什么是機(jī)器視覺?機(jī)器視覺的工作原理是什么?
以下內(nèi)容中,小編將對人工智能中的機(jī)器視覺的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行著重介紹和闡述,希望本文能幫您增進(jìn)對機(jī)器視覺的了解,和小編一起來看看吧。
一、什么是機(jī)器視覺
機(jī)器視覺是人工智能正在快速發(fā)展的一個分支。簡單說來,機(jī)器視覺就是用機(jī)器代替人眼來做測量和判斷。機(jī)器視覺系統(tǒng)是通過機(jī)器視覺產(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,傳送給專用的圖像處理系統(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;圖像系統(tǒng)對這些信號進(jìn)行各種運(yùn)算來抽取目標(biāo)的特征,進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設(shè)備動作。
機(jī)器視覺是一項(xiàng)綜合技術(shù),包括圖像處理、機(jī)械工程技術(shù)、控制、電光源照明、光學(xué)成像、傳感器、模擬與數(shù)字視頻技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)(圖像增強(qiáng)和分析算法、圖像卡、 I/O卡等)。一個典型的機(jī)器視覺應(yīng)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(jī)械控制執(zhí)行模塊。
機(jī)器視覺系統(tǒng)最基本的特點(diǎn)就是提高生產(chǎn)的靈活性和自動化程度。在一些不適于人工作業(yè)的危險(xiǎn)工作環(huán)境或者人工視覺難以滿足要求的場合,常用機(jī)器視覺來替代人工視覺。同時,在大批量重復(fù)性工業(yè)生產(chǎn)過程中,用機(jī)器視覺檢測方法可以大大提高生產(chǎn)的效率和自動化程度。
在工業(yè)領(lǐng)域,機(jī)器視覺是計(jì)算機(jī)為各種應(yīng)用提供基于圖像的自動檢測的過程,最常見于裝配線配置。該術(shù)語適用于多個不同級別的技術(shù),這些技術(shù)具有與其他集成系統(tǒng)一起工作的硬件和軟件產(chǎn)品,以從模擬或數(shù)字圖像中提取數(shù)據(jù),從而以高精度執(zhí)行有條不紊的流程。例如,在汽車行業(yè)等制造環(huán)境中,機(jī)器視覺是一門不可或缺的學(xué)科,以便采用卓越的質(zhì)量控制以及簡化流程來提高生產(chǎn)力并最大限度地減少代價高昂的低效率。車輛的組裝需要多個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)和無縫性能,以完成構(gòu)建程序產(chǎn)品的任務(wù)。整個過程的很大一部分在現(xiàn)代高產(chǎn)量工廠中是自動化的,并且需要嚴(yán)格審查以維持組織在競爭激烈的市場中持續(xù)成功所需的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
二、機(jī)器視覺的工作原理
在此過程中,對組件或組件的特定點(diǎn)(例如發(fā)動機(jī)活塞)拍攝一張或多張圖像,具有預(yù)編程的角度、特定的照明、顏色或陰影、定制的放大倍數(shù),以及確定產(chǎn)品所需的其他變量質(zhì)量?;钊膱D像可以由成像設(shè)備本身處理,這是智能相機(jī)或傳感器可用的功能,也可以通過處理系統(tǒng)向前傳輸?shù)街虚g單元。然后將圖像數(shù)據(jù)與系統(tǒng)內(nèi)的一組預(yù)配置變量進(jìn)行比較,以確定產(chǎn)品的通過/失敗判斷。在確定活塞是接受還是拒絕之后,啟動任一處置的預(yù)設(shè)響應(yīng)以允許該單元進(jìn)入發(fā)動機(jī)組裝的下一步或?qū)⑵鋽R置以供進(jìn)一步評估。這種類型的程序在車輛的整個結(jié)構(gòu)中實(shí)施。
在仍然需要手工組裝的領(lǐng)域,機(jī)器視覺用于通過檢查現(xiàn)場人員的工作來減少甚至消除人為錯誤。為了完成機(jī)器視覺的綜合和專業(yè)任務(wù),必須使用幾個組件。圖像捕獲由成像設(shè)備(通常是高分辨率相機(jī))處理,該設(shè)備拍攝照片以進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
在某些安裝中,成像設(shè)備嵌入在作為完全獨(dú)立的機(jī)制運(yùn)行的處理系統(tǒng)中,而其他安裝將成像過程與連接到機(jī)器視覺基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)的處理組件的單獨(dú)設(shè)備隔離開來??梢园惭b多個攝像頭、傳感器或這兩種技術(shù)的組合,以增加角度、照明和完整性分析圖像。智能相機(jī)和傳感器能夠從捕獲的圖像中提取特定數(shù)據(jù),從而根據(jù)編碼閾值啟動動作。它們配備了與可編程邏輯控制器(PLC) 等中間單元連接所需的通信資源。隨著技術(shù)的發(fā)展,這些設(shè)備還配備了能夠進(jìn)行獨(dú)立圖像分析的PC處理能力。
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