機(jī)器視覺的概念

美國機(jī)器人工業(yè)協(xié)會(huì)（RIA Robotic Industries Association）的自動(dòng)化對機(jī)器視覺下的定義為：“機(jī)器視覺是通過光學(xué)的裝置和非接觸的傳感器自動(dòng)地接收和處理一個(gè)真實(shí)物體的圖像，以獲得所需信息或用于控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的裝置”。

在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中，涉及到各種各樣的檢驗(yàn)、生產(chǎn)監(jiān)視及零件識別應(yīng)用，例如零配件批量加工的尺寸檢查，自動(dòng)裝配的完整性檢查，電子裝配線的元件自動(dòng)定位，IC上的字符識別等。通常人眼無法連續(xù)、穩(wěn)定地完成這些帶有高度重復(fù)性和智能性的工作，其它物理量傳感器也難有用武之地。由此人們開始考慮利用光電成像系統(tǒng)采集被控目標(biāo)的圖像，而后經(jīng)計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ玫膱D像處理模塊進(jìn)行數(shù)字化處理，根據(jù)圖像的像素分布、亮度和顏色等信息，來進(jìn)行尺寸、形狀、顏色等的判別。這樣，就把計(jì)算機(jī)的快速性、可重復(fù)性，與人眼視覺的高度智能化和抽象能力相結(jié)合，由此產(chǎn)生了機(jī)器視覺的概念。

一個(gè)成功的機(jī)器視覺系統(tǒng)是一個(gè)經(jīng)過細(xì)致工程處理來滿足一系列明確要求的系統(tǒng)。當(dāng)這些要求完全確定后，這個(gè)系統(tǒng)就設(shè)計(jì)并建立來滿足這些精確的要求。機(jī)器視覺的優(yōu)點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)：

■精度高

作為一個(gè)精確的測量儀器，設(shè)計(jì)優(yōu)秀的視覺系統(tǒng)能夠?qū)σ磺€(gè)或更多部件的一個(gè)進(jìn)行空間測量。因?yàn)榇朔N測量不需要接觸，所以對脆弱部件沒有磨損和危險(xiǎn)。

■連續(xù)性

視覺系統(tǒng)可以使人們免受疲勞之苦。因?yàn)闆]有人工操作者，也就沒有了人為造成的操作變化。多個(gè)系統(tǒng)可以設(shè)定單獨(dú)運(yùn)行。

■成本效率高

隨著計(jì)算機(jī)處理器價(jià)格的急劇下降，機(jī)器視覺系統(tǒng)成本效率也變得越來越高。一個(gè)價(jià)值10000美元的視覺系統(tǒng)可以輕松取代三個(gè)人工探測者，而每個(gè)探測者每年需要20000美元的工資。另外，視覺系統(tǒng)的操作和維持費(fèi)用非常低。

■靈活性

視覺系統(tǒng)能夠進(jìn)行各種不同的測量。當(dāng)應(yīng)用變化以后，只需軟件做相應(yīng)變化或者升級以適應(yīng)新的需求即可。

許多應(yīng)用滿意過程控制（SPC）的公司正在考慮應(yīng)用機(jī)器視覺系統(tǒng)來傳遞持續(xù)的、協(xié)調(diào)的和精確的測量SPC命令。在SPC中，制造參數(shù)是被持續(xù)監(jiān)控的。整個(gè)過程的控制就是要保證這些參數(shù)在一定的范圍內(nèi)。這使制造者在生產(chǎn)過程失去控制或出現(xiàn)壞部件時(shí)能夠調(diào)節(jié)過程參數(shù)。

機(jī)器視覺系統(tǒng)比光學(xué)或機(jī)器傳感器有更好的可適應(yīng)性。它們使自動(dòng)機(jī)器具有了多樣性、靈活性和可重組性。當(dāng)需要改變生產(chǎn)過程時(shí)，對機(jī)器視覺來說“工具更換”僅僅是軟件的變換而不是更換昂貴的硬件。當(dāng)生產(chǎn)線重組后，視覺系統(tǒng)往往可以重復(fù)使用