機器視覺技術發展及其工業應用

，，，，，

(西南科技大學城市學院，四川綿陽，621000)

1 前言

根據目前的知識可以理解為機器視覺技術就是使用計算機技術來完成人的視覺作用。此種技術是目前人工智能領域中尤其重要的一門處于快速發展中的分支專業。機器視覺技術主要是由計算機技術、人工智能、生物學、圖像繪制等多個學科共同交叉作用所興起的一門高新學科。此學科技術具有反應速度快、識別度高、抗干擾性能強、操作簡單等多個特點。隨著科技化水平的不斷提高，此技術已經在許多行業領域被廣泛應用。

2 機器視覺技術

2.1 光源技術

在機器視覺技術的應用過程中，圖像是所有機器進行識別工作的最基本的根據，但因為機器和人類的視覺結構存在一定的差異，機器識別圖像的基本標準和要求也與人類不完全相同，而光源的作用對于圖像掃描則顯得尤為關鍵，合理穩定的光源可以保證機器視覺掃描識別的精確度，進而為機器視覺技術接下來的工作順利進行奠定了堅實基礎。目前針對機器視覺技術中該如何利用光源種類許多人的理解認知都不盡相同，而且根據操作實踐的結果來看也并沒有達到理想的效果[2]。近些年在機器視覺的光源技術應用方面已經有了一定的突破和進展，通常會選擇透射光及反射光作為機器視覺技術的主要光源，而且從操作效果來看，投射光和反射光在進行機器識別的過程中可以保持比較好的對比度和整體亮度，這非常有利于機器視覺識別的準確性和穩定性。

2.2 攝像機

攝像機眾所周知是機器識別應用過程中最為關鍵的部分，它是得到圖像數據的最初始器件，通常攝像機也是在被動視覺中最普遍設備。以前常用的攝像機因為電子耦合器的性能指數比較低，不能完成對有關圖像的科學處理，進而在一定程度上阻礙了機器視覺技術的應用發展潛力。但隨著電子耦合器技術的快速發展，在實現體積方面大大減小的同時，還對于成像清晰度有了非常明顯的提升，所以也直接提高了機器視覺技術被動圖像獲取的準確度和有效性。

2.3 信號處理

要求對采集的數據信號進行分析處理，這也是機器視覺技術應用過程中最重要的環節。現在大部分比較先進的信號數據處理技術已經可以應用于其中。尤其是信息技術的普遍應用，使得包括計算機、微電子和集成電路技術在內的多種形式都得到了發展與應用，同時這也為圖像處理技術提供了穩定的硬件保障[3]。

2.4 執行機構

執行機構是能夠保證機器視覺系統完成其主要作用的末端技術部分。要保證其在開展制作和安裝時的精度，同時在設計環節，要充分認識到其穩定性的因素。但是目前以計算機為基礎的技術還無法進行模塊化處理，安裝比較困難，特別是工業應用上已經普遍使用的PLC接口在進行對接時問題比較多，不太穩定。

3 應用于工業上的機器視覺技術

3.1 在自動檢測中的應用

自動檢測在自動化技術應用過程中一個十分重要的環節。機器視覺技術已經普遍應用于自動檢測系統當中，通常檢測方式有兩種，即幾何測量和自動識別檢測。尤其在工業制造技術的應用過程中有著重要作用的則是幾何測量技術。傳統應用的測量技術在讀數環節特別復雜，而且測量周期較長，人工操作還會存在著特別大的誤差，自動化程度較低。測量技術則是在檢測行業新興起來的一種技術，它的發展帶動著視覺技術的不斷發展。目前來看主要有工業CT、激光掃描、激光雷達、結構光測量等技術，各有優劣。一般的檢測技術多應用于產品形狀和表面探傷的檢測，目前這類檢測技術相對來說比較穩定。

3.2 在智能裝配中的應用

在當下的主流工業生產過程中，裝配環節占整個產品生產流程的主要內容。裝配環節由于具有復雜多元的特點，在將自動化技術應用到裝配環節時有著許多的潛在問題。而視覺系統技術的應用將直接降低了產品的研發周期，既無需更改硬件設施還能夠對各類零部件進行相應的處理。機器視覺技術不僅可以實現相對容易的工作，還能夠在非常惡劣的環境下完成裝配工作。目前的工業生產系統中已大量引進了視覺系統相關技術的機器人來完成工作。而針對目前裝配過程中機器視覺的切入點在于對立體目標的掃描處理上。