1.機(jī)器視覺(jué)經(jīng)典系統(tǒng)

簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，機(jī)器視覺(jué)就是用機(jī)器代替人眼來(lái)做測(cè)量和判斷。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)是通過(guò)機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品(即圖像攝取裝置，分CMOS和CCD兩種)將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，傳送給專(zhuān)用的圖像處理系統(tǒng)，得到被攝目標(biāo)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(hào);圖像系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來(lái)抽取目標(biāo)的特征，進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備動(dòng)作。

一個(gè)典型的工業(yè)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)包括：光源、鏡頭、相機(jī) (包括CCD相機(jī)和COMS相機(jī))、圖像處理單元 (或機(jī)器視覺(jué)芯片)、圖像處理軟件、監(jiān)視器、通訊、輸入輸出單元等。系統(tǒng)可再分為主端電腦、影像采集與影像處理器、影像攝影機(jī)、CCTV鏡頭、顯微鏡頭、照明設(shè)備、Halogen光源、LED光源、高周波螢光燈源、閃光燈源、其他特殊光源、影像顯示器、LCD、機(jī)構(gòu)及控制系統(tǒng)、控制器、精密桌臺(tái)、伺服運(yùn)動(dòng)機(jī)臺(tái)。

機(jī)器視覺(jué)之于人工智能的意義等同于視覺(jué)之于人類(lèi)的意義，而決定著機(jī)器視覺(jué)的就是圖像處理技術(shù)。不同的應(yīng)用領(lǐng)域需要不同的圖像處理算法來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺(jué)。常用的機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域圖像算法有運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法、基于深度學(xué)習(xí)的人臉?biāo)惴ǖ取?/p>

下面介紹下機(jī)器視覺(jué)中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)圖像算法，該方法是運(yùn)動(dòng)物體識(shí)別和跟蹤的基礎(chǔ)。移動(dòng)物體的檢測(cè)依據(jù)視頻圖像中背景環(huán)境的不同可以分為靜態(tài)背景檢測(cè)和動(dòng)態(tài)背景檢測(cè)。由于篇幅有限，我們這里只介紹靜態(tài)背景檢測(cè)算法。常見(jiàn)的靜態(tài)背景目標(biāo)的檢測(cè)算法包括幀間差分法、背景減除法、光流法等。

機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用

典型應(yīng)用之一“物體分揀”

在機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用環(huán)節(jié)中，物體分揀應(yīng)用是建立在識(shí)別、檢測(cè)之后的一個(gè)環(huán)節(jié)，通過(guò)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)將圖像進(jìn)行處理，結(jié)合機(jī)械臂的使用實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品分揀。舉個(gè)例子，在過(guò)去的產(chǎn)線(xiàn)上，是用人工的方法將物料安放到注塑機(jī)里，再進(jìn)行下一步工序?，F(xiàn)在則是使用自動(dòng)化設(shè)備分料，其中使用機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行產(chǎn)品圖像抓取、圖像分析，輸出結(jié)果，再通過(guò)機(jī)器人，把對(duì)應(yīng)的物料、放到固定的位置上，從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的智能化、現(xiàn)代化、自動(dòng)化。

典型應(yīng)用之二“圖像檢測(cè)”

在生產(chǎn)生活中，每種產(chǎn)品都需要檢驗(yàn)是否合格，需要一份檢驗(yàn)合格證書(shū)，要說(shuō)檢測(cè)在機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用最廣，應(yīng)該沒(méi)人有意見(jiàn)。在過(guò)去機(jī)器視覺(jué)不發(fā)達(dá)的時(shí)候，人工肉眼檢測(cè)往往會(huì)遇到很多問(wèn)題，比如準(zhǔn)確性太低，容易有誤差，不能連續(xù)工作且易疲勞，而且費(fèi)時(shí)費(fèi)力。機(jī)器視覺(jué)的大量應(yīng)用將產(chǎn)品生產(chǎn)和檢測(cè)進(jìn)入到高度自動(dòng)化。在具體的應(yīng)用上，比較常見(jiàn)的比如，硬幣字符檢測(cè)、電路板檢測(cè)等。以及人民幣造幣工藝的檢測(cè)，對(duì)精度要求特別高，檢測(cè)的設(shè)備也很多，工序復(fù)雜。此外還有機(jī)器視覺(jué)的定位檢測(cè)，飲料瓶蓋的生產(chǎn)是否合格、是否有問(wèn)題，還有產(chǎn)品的條碼字符的檢測(cè)識(shí)別，玻璃瓶的缺陷檢測(cè)、以及藥用玻璃瓶檢測(cè)，醫(yī)藥領(lǐng)域也是機(jī)器視覺(jué)的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一。

典型應(yīng)用之三“物體測(cè)量”

機(jī)器視覺(jué)工業(yè)應(yīng)用最大的特點(diǎn)就是其非接觸測(cè)量技術(shù)，由于非接觸無(wú)磨損，所以避免了接觸測(cè)量可能造成的二次損傷隱患。機(jī)器視覺(jué)，顧名思義，就是使機(jī)械設(shè)備具備“看得見(jiàn)”的能力，好比人有了眼睛才能看得到物品。機(jī)器視覺(jué)對(duì)物體進(jìn)行測(cè)量，不需要像傳統(tǒng)人工一樣對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行接觸，但是其高精度、高速度性能一樣不少，不但對(duì)產(chǎn)品無(wú)磨損，還解決了造成產(chǎn)品的二次傷害的可能，這對(duì)精密儀器的制造水平有特別明顯的提升。對(duì)羅定螺紋、麻花鉆、IC元件管腳、車(chē)零部件、接插件等的測(cè)量，都是非常普遍的測(cè)量應(yīng)用。

典型應(yīng)用之四“視覺(jué)定位”

視覺(jué)定位能夠準(zhǔn)確的檢測(cè)到產(chǎn)品并且確認(rèn)它的位置。在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，芯片位置信息調(diào)整拾取頭非常不好處理，機(jī)器視覺(jué)則能夠解決這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)樾枰獪?zhǔn)確拾取芯片以及綁定，這也是視覺(jué)定位成為機(jī)器視覺(jué)工業(yè)領(lǐng)域最基本應(yīng)用的原因。

典型應(yīng)用之五“圖像識(shí)別”

圖像識(shí)別，簡(jiǎn)單講就是使用機(jī)器視覺(jué)處理、分析和理解圖像，識(shí)別各種各樣的的對(duì)象和目標(biāo)，功能非常強(qiáng)大。最典型的圖像識(shí)別應(yīng)該就是識(shí)別二維碼了。二維碼和條形碼是我們生活中極為常見(jiàn)的條碼。在商品的生產(chǎn)中，廠(chǎng)家把很多的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在小小的二維碼中，通過(guò)這種方式對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行管理和追溯，隨著機(jī)器視覺(jué)圖像識(shí)別應(yīng)用變得越來(lái)越廣泛，各種材質(zhì)表面的條碼變得非常容易被識(shí)別讀取、檢測(cè)，從而提高現(xiàn)代化的水平、生產(chǎn)效率大大的提高、生產(chǎn)成本降低。