工業機器人的“眼睛”, 機器視覺技術在工業智慧化生產中的優點和應用

機器視覺在工業質量檢測中的應用

在現代工業生產過程中，機器視覺技被稱為

工業機器人

的“眼睛”。目標檢測的種類繁多，市場需求相對較大。比如檢測機械零件尺寸是否合格，識別條形碼或包裝條形碼，檢測外觀缺陷、瓶口缺陷、印刷缺陷等。這些應用需要大量高精度的測試的測試，在這些測試中人眼識別處於劣勢，如果只靠人工，要花很長時間。

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例如在啤酒瓶的生產過程中，瓶子的尺寸和外觀是否存在缺陷，需要經過質量檢驗。有些工廠一天能生產上千瓶啤酒，如果全部用人工處理，人就不行了。而一般眼睛一直盯著同一物體檢測，時間長了，會造成視覺疲勞，進而導致不良品率高、效率低。如果工廠還是大量聘請質檢人員檢測，這種生產方式已不能適應市場的需求，更不適合現代化企業的生產。

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利用機器視覺技術可以有效地解決這一問題，用機器檢測代替傳統的手工檢測，可以快速完成批次檢測，加快工廠的生產速度；此外，降低工廠的生產成本，提高產品的生產效率。隨著機器視覺技術的應用，工業生產不再受人眼識別缺陷的限制，提高了工業檢測的準確性和效率，使工業生產更加自動化和智慧化。

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一般來說，機器視覺的作用是代替人眼做測量和判斷。機器視覺系統利用攝像機和照明裝置獲取影象資訊，然後傳輸給

影象處理

系統。影象處理系統對影象的顏色和亮度進行處理，然後將影象資訊轉換成數字訊號，最後由計算機進行處理和分析。機器視覺有兩個關鍵技術：影象採集和影象分析與處理。

（1） 影象採集

影象採集是機器視覺技術的關鍵步驟，是後續影象處理的保證。利用攝像機進行影象採集時，攝像機的選擇會因功能的不同而不同；有時，影象的質量也與光照強度有關，因此會增加照明功能來輔助影象採集。

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影象採集涉及到影象感測器的使用。一般來說，高靈敏度、大畫素、大動態範圍和低功耗的影象感測器是比較流行的。目前市場上廣泛應用的CCD具有靈敏度高、讀取噪聲低等優點，在影象感測器中佔有一定的市場。日常生活中常見的影象採集包括數碼相機、手機、各種相機、多媒體等，影象採集的速度和質量直接影響到影象處理和機器控制。

（2） 影象分析與處理

影象分析一般採用數學模型來分析影象的顏色、透明度和色差。影象處理硬體包括數字影象採集器和影象處理計算機。影象處理的主要操作由影象處理軟體完成。所涉及的演算法包括傅立葉變換、正餘弦變換、沃爾什變換、微分計算、濾波等。

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影象是機器獲取和資訊交換的主要來源。透過對影象的採集、分析和處理，將外部資訊轉化為計算機可以分析的數字訊號，再透過分析系統傳輸給控制系統，發出下一步動作指令，控制機器完成任務。

機器視覺技術的優點：

1。它可以利用機器進行非接觸測量，在人們無法工作和觸及的區域，可以利用機器完成對目標物體的檢測；機器比人眼對光更敏感，

2。可以檢測到肉眼看不到的紅外線和弱光人眼，解決了人眼的缺陷，擴大了人眼的可視範圍；

3。機器視覺可以長時間工作、分析、加工和操作；使用機器視覺解決方案可以節省大量人力資源，有效降低成本降低了企業的生產成本，為現代工業生產帶來了可觀的效益。

4。利用機器視覺技術可以有效降低生產成本，節約勞動力，提高生產效率，降低不良品率；

5。還可以實現非接觸測量。機器視覺技術具有諸多優點，對智慧製造的發展產生了重大影響。然而，目前的機器視覺技術還有待改進，許多技術問題亟待解決。當前的工作重點應是

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解決機器視覺技術在工業中的應用

隨著科學技術的飛速發展，智慧化、自動化在生產中的應用，機器視覺技術的應用已經相對成熟。但仍然存在許多問題：當工業生產車間的噪聲很大時，機器視覺系統經常受到干擾，這會降低裝置的靈敏度或損壞裝置。

在工業生產中，機器視覺系統的應用受到了廣泛的關注另外，有的工業生產現場處於高溫，有的處於低溫，這就要求機器裝置必須具有一定的抗干擾能力和穩定性。

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影象採集有時會受到光照強度的影響。當光線較暗時，會影響目標影象的提取、識別和分析，從而導致不良品率的上升，影響生產的準確性和效率。如何解決這些問題，提高機器的效能，有效的進行影象識別，使機器視覺技術在工業智慧生產中得到高效的利用，是當前研究的關鍵。

（1）開發高效的影象處理軟硬體。影象採集部分的速度主要取決於硬體的速度。高質量的硬體可以有效地減輕主機的負擔，提高系統的解析度效率、採集效率、影象處理速度和處理分析效率。高質量的軟體也尤為重要，高質量的軟體可以使機器的命令執行速度更加高效。

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（2）開發適用性強、效率高、穩定性好、實時性強的智慧演算法。智慧、高效、穩定的智慧演算法能有效提高系統的分析處理速度，改善系統在複雜環境中抗干擾能力弱的缺點，使系統具有較強的實時性、魯棒性、穩定性、抗干擾性和環境適應性。