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一.为什么要使用机器人视觉技术? 人类70%的信息来自眼睛,我们每个人都是视觉专家,但是却不知道自己是如何做到的。但是,人眼存在许多局限,如可以感知的光的波长范围较局限,易疲劳等。为了让效率更高的机器人去代替人工作也要让机器具有像人一样可以识别和感知外界的功能,因此机器视觉技术应运而生。
机器视觉主要用计算机来模拟人的视觉功能,但并不仅仅是人眼的简单延伸,更重要的是具有人脑的一部分功能一一从客观事物的图像中提取信息,进行处理并加以理解,最终用于实际检测、测量和控制。
那么机器视觉和传统检测及人眼观察相比有什么优势?当然,有很多:
1、非接触测量。对于观测者与被观测者都不会产生任何损伤,从而提高系统的可靠性和安全性。
2、具有较宽的光谱响应范围。也就是我们看不见的东西,机器可以看见,并且可以进行相应动作。例如使用人眼看不见的红外测量,扩展了人眼的视觉范围。
3、能够长时间稳定工作。这一优势尤其明显,人类难以长时间对目标对象进行观察,很难长时间集中注意力,而机器人则可以24小时地作测量、分析和识别任务。举个简单例子,将机器视觉技术应用于禽蛋品质检测具有人工检测所无法比拟的优势。表面缺陷与大小、形状是蛋品品质的重要特征,利用机器视觉进行检测不仅可以排除人的主观因素的干扰,而且还能够对这些指标进行定量描述,避免了因人而异的检测结果,减小了检测分级误差,提高了生产率和分级精度。再如对于PCB贴装及焊锡状况的自动检测成为保证高质量、高良率的必要的关键步骤,我们不必需要很多人工,你只需要安装一套有视觉系统的机器即可做到检测和识别。 二.机器视觉的应用 1.电子制造领域 机器视觉已经应用于产品外形和表面缺陷检测,如图所示,是检测一块PCB板上连接处的直径,也可以为检测金属板上的表面抓痕,右图为检测集成电路上引脚个数和每个引脚的宽度。 2.在交通系统中的应用
交通管理系统中, 机器视觉技术被用于车辆识别、调度, 向交通管理与指挥系统提供相关信息;在闭路电视监控系统中,机器视觉技术被用于增强图像质量,捕捉突发事件,监控复杂场景,鉴别身份,跟踪可疑目标等。下图为机器视觉技术检测车牌号。 3.在汽车领域的应用 汽车领域主要是装配的在线检测和零部件的离线检测,还有表面检测,下图是在道路上进行交通标示的识别;也可以检测轮毂孔直径。同时机器视觉技术还应用在了帮助驾驶者夜间行车时减轻驾驶难度,提升驾乘感受和安全,展示了车载视觉系统在对面来车时,自动调节LED灯的亮度,避免灯光直照人眼带来危险。 4.在零件检测方面的应用 在实际工业生产中,我们可以使用机器视觉技术,如下图检测出次品,并把其从生产线挑出。大大提高了加工效率,减少了人工。也可以零件轮廓分割成不同区域,然后显示相关的尺寸。 三.机器人技术在我国的发展 目前,中国正成为世界机器人发展最活跃的地区之一,应用范围几乎涵盖国民经济的各个行业,其中包括:工业、农业、医药、军事、航天、气象、天文、公安、交通、安全、科研等领域。而工业领域是机器视觉应用比重最大的领域,其重要原因是中国已经成为全球制造业的加工中心,同时德国有“工业4.0”计划,而我国制定了“中国制造2025”的战略目标,高要求的零部件加工及其相应的自动化程度更高的先进生产线,需求量会越来越大。未来的生产线将会时大批机器人在工作。
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