机器视觉技术的应用研究
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理。
总之 ，随着 机器 视 觉技 术 自身 的成 熟 和 发 展 ，可 以预 计它 将 在现 代和 未 来制 造
企业 中得到 越来越 广泛 的应 用 。 ２ ． 机 器视 觉技 术的 应用 在 国外 ，机 器 视觉 的应 用 主要 体现 在 半导体 及 电子行业 ，其 中大概４ ０ ％ 一 ５ ０ ％ 都集 中在 半 导 体 行 业 。 具 体 ￣Ｐ Ｃ Ｂ Ｅ ［ Ｊ Ｎ ４ 电路 ；Ｓ Ｍ Ｔ 表 面 贴 装 ： 电子 生 产 加 工 设 备 ； 机 器 视 觉 系 统还 在质量检测 的各个方面 已经 得到了广泛 的应 用 ，并 且 其产 品 在 应 用 中 占据着 举 足 轻 重的地位 。 而在 中国 ， 以上行 业 本身 就 属于新 兴 的领域 ，再加 之机器视觉产 品技 术的普及不 够 ，导致机 器视觉在 以上 各行业的应用几乎 空 白。目前 随着我 国随着配套 基础建设 的完 善，技术 、资金的积累 ，各行 各业对采用 图 像和机器视 觉技术的工业 自动 化、智能化 需 求开始广泛 出现， 国内有 关大中专院校 、研 究所和企业 近两年在 图像 和机 器视觉技术领 域进行 了积 极思索和大胆 的尝试 ，逐步开始 了工业现场和 其它领域的应用 。 （ １ ） 工 业 中 的 应 用 虽然机 器 视 觉技 术从 ２ Ｏ 世纪８ Ｏ 年 代才 开始 起 步 ，但 由于其 突 出的优 点，在 各种
工 业领 域 被广 泛 应用 ，特 别 是近 几年 发 展 十 分迅速 ，国 内外 的成 果也 是层 出不 穷 。 在 国 外 ， 机 器 视 觉 技 术 广 泛 应 用 于 机 器 零部 件 的装配 、非接 触 测量 、产 品质 量 检测 、 在线 过程 控 制 、数控 机 床加 工 、 过 程监 控 等领域 。英 国Ｒ Ｏ Ｖ Ｅ Ｒ 汽车 公 司８ ０ ０ 系列汽 车 车身 轮廓 尺 寸精 度 的 １ ０ ０ ％ 在 线检 测 ，是机 器视 觉 系统 用于 工 业检 测 中 的一 个 较 为典 型 的例 子 ，该系 统 由６ ２ 个测 量 单 元 组成 ，每个 测 量单 元包 括 一 台激光 器 和 个Ｃ Ｃ Ｄ 摄 像 机 ，用 以检 测车 身外 壳 上２ ８ ８ 个 测量 点 。汽 车车 身 置于 测 量框 架 下 ，通 过 软件 校准 车 身 的精 确位 置 。测 量 单元 的 校 准将 会 影响 检测 精 度 ， 因而受 到特 别 重 视 。每 个激 光 器 ／ 摄 像 机 单 元 均 在 离 线 状 态 下 经 过 校 准 。 同 时 还 有 一 个 在 离 线 状 态 下用三 坐 标测 量机 校 准过 的校 准 装置 ，可 对 摄像 顶进 行 在线 校 准 。检测 系 统 以每４ Ｏ 秒 检测 一 个车 身 的速 度 ，检测 三 种类 型 的 车 身 。系 统将 检 测 结 果 与 人 、从 Ｃ Ａ Ｄ 模 型 中撮 出来 的合 格尺 寸 相 比较 ，测 量精 度 为 ±０ 。ｌ ｉ ｆ ｌ ｍ。Ｒ Ｏ Ｖ Ｅ Ｒ 的质 量 检 测 人 员用 该 系 统来判 别 关键 部 分 的尺 寸一致 性 ， 如车 身 整 体 外型 、 门、 玻璃 窗 口等 。 实践证 明， 该系 统 是 成功 的 ，并将 用于 Ｒ Ｏ Ｖ Ｅ Ｒ 公 司 其 它 系 列汽 车 的 车 身 检 测 。 机 器 视 觉 在 国 内 的应 用 主 要 集 中 于 检 测 与定 位等 几 个方 面 ，这 样 的工 业产 品 占据 了中国 市场 的绝 大 部分 。机 器 视觉 在 工业 检测 中 的应 用最 为 常 见的 是对 各种 机 械零 件 的几何 尺 寸进 行 测量 ，在半 导体 及 电子 行业 ，国 内高等 院 校和 科 研单 位 也研 究 出基于 机器 视 觉 的管 脚尺 寸 自动 检测 装 置 。此外 ，机 器 视觉 还 被用 于对 于 如 刀具 等工 业设 备 的检 测和 数 控机 床 的加 工 。在 很 多工业 领域 存 在 着高 精 度定 位 的 问题 ， 如钻 床数 控 系统 钻 头定 位 、金 属板 材 数控 加工 轨迹 坐 标 定位 等 。 目前机 器视 觉 技术 由于 其 高精度 的优 点在 这 方面 得到 广 泛 的 应 用 。华 中 科 技 大 学 在 金 属 板 材 数 控 加 工 中 利 用 机 器 视 觉 技 术 对 加 工 轨 迹 坐 标 定 位 。提 出一 种基 于 机器 视 觉 的非接 触 式加 工轨 迹 坐标 定 位方 法 ，完 成 了金属 板 材数 字化 成 形 中支撑 模 型 的非 接触 式 高精 度快 速 定位 。湖 南 大学 进 行 了钻头 视 觉定 位研 究 ，在 视觉 定位 中采用 间接定 位 方式 ， 间 接 实现 钻 头刃 磨初 始状 态 的 定位 。 中国计
Ｉ 一 研筮 …………………………一
机 器 视 觉 技 术 的 应 用 研 究
武汉 商学院机 电工程 与汽车服务学院
【 摘 要 】 阐述 了机 器 视 觉 技 术 在 工 业 、 农 业 、 医 学 、 交通 领 域 的 研 究 应 用 状 况 ， 指 出 了机 器 视 觉 的 未 来 走 向 。
【 关 键Байду номын сангаас词 】机 器 视 觉 ；应 用 研 究
张红霞
刘义才
机器 视 觉是 一 门涉 及人 工智 能 、计 算 机 科 学、 图像 处 理 、模 式识 别 、神经 生物 学 、 心理 物 理学 等诸 多领 域 的交 叉 学科 。 机 器视 觉 主 要利 用计 算机 来 模拟 人或 再 现 与 人类 视 觉 有关 的某 些 智能 行为 ，从 客观 事 物 的 图像 中提 取信 息进 行 处理 ，并加 以 理 解 ，最 终 用于 实 际检测 和 控制 。随着现 代 计 算机 技 术、 现场 总线 技 术 与大规 模集 成 电 路 技 术 的 飞 速 发 展 ， 机 器 视 觉 技 术 也 目臻 成熟 ， 已经 广泛 应用 在 国 民经济 发 展 的各行 业 。 １机 器视 觉系统 组成 个 典 型 的 机 器 视 觉 应 用 系 统 包 括 图像 捕捉 、 光源 系统 、图像 数字 化模 块 、 数 字 图像 处 理模 块 、智 能判 断 决策模 块 和 机 械 控 制 执 行模 块 ，如 图ｌ 所 示 。首 先 采 用Ｃ Ｃ Ｄ 摄 像 机 获得 被 测 目标 的 图像 信 号 ， 然 后 通 过Ａ ／ Ｄ 转换 成数 字 信 号传 送 给 专 用 的图像 处 理 系统 ，根 据像 素 分布 、亮 度 和 色 彩等 信 息 ，进 行各 种运 算 来抽 取 目标 的 特 征 ，然 后 再根 据预 设 的判 别标 准输 出判 断结 果 ，去 控制 驱动 执 行机 构进 行相 应 处
理。
总之 ，随着 机器 视 觉技 术 自身 的成 熟 和 发 展 ，可 以预 计它 将 在现 代和 未 来制 造
企业 中得到 越来越 广泛 的应 用 。 ２ ． 机 器视 觉技 术的 应用 在 国外 ，机 器 视觉 的应 用 主要 体现 在 半导体 及 电子行业 ，其 中大概４ ０ ％ 一 ５ ０ ％ 都集 中在 半 导 体 行 业 。 具 体 ￣Ｐ Ｃ Ｂ Ｅ ［ Ｊ Ｎ ４ 电路 ；Ｓ Ｍ Ｔ 表 面 贴 装 ： 电子 生 产 加 工 设 备 ； 机 器 视 觉 系 统还 在质量检测 的各个方面 已经 得到了广泛 的应 用 ，并 且 其产 品 在 应 用 中 占据着 举 足 轻 重的地位 。 而在 中国 ， 以上行 业 本身 就 属于新 兴 的领域 ，再加 之机器视觉产 品技 术的普及不 够 ，导致机 器视觉在 以上 各行业的应用几乎 空 白。目前 随着我 国随着配套 基础建设 的完 善，技术 、资金的积累 ，各行 各业对采用 图 像和机器视 觉技术的工业 自动 化、智能化 需 求开始广泛 出现， 国内有 关大中专院校 、研 究所和企业 近两年在 图像 和机 器视觉技术领 域进行 了积 极思索和大胆 的尝试 ，逐步开始 了工业现场和 其它领域的应用 。 （ １ ） 工 业 中 的 应 用 虽然机 器 视 觉技 术从 ２ Ｏ 世纪８ Ｏ 年 代才 开始 起 步 ，但 由于其 突 出的优 点，在 各种
工 业领 域 被广 泛 应用 ，特 别 是近 几年 发 展 十 分迅速 ，国 内外 的成 果也 是层 出不 穷 。 在 国 外 ， 机 器 视 觉 技 术 广 泛 应 用 于 机 器 零部 件 的装配 、非接 触 测量 、产 品质 量 检测 、 在线 过程 控 制 、数控 机 床加 工 、 过 程监 控 等领域 。英 国Ｒ Ｏ Ｖ Ｅ Ｒ 汽车 公 司８ ０ ０ 系列汽 车 车身 轮廓 尺 寸精 度 的 １ ０ ０ ％ 在 线检 测 ，是机 器视 觉 系统 用于 工 业检 测 中 的一 个 较 为典 型 的例 子 ，该系 统 由６ ２ 个测 量 单 元 组成 ，每个 测 量单 元包 括 一 台激光 器 和 个Ｃ Ｃ Ｄ 摄 像 机 ，用 以检 测车 身外 壳 上２ ８ ８ 个 测量 点 。汽 车车 身 置于 测 量框 架 下 ，通 过 软件 校准 车 身 的精 确位 置 。测 量 单元 的 校 准将 会 影响 检测 精 度 ， 因而受 到特 别 重 视 。每 个激 光 器 ／ 摄 像 机 单 元 均 在 离 线 状 态 下 经 过 校 准 。 同 时 还 有 一 个 在 离 线 状 态 下用三 坐 标测 量机 校 准过 的校 准 装置 ，可 对 摄像 顶进 行 在线 校 准 。检测 系 统 以每４ Ｏ 秒 检测 一 个车 身 的速 度 ，检测 三 种类 型 的 车 身 。系 统将 检 测 结 果 与 人 、从 Ｃ Ａ Ｄ 模 型 中撮 出来 的合 格尺 寸 相 比较 ，测 量精 度 为 ±０ 。ｌ ｉ ｆ ｌ ｍ。Ｒ Ｏ Ｖ Ｅ Ｒ 的质 量 检 测 人 员用 该 系 统来判 别 关键 部 分 的尺 寸一致 性 ， 如车 身 整 体 外型 、 门、 玻璃 窗 口等 。 实践证 明， 该系 统 是 成功 的 ，并将 用于 Ｒ Ｏ Ｖ Ｅ Ｒ 公 司 其 它 系 列汽 车 的 车 身 检 测 。 机 器 视 觉 在 国 内 的应 用 主 要 集 中 于 检 测 与定 位等 几 个方 面 ，这 样 的工 业产 品 占据 了中国 市场 的绝 大 部分 。机 器 视觉 在 工业 检测 中 的应 用最 为 常 见的 是对 各种 机 械零 件 的几何 尺 寸进 行 测量 ，在半 导体 及 电子 行业 ，国 内高等 院 校和 科 研单 位 也研 究 出基于 机器 视 觉 的管 脚尺 寸 自动 检测 装 置 。此外 ，机 器 视觉 还 被用 于对 于 如 刀具 等工 业设 备 的检 测和 数 控机 床 的加 工 。在 很 多工业 领域 存 在 着高 精 度定 位 的 问题 ， 如钻 床数 控 系统 钻 头定 位 、金 属板 材 数控 加工 轨迹 坐 标 定位 等 。 目前机 器视 觉 技术 由于 其 高精度 的优 点在 这 方面 得到 广 泛 的 应 用 。华 中 科 技 大 学 在 金 属 板 材 数 控 加 工 中 利 用 机 器 视 觉 技 术 对 加 工 轨 迹 坐 标 定 位 。提 出一 种基 于 机器 视 觉 的非接 触 式加 工轨 迹 坐标 定 位方 法 ，完 成 了金属 板 材数 字化 成 形 中支撑 模 型 的非 接触 式 高精 度快 速 定位 。湖 南 大学 进 行 了钻头 视 觉定 位研 究 ，在 视觉 定位 中采用 间接定 位 方式 ， 间 接 实现 钻 头刃 磨初 始状 态 的 定位 。 中国计
Ｉ 一 研筮 …………………………一
机 器 视 觉 技 术 的 应 用 研 究
武汉 商学院机 电工程 与汽车服务学院
【 摘 要 】 阐述 了机 器 视 觉 技 术 在 工 业 、 农 业 、 医 学 、 交通 领 域 的 研 究 应 用 状 况 ， 指 出 了机 器 视 觉 的 未 来 走 向 。
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张红霞
刘义才
机器 视 觉是 一 门涉 及人 工智 能 、计 算 机 科 学、 图像 处 理 、模 式识 别 、神经 生物 学 、 心理 物 理学 等诸 多领 域 的交 叉 学科 。 机 器视 觉 主 要利 用计 算机 来 模拟 人或 再 现 与 人类 视 觉 有关 的某 些 智能 行为 ，从 客观 事 物 的 图像 中提 取信 息进 行 处理 ，并加 以 理 解 ，最 终 用于 实 际检测 和 控制 。随着现 代 计 算机 技 术、 现场 总线 技 术 与大规 模集 成 电 路 技 术 的 飞 速 发 展 ， 机 器 视 觉 技 术 也 目臻 成熟 ， 已经 广泛 应用 在 国 民经济 发 展 的各行 业 。 １机 器视 觉系统 组成 个 典 型 的 机 器 视 觉 应 用 系 统 包 括 图像 捕捉 、 光源 系统 、图像 数字 化模 块 、 数 字 图像 处 理模 块 、智 能判 断 决策模 块 和 机 械 控 制 执 行模 块 ，如 图ｌ 所 示 。首 先 采 用Ｃ Ｃ Ｄ 摄 像 机 获得 被 测 目标 的 图像 信 号 ， 然 后 通 过Ａ ／ Ｄ 转换 成数 字 信 号传 送 给 专 用 的图像 处 理 系统 ，根 据像 素 分布 、亮 度 和 色 彩等 信 息 ，进 行各 种运 算 来抽 取 目标 的 特 征 ，然 后 再根 据预 设 的判 别标 准输 出判 断结 果 ，去 控制 驱动 执 行机 构进 行相 应 处