機器視覺技(ji)術的優越性
由於機器視覺系統可以快速获取大量信息，而且(qie)易於自(zi)動處理，也易(yi)於同設計信息以及加工控製(zhi)信息集成，因此(ci)，在現(xian)代自動化(hua)生產過程中，人們將機(ji)器視覺系統廣泛地(di)用於工况监視、成品(pin)檢驗(yan)和質量控製等领域。機器視覺(jue)系統的特點是提高生產的柔性和自動化(hua)程度。在一些不適(shi)合於人工作業的危(wei)险工作環境或人工視覺难以满足要求的場合，常用機器視覺(jue)來替代人工視覺；同時在大批量(liang)工業生產過程中，用人工(gong)視(shi)覺檢查產品質量效率低且精度不高，用機器視覺檢測方法可以大大提(ti)高生產效率和生產(chan)的自動化程度。而且機器視覺易於實現信息(xi)集成，是實現計算(suan)機集成製造的基(ji)礎技術。
随着(zhe)機器視覺技術自身的成熟和发展，可以预計它(ta)將在現(xian)代和未來製造企業中得到越來越廣泛的應用。
機(ji)器視覺(jue)工業檢測系統類型
機器視覺工業檢測系統(tong)就其(qi)檢測性質和應用範围而言，分為定量和定(ding)性檢測兩大類(lei)，每類又分為不同的子(zi)類。機器視覺(jue)在工(gong)業在線檢測的各個應用领域十分活跃，如：印刷電路(lu)板的視覺檢查、鋼板表面的自動探(tan)伤、大型工件平(ping)行度和垂直度測量、容器容积或(huo)雜質檢測、機械零件的自(zi)動识別分(fen)類和几何尺寸測量等。此(ci)外，在許多其(qi)它方法(fa)难以檢測的場合，利用機器視覺系統可以有效地實現(xian)。機器視覺的應用(yong)正越來越多地代替(ti)人去完成許多工作，这无疑在很大程度上提高了生產自動化水平和檢測系統的(de)智能水(shui)平。
機器(qi)視覺在質量(liang)檢測中的應用實例
機器視覺系統(tong)在質量檢測的各個方面得到(dao)了廣泛的應用，例如：采用激光掃(sao)描與(yu)CCD探(tan)測系統的大型工件平行度(du)、垂直度測量(liang)儀，它(ta)以稳定的準直激光(guang)束為測量基線，配以回轉轴系，旋轉(zhuan)五角標棱镜掃出互相平行或垂直的基準平面(mian)，將其與被測大型工件的各面(mian)進行比较(jiao)。在加工或安裝(zhuang)大型工件時(shi)，可用该(gai)認错器(qi)測量面間的平行度及垂直度。
以頻闪光(guang)作(zuo)為照明光源，利(li)用面(mian)陈和線陈CCD作為螺纹鋼外形轮廓尺寸(cun)的探測器件，實現熱(re)轧螺纹鋼(gang)几何參数在線測量的動態檢測系統。
視覺(jue)技術實時(shi)监控轴承的负载和温度變化，消除(chu)過载和過(guo)熱的危险。將傳統上通過測量滚珠表面(mian)保證加工質量和安全操作的被動式測量變為主動式监(jian)控。
用微波作為(wei)信(xin)號源，根據微波发生器发出不(bu)同波涛率的(de)方波，測量金屬表面(mian)的(de)裂纹，微波的(de)波(bo)的頻率越高，可測的(de)裂纹越狭小。
总(zong)之(zhi)，類(lei)似的實用(yong)系統還有許多，这里就不一一概(gai)述了。下面我們较详(xiang)細地介(jie)紹三個實用機器視覺系統。
基於機器視覺(jue)的儀表板总成智(zhi)能集成測試系統
EQ140-II汽车儀表板总成是(shi)我國某汽车公司生產(chan)的儀表產品，儀表(biao)板上(shang)安裝有速度里程表、水温表(biao)、汽油表、電流表、信(xin)號報警(jing)燈等，其生產(chan)批量大，出(chu)廠前需要進行一次質量(liang)終檢。檢測項目包括：檢測速(su)度表等五個儀表指针的指示误差；檢測24個(ge)信號報警燈和若干照明9燈是否损坏或漏裝。一般采(cai)用人工目測方法檢查，误差大，可靠性(xing)差(cha)，不(bu)能满足(zu)自動化生產的需要。基於機(ji)器視覺的智(zhi)能集成測試系統，改變了这(zhe)種(zhong)現状，實現了對儀表板总成(cheng)智能化、全自動、高精度、快速(su)質(zhi)量檢測，克服了人工檢測所造成(cheng)的各種误(wu)差，大大提高了檢測效率。 整個系統分為(wei)四個部(bu)分：為儀表板提供模擬信號源的集成化多路標準信號源(yuan)、具有圖像信息反饋定位的雙(shuang)坐標CNC系統(tong)、摄像機圖像获取系統和主从機平行處理系統。
金屬板(ban)表面自動控伤系統
金屬板如大(da)型電力(li)變壓器線圈扁平線收音機蒙胧皮等的表面質量都有很高的要求，但原始的采用人(ren)工目視或用百分表加控针的檢測方法不仅易受主(zhu)觀因素的影響，而且可能會绘被測表面带(dai)來(lai)新的劃伤。金屬板表面自動探伤系統利用機器視覺技術對(dui)金屬(shu)表面缺陷進行自動檢查，在生產過程中高速、準確地進行檢測，同時由於采用非接(jie)角式測量(liang)，避 免了產生新劃伤的可能。其工作原理圖如圖(tu)8-6所示；在此系統(tong)中，采用激(ji)光(guang)器作為光源，通過针孔滤(lv)波器滤(lv)除激光束周围的雜散光，擴束镜和準直镜(jing)使激光束變為平(ping)行光並以45度的(de)入(ru)射角均匀照明被檢查的金屬板表面。金屬板放在檢驗臺上。檢驗臺可在(zai)X、Y、Z三個方向上(shang)移(yi)動，摄像機(ji)采用TCD142D型2048線陈CCD，镜头采用普通照像機镜头。CCD接口電路采用單片(pian)機系(xi)統。主機PC機主要完成圖像预處理(li)及缺陷的分類或劃痕的深度運算(suan)等，並可將檢測(ce)到的缺陷或劃痕圖像在顯示器上顯示(shi)。CCD接口電(dian)路和PC機之間通過RS-232口進行雙(shuang)向通訊，結合异步A/D轉换(huan)方式，構成人機交互式(shi)的数據采集與處理(li)。
该系(xi)統主要利用線阵CCD的(de)自掃描特性與被檢查鋼板X方向的移動相結(jie)合，取(qu)得金屬板表面的(de)三維圖像信息。
汽车车身檢測系統
英(ying)國ROVER汽车(che)公司(si)800系列汽车车(che)身轮廓尺寸精度的100%在線檢測，是機器視覺(jue)系統用於工業檢測中的(de)一個较為典型的例子，该系(xi)統由(you)62個測量單元組成，每個測量單元包括一臺激光器和一個CCD摄像機，用以檢(jian)測车身外壳上(shang)288個測(ce)量點。汽车(che)车身置於測量(liang)框架下，通過软件校準车身的精確位置。
測(ce)量單元的校準將會影響檢測精度(du)，因(yin)而(er)受到特別重視。每個激光(guang)器/摄像(xiang)機(ji)單元均在离線状態下經過校準。同時還(hai)有一個在离線状態下用三坐標測量機校準過的校準(zhun)裝置，可對摄(she)像顶進行在線校(xiao)準。
機器視覺系統以(yi)每40秒(miao)檢測一個车身的速度(du)，檢測三種類(lei)型的车身。系統將檢(jian)測結果與人、从CAD模型中撮出來的合格尺寸相比较，測量精度為±0.1mm。 ROVER的質量檢測人員用(yong)该系統來判別關键部分的尺寸(cun)一致性，如车身整(zheng)體外(wai)型、門、玻璃窗口(kou)等。實践(jian)證明，该系統是(shi)成功(gong)的，並(bing)將用(yong)於ROVER公司其它系統列汽车的车身(shen)檢測(ce)。
紙幣印(yin)刷質(zhi)量檢測系統：该系統利用圖像處理技術，通過對紙幣生產流(liu)水線上的紙幣20多項(xiang)特征（號(hao)碼(ma)、盲(mang)文、顏色、圖案等）進行比较分析，檢測紙幣的質量，替代傳統的人(ren)眼辨別的方法。
智能交通管理(li)系(xi)統：通過在交通(tong)要(yao)道放置摄像头，当有违章车辆（如闯紅燈）時，摄像头將(jiang)车辆的牌照拍摄下(xia)來，傳輸給中央管(guan)理系統，系統利(li)用圖像處理技術(shu)，對(dui)拍摄的圖片進行分析(xi)，提取出车牌號，存(cun)储在数據库中(zhong)，可(ke)以供管理人員進行(xing)檢索。
金相分析：金(jin)相圖象分析系(xi)統能對金屬或其它材料的基體組織、雜質含量、組織成分等進行精確、客觀地分析，為產品質量提供可(ke)靠的依據。
医疗圖像分析：血液細胞自動分類計数、染色體分析、癌症細胞(bao)识別等。
瓶裝啤酒生產流(liu)水線檢測系(xi)統：可以檢測啤酒是否達到標準的容量、啤酒標簽是(shi)否完整等。
