机器视觉基础
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Dr. Yu Wenyong
机械制造
汽车
IC装备
消费电子
11
4.1电子与半导体行业应用
• LED和LCD测试
– 大小、形状、亮度、颜色ON/OFF – LCD平板玻璃
• PCB检查
– 焊点质量、丝印质量 – 钻孔对位
• IC芯片、元件检测
– 有无、方向/极性 – 印刷质量、字符识别 – 管脚排列一致性
Dr. Yu Wenyong
12
4.2计算机和外设行业应用
• • • • 软盘、光盘印刷质量 硬盘磁头倾斜度 连接器针脚排列 扁平电缆印字符识别
Dr. Yu Wenyong
13
4.3制药行业应用
• 胶囊生产中的质检
– 壁厚、高度、外观缺陷
• 药片形状、厚度 • 药片装瓶数量计数
Dr. Yu Wenyong
Dr. Yu Wenyong
3
大纲
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 一、机器视觉基础(2学时) 二、机器视觉器件 (4学时) 1．相机的分类及主要特性参数 2．镜头的原理与选型 3．图像采集卡的原理及种类 4．图像数据的传输方式汇总及比较 5．光源种类与选型 三、机器视觉成像技术 (2学时) 1．灰度照明技术 2．彩色照明技术 3．照明器材原理及选型 四、机器视觉核心算法集合 (6学时) 1．滤波算法及其应用 2．数学形态学及其应用 3．边缘检测算法及其应用 4．污点查找算法及其应用 5．阈值分割的原理与方法汇总 6．模版匹配算法及其应用 五、机器视觉工程应用(10学时) 1．机器视觉系统需求分析及系统设计概述 2．在表面检测领域中的应用及案例分析 3．在尺寸测量领域中的应用及案例分析 4．在包装行业中的应用及案例分析 5．在字符识别中的应用及案例分析
Dr. Yu Wenyong
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4. 机器视觉应用行业
• 电子（Electronics） • 半导体（Semiconductor） • 计算机和外设 （Computer&Peripherals） • 制药（Pharmaceutical） • 包装（Packaging） • 汽车（Automotive） • 印刷（Printing） • 消费品（Consumer Goods） • 食品饮料（Food&Beverage） • 医学（Medicine） • 机械制造（Other Industries）
Dr. Yu Wenyong
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4.6印刷行业应用
• • • • 钱币印刷质量 号码识别 丝印质量 塑料薄膜印刷对位
Dr. Yu Wenyong
17
4.7消费行业应用
• • • • • 钻石多棱面加工 刀柄仿型加工 鞋模制造 喷雾器喷射形状分析 陶瓷印花质量检查
Dr. Yu Wenyong
18
4.8食品饮料行业应用
Dr. Yu Wenyong 6
Dr. Yu Wenyong
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2. 机器视觉的特点
• 机器视觉系统的特点
– 在一些不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； – 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，机器视觉系统广泛 地用于工况监视、成品检验和质量控制等领域。
4
Dr. Yu Wenyong
第一课 机器视觉基础
Dr. Yu Wenyong
5
1. 机器视觉的定义
• 机器视觉：用机器代替人眼来做测量和判断 • 机器视觉系统
– 采用图像摄取装置将被摄取目标转换成图像信号， 传送给图像处理系统； – 图像处理系统根据像素分布和亮度、颜色等信息， 进行运算来抽取目标的特征：面积、长度、数量、 位置等； – 根据预设的判据来输出结果：尺寸、角度、偏移 量、个数、合格/不合格、有/无等； – 指挥执行机构进行诸如定位或分选等相应控制动 作
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4.4包装行业应用
• 药品、化妆品包装
– 外观、条码 – 完整性
• 食品包装
– 生产日期、条码、密封性
Dr. Yu Wenyong
15
4.5汽车行业应用
• 仪表盘校准（速度表） – 由表盘图像计算指针位置 • 风挡雨刮器零件分类
– 根据形状、面积、长度等
• 车灯检测 • 表盘、按键丝印质量 • 零部件装配完整性
• •
– –Hale Waihona Puke Baidu–
瓶装液位高度检查 啤酒瓶外观检测
高度、形状、颜色、B标 瓶盖标签完整性 破损情况
•
口服液瓶质检 罐装饮料外观检查
– 保质期、条码
•
Dr. Yu Wenyong
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4.9医学应用
计算机视觉
Dr. Yu Wenyong
工业自动化
机器视觉
9
3. 检测功能
• • • • • • • • • • • 有/无判断（Presence Check） 面积检测（Size Inspection） 方向检测（Direction Inspection） 角度检测（Angle Inspection） 尺寸测量（Dimension Measurement） 位置检测（Position Detection） 数量检测（Quantity Count） 图形匹配（Image Matching） 条码识别（Bar-code Reading） 字符识别（OCR） 颜色识别（Color Verification）
• 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。
Dr. Yu Wenyong
8
、
机器视觉与计算机视觉
图 像 处 理
模 式 识 别
机 器 学 习
认 知 科 学
人 工 智 能
计 数 算 机 图 学 形 学
传 自 计 计 感 动 算 算 器 控 机 机 制 软 网 件 络
机 械 设 计
应 用 光 学
机器视觉自动检测技术
余文勇
Dr. Yu Wenyong 1
• 联系方式
– 机械学院 数字制造国家重点实验室
– E-mail：ywy20052006@126.com
Dr. Yu Wenyong
2
学习目的
• 知识－了解机器视觉与图像处理的基本原 理、构造、编程技术，以及各种机器视觉 检测技术的相关知识； • 能力－熟悉图像处理程序的编写与调试， 具备基本的编程解决问题的能力； • 情商－具有机电工程师应有的认真负责之 态度
机械制造
汽车
IC装备
消费电子
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4.1电子与半导体行业应用
• LED和LCD测试
– 大小、形状、亮度、颜色ON/OFF – LCD平板玻璃
• PCB检查
– 焊点质量、丝印质量 – 钻孔对位
• IC芯片、元件检测
– 有无、方向/极性 – 印刷质量、字符识别 – 管脚排列一致性
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4.2计算机和外设行业应用
• • • • 软盘、光盘印刷质量 硬盘磁头倾斜度 连接器针脚排列 扁平电缆印字符识别
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4.3制药行业应用
• 胶囊生产中的质检
– 壁厚、高度、外观缺陷
• 药片形状、厚度 • 药片装瓶数量计数
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大纲
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 一、机器视觉基础(2学时) 二、机器视觉器件 (4学时) 1．相机的分类及主要特性参数 2．镜头的原理与选型 3．图像采集卡的原理及种类 4．图像数据的传输方式汇总及比较 5．光源种类与选型 三、机器视觉成像技术 (2学时) 1．灰度照明技术 2．彩色照明技术 3．照明器材原理及选型 四、机器视觉核心算法集合 (6学时) 1．滤波算法及其应用 2．数学形态学及其应用 3．边缘检测算法及其应用 4．污点查找算法及其应用 5．阈值分割的原理与方法汇总 6．模版匹配算法及其应用 五、机器视觉工程应用(10学时) 1．机器视觉系统需求分析及系统设计概述 2．在表面检测领域中的应用及案例分析 3．在尺寸测量领域中的应用及案例分析 4．在包装行业中的应用及案例分析 5．在字符识别中的应用及案例分析
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4. 机器视觉应用行业
• 电子（Electronics） • 半导体（Semiconductor） • 计算机和外设 （Computer&Peripherals） • 制药（Pharmaceutical） • 包装（Packaging） • 汽车（Automotive） • 印刷（Printing） • 消费品（Consumer Goods） • 食品饮料（Food&Beverage） • 医学（Medicine） • 机械制造（Other Industries）
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4.6印刷行业应用
• • • • 钱币印刷质量 号码识别 丝印质量 塑料薄膜印刷对位
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4.7消费行业应用
• • • • • 钻石多棱面加工 刀柄仿型加工 鞋模制造 喷雾器喷射形状分析 陶瓷印花质量检查
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2. 机器视觉的特点
• 机器视觉系统的特点
– 在一些不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； – 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，机器视觉系统广泛 地用于工况监视、成品检验和质量控制等领域。
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第一课 机器视觉基础
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1. 机器视觉的定义
• 机器视觉：用机器代替人眼来做测量和判断 • 机器视觉系统
– 采用图像摄取装置将被摄取目标转换成图像信号， 传送给图像处理系统； – 图像处理系统根据像素分布和亮度、颜色等信息， 进行运算来抽取目标的特征：面积、长度、数量、 位置等； – 根据预设的判据来输出结果：尺寸、角度、偏移 量、个数、合格/不合格、有/无等； – 指挥执行机构进行诸如定位或分选等相应控制动 作
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4.4包装行业应用
• 药品、化妆品包装
– 外观、条码 – 完整性
• 食品包装
– 生产日期、条码、密封性
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4.5汽车行业应用
• 仪表盘校准（速度表） – 由表盘图像计算指针位置 • 风挡雨刮器零件分类
– 根据形状、面积、长度等
• 车灯检测 • 表盘、按键丝印质量 • 零部件装配完整性
• •
– –Hale Waihona Puke Baidu–
瓶装液位高度检查 啤酒瓶外观检测
高度、形状、颜色、B标 瓶盖标签完整性 破损情况
•
口服液瓶质检 罐装饮料外观检查
– 保质期、条码
•
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4.9医学应用
计算机视觉
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工业自动化
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3. 检测功能
• • • • • • • • • • • 有/无判断（Presence Check） 面积检测（Size Inspection） 方向检测（Direction Inspection） 角度检测（Angle Inspection） 尺寸测量（Dimension Measurement） 位置检测（Position Detection） 数量检测（Quantity Count） 图形匹配（Image Matching） 条码识别（Bar-code Reading） 字符识别（OCR） 颜色识别（Color Verification）
• 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。
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、
机器视觉与计算机视觉
图 像 处 理
模 式 识 别
机 器 学 习
认 知 科 学
人 工 智 能
计 数 算 机 图 学 形 学
传 自 计 计 感 动 算 算 器 控 机 机 制 软 网 件 络
机 械 设 计
应 用 光 学
机器视觉自动检测技术
余文勇
Dr. Yu Wenyong 1
• 联系方式
– 机械学院 数字制造国家重点实验室
– E-mail：ywy20052006@126.com
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学习目的
• 知识－了解机器视觉与图像处理的基本原 理、构造、编程技术，以及各种机器视觉 检测技术的相关知识； • 能力－熟悉图像处理程序的编写与调试， 具备基本的编程解决问题的能力； • 情商－具有机电工程师应有的认真负责之 态度