。
系统之所以成功,首先要保证图像质量好,特征明显。
一个机器视觉项目之所以失败,大部分情况是由于图像质量不好,特征不明显引起的。
要保证好的图像,必须要选择一个合适的光源。
光源选型基本要素:对比度:对比度对机器视觉来说非常重要。
机器视觉应用的照明的最重要的任务就是使需要被观察的特征与需要被忽略的图像特征之间产生最大的对比度,从而易于特征的区分。
对比度定义为在特征与其周围的区域之间有足够的灰度量区别。
好的照明应该能够保证需要检测的特征突出于其他背景。
亮度:当选择两种光源的时候,最佳的选择是选择更亮的那个。
当光源不够亮时,可能有三种不好的情况会出现。
第一,相机的信噪比不够;由于光源的亮度不够,图像的对比度必然不够,在图像上出现噪声的可能性也随即增大。
其次,光源的亮度不够,必然要加大光圈,从而减小了景深。
另外,当光源的亮度不够的时候,自然光等随机光对系统的影响会最大。
鲁棒性:另一个测试好光源的方法是看光源是否对部件的位置敏感度最小。
当光源放置在摄像头视野的不同区域或不同角度时,结果图像应该不会随之变化。
方向性很强的光源,增大了对高亮区域的镜面反射发生的可能性,这不利于后面的特征提取。
好的光源需要能够使你需要寻找的特征非常明显,除了是摄像头能够拍摄到部件外,好的光源应该能够产生最大的对比度、亮度足够且对部件的位置变化不敏感。
光源选择好了,剩下来的工作就容易多了。
具体的光源选取方法还在于试验的实践经验。
应用案例折叠在布匹的生产过程中,像布匹质量检测这种有高度重复性和智能性的工作只能靠人工检测来完成,在现代化流水线后面常常可看到很多的检测工人来执行这道工序,给企业增加巨大的人工成本和管理成本的同时,却仍然不能保证100 %的检验合格率(即"零缺陷")。
对布匹质量的检测是重复性劳动,容易出错且效率低。
流水线进行自动化的改造,使布匹生产流水线变成快速、实时、准确、高效的流水线。
在流水线上,所有布匹的颜色、及数量都要进行自动确认(以下简称"布匹检测")。
采用机器视觉的自动识别技术完成以前由人工来完成的工作。
在大批量的布匹检测中,用人工检查产品质量效率低且精度不高,用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。
特征提取辨识一般布匹检测(自动识别)先利用高清晰度、高速摄像镜头拍摄标准图像,在此基础上设定一定标准;然后拍摄被检测的图像,再将两者进行对比。
但是在布匹质量检测工程中要复杂一些:1. 图像的内容不是单一的图像,每块被测区域存在的杂质的数量、大小、颜色、位置不一定一致。
2. 杂质的形状难以事先确定。
3. 由于布匹快速运动对光线产生反射,图像中可能会存在大量的噪声。
4. 在流水线上,对布匹进行检测,有实时性的要求。
由于上述原因,图像识别处理时应采取相应的算法,提取杂质的特征,进行模式识别,实现智能分析。
Color检测一般而言,从彩色CCD相机中获取的图像都是RGB图像。
也就是说每一个像素都由红(R)绿(G)蓝(B)三个成分组成,来表示RGB色彩空间中的一个点。
问题在于这些色差不同于人眼的感觉。
即使很小的噪声也会改变颜色空间中的位置。
所以无论我们人眼感觉有多么的近似,在颜色空间中也不尽相同。
基于上述原因,我们需要将RGB像素转换成为另一种颜色空间CIELAB。
目的就是使我们人眼的感觉尽可能的与颜色空间中的色差相近。
Blob检测根据上面得到的处理图像,根据需求,在纯色背景下检测杂质色斑,并且要计算出色斑的面积,以确定是否在检测范围之内。
因此图像处理软件要具有分离目标,检测目标,并且计算出其面积的功能。
Blob分析(Blob Analysis)是对图像中相同像素的连通域进行分析,该连通域称为Blob。
经二值化(Binary Thresholding)处理后的图像中色斑可认为是blob。
Blob分析工具可以从背景中分离出目标,并可计算出目标的数量、位置、形状、方向和大小,还可以提供相关斑点间的拓扑结构。
在处理过程中不是采用单个的像素逐一分析,而是对图形的行进行操作。
图像的每一行都用游程长度编码(RLE)来表示相邻的目标范围。