全面解析機器視覺的原理及優勢

機器視覺(Machine Vision)作為光電技術應用的一個特定領域，目前已經發展成為一個備受矚目的行業。隨著工業4.0浪潮襲來，機器視覺會擺脫*初“輔助工具”的地位成為生產系統的“眼睛”與“大腦”。
為此，瑞視特科技特別策劃了本次專題，通過對機器視覺工作原理、場景應用及未來發展趨勢的解讀與呈現，希望為廣大制造企業提供借鑒。
什么是機器視覺
機器視覺技術是計算機科學的一個重要分支，它涉及到計算機、圖像處理、模式識別、人工智能、信號處理、光學、機械等多個領域，其目的就是給機器或者自動生產線添加一套視覺系統。機器視覺是采用機器代替人眼來做測量與判斷，通過計算機攝取圖像來模擬人的視覺功能，實現人眼視覺的延伸。
機器視覺系統構成
一個完整的工業機器視覺系統是由眾多功能模塊共同組成，一般由光學系統(光源、鏡頭、工業相機)、圖像采集單元、圖像處理單元、執行機構及人機界面等模塊組成，所有功能模塊相輔相成，缺一不可。好的機器視覺系統能夠為制造業提供更多有利于提高產品質量和生產效率的硬件支持。
機器視覺工作原理
機器視覺的目的是給機器或自動生產線添加一套視覺系統，用機器視覺系統 代替人眼來做測量和判斷。
通過機器視覺產品(即工業相機)將待檢測目標轉換成圖像信號，傳送給圖像處理分析系統，得到被攝目標的形態信息，根據像素分布和亮度、顏色等信息，轉變成數字化信號;圖像系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，進而根據判別的結果來控制現場設備的動作。
機器視覺系統功能優勢
機器視覺系統工作流程
工件到達檢測位置→ 向傳感器觸發脈沖→ 圖像采集卡感應物件并開始工作→ 零件照明→工業攝像機等待掃描并輸出→ 圖像采集卡將數字圖像存放到計算機內存中→處理器獲取圖像并把資料數據化→ 視覺軟件對圖像進行分析、識別→ 獲取測量結果→ 離散輸出，顯示不良產品畫面→控制流水線的動作或糾正誤差。
從上述的工作流程可以看出，機器視覺系統是一種比較復雜的系統，因為大多數系統的監控對象都是運動物體，系統與運動物體的匹配和協調動作尤為重要，這些給系統各部分的動作時間和處理速度帶來了嚴格的要求。
在一些應用領域，例如機器人、飛行物制導等，整個系統或者系統的一些部件的重量、體積和耗電量都會有嚴格的要求。所以說，機器視覺是圖像處理系統中*復雜的系統，需要在開發和設計中投入更多的精力。
機器視覺系統的優勢
在工業生產的過程中，機器視覺相對于人眼識別體現了較大優勢。機器視覺具有自動化、客觀、非接觸和高精度等特點。特別是在工業生產領域，機器視覺強調生產的精度和速度，以及工業現場環境下的可靠性與安全性，在重復和機械性的工作中具有較大的應用價值。
**性--由于人眼有物理條件的限制，在**性上機器有明顯的優點。即使人眼依靠放大鏡或顯微鏡來檢測產品，機器仍然會更加**，因為它的精度能夠達到千分之一英寸。特別是檢測生產線上高速運動的物體時，機器視覺更具優勢。
重復性--機器可以以相同的方法一次一次的完成檢測工作而不會感到疲倦。與此相反，人眼每次檢測產品時都會有細微的不同，即使產品時完全相同的。
客觀性--人眼檢測還有一個致命的缺陷，就是情緒帶來的主觀性，檢測結果會隨工人心情的好壞產生變化，而機器沒有喜怒哀樂，檢測的結果自然非常可觀可靠。
效率高--機器視覺系統可以快速獲取大量信息，實現更為快速的產品檢測，同時也易于加工過程中的信息集成，尤其是在大批量工業生產過程中，用人工視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高生產效率和生產的自動化程度。
成本低--由于機器比人快，一臺自動檢測機器能夠承擔多人的任務。而且機器不需要停頓、能夠連續工作，所以能夠極大的提高生產效率從而降低生產成本。