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機器視覺的應用領(lǐng)域分析
2024-05-09
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  機器視覺作為生產(chǎn)過程中關(guān)鍵技術(shù)之一,在機器或者生產(chǎn)線上,機器視覺可以檢測產(chǎn)品質(zhì)量以便將不合格的產(chǎn)品剔除,或者指導機器人完成組裝工作,與整個生產(chǎn)密切相關(guān)。

       什么是機器視覺?

       簡單來說,機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷。

       機器視覺系統(tǒng)是通過機器視覺產(chǎn)品將被攝取目標轉(zhuǎn)換成圖像信號,傳送給專用的圖像處理系統(tǒng),得到被攝目標的形態(tài)信息,根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息,轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號;

       圖像系統(tǒng)對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征,進而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設備動作。

       機器視覺是一項綜合技術(shù),包括圖像處理、機械工程技術(shù)、控制、電光源照明、光學成像、傳感器、模擬與數(shù)字視頻技術(shù)、計算機軟硬件技術(shù)(圖像增強和分析算法、圖像卡、 I/O卡等)。

       一個典型的機器視覺應用系統(tǒng)包括圖像捕捉、光源系統(tǒng)、圖像數(shù)字化模塊、數(shù)字圖像處理模塊、智能判斷決策模塊和機械控制執(zhí)行模塊。 

       機器視覺的運用領(lǐng)域

       由于機器視覺可以快速獲取大量信息,而且易于自動處理,人們逐漸將機器視覺系統(tǒng)廣泛地用于天文行業(yè)、 醫(yī)藥行業(yè)、交通航海行業(yè)以及軍事行業(yè)領(lǐng)域等。

       在國外,機器視覺的應用相當普及,主要集中在電子、汽車、冶金、食品飲料、零配件裝配及制造等行業(yè)。機器視覺系統(tǒng)在質(zhì)量檢測的各個方間已經(jīng)得到廣泛的應用。

       隨著國內(nèi)制造業(yè)的快速發(fā)展,對于產(chǎn)品檢測和質(zhì)最的要求不斷提高,各行各業(yè)對圖像和機器視覺技術(shù)的工業(yè)自動需求將越來越大,因此機器視覺在未來制造業(yè)中將會有很大的發(fā)展空間。

       下面我們來看看機器視覺具體有哪些應用領(lǐng)域                 

       軍事
       航空著陸姿勢、起飛狀態(tài);
       彈道/火箭噴射、子彈出膛、火炮發(fā)射;
       爆破分析炮彈爆炸、破片分析、爆炸防御;
       撞擊、分離以及各種武器性能測試分析,點火裝置工作過程等。
       科學研究              
       燃燒、敷層過程測量。
       結(jié)晶;PIV的流體、粒子研究;
   
       生產(chǎn)領(lǐng)域

       產(chǎn)品噴濺、封裝、壓軋、織網(wǎng)、
       膜壓、繞線、切削、裁剪、采掘;
       機械運轉(zhuǎn)動作分析或故障診斷等。

       生物

       運動學、生物力學;
       步態(tài)分析、康復物理治療等。
       生物運動分析:人體、動物動作分析,昆蟲或鳥類翅膀運動;
   
       醫(yī)療

       醫(yī)療器具、細胞、瓣膜運動;
       出血觀察;吞咽、呼吸道鞭毛運動等。
       影視
       電影、廣告、動畫特技等
       如高速動作特技。

       體育

       運動廣播、體育運動輔導和訓練等。
       跑步、跳遠、跨欄、體操、跳水等姿勢動作分析;
   
       汽車

       安全氣囊測量;
       汽車碰撞研究;
       托運器、輪胎、限制器等組件動作。
       
       專業(yè)領(lǐng)域

       工程故障、動態(tài)特性、破碎、震動分析;
       落摔分析、沖擊分析、產(chǎn)品開發(fā)研究分析、力學和彈性分析等。

       工業(yè)應用中的機器視覺

       1.引導和定位,視覺定位要求機器視覺系統(tǒng)能夠快速準確的找到被測零件并確認其位置,上下料使用機器視覺來定位,引導機械手臂準確抓取。

       在半導體封裝領(lǐng)域,設備需要根據(jù)機器視覺取得的芯片位置信息調(diào)整拾取頭,準確拾取芯片并進行綁定,這就是視覺定位在機器視覺工業(yè)領(lǐng)域最基本的應用。

       2.外觀檢測,檢測生產(chǎn)線上產(chǎn)品有無質(zhì)量問題,該環(huán)節(jié)也是取代人工最多的環(huán)節(jié)。說機器視覺涉及到的醫(yī)藥領(lǐng)域,其主要檢測包括尺寸檢測、瓶身外觀缺陷檢測、瓶肩部缺陷檢測、瓶口檢測等。

       3.高精度檢測,有些產(chǎn)品的精密度較高,達到0.01~0.02mm甚至um,人眼無法檢測必須使用機器完成。

       4.識別,就是利用機器視覺對圖像進行處理、分析和理解,以識別各種不同模式的目標和對象??梢赃_到數(shù)據(jù)的追溯和采集,在汽車零部件、食品、藥品等應用較多。

       概括的說,機器視覺系統(tǒng)的特點是提高生產(chǎn)的柔性和自動化程度,主要在一些不適合于人工作業(yè)的危險工作環(huán)境或人工視覺難以滿足要求的場合,常用機器視覺來替代人工視覺。

       同時在大批量工業(yè)生產(chǎn)過程中,用人工視覺檢查產(chǎn)品質(zhì)量效率低且精度不高,用機器視覺檢測方法可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動化程度。

       而且機器視覺易于實現(xiàn)信息集成,是實現(xiàn)計算機集成制造的基礎(chǔ)技術(shù)。

       中國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速已成為世界之巔。

       制造業(yè)向智能制造發(fā)展的產(chǎn)業(yè)升級需求,龐大的制造業(yè)市場規(guī)模、中國制造2025戰(zhàn)略的推進和眾多產(chǎn)業(yè)布局,造就了工業(yè)機器人發(fā)展的“天時地利人和”,制造業(yè)大咖都是競相布局智慧工廠。

       可以說,機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展大有勢如破竹的節(jié)奏,整個制造業(yè)的需求規(guī)模不容小覷,而工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必將為機器視覺應用提供眾多機會。