在現代工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中,涉及到各種各樣的檢查、測量和零件識別應用,例如汽車(chē)零配件尺寸檢查和自動(dòng)裝配的完整性檢查,電子裝配線(xiàn)的元件自動(dòng)定位,飲料瓶蓋的印刷質(zhì)量檢查,產(chǎn)品包裝上的條碼和字符識別等。這類(lèi)應用的共同特點(diǎn)是連續大批量生產(chǎn)、對外觀(guān)質(zhì)量的要求非常高。
通常這種帶有高度重復性和智能性的工作只能靠人工檢測來(lái)完成,我們經(jīng)常在一些工廠(chǎng)的現代化流水線(xiàn)后面看到數以百計甚至逾千的檢測工人來(lái)執行這道工序,在給工廠(chǎng)增加巨大的人工成本和管理成本的同時(shí),仍然不能保證100%的檢驗合格率(即“零缺陷”),而當今企業(yè)之間的競爭,已經(jīng)不允許哪怕是0.1%的缺陷存在。
有些時(shí)候,如微小尺寸的精確快速測量,形狀匹配,顏色辨識等,用人眼根本無(wú)法連續穩定地進(jìn)行,其它物理量傳感器也難有用武之地。這時(shí),人們開(kāi)始考慮把計算機的快速性、可靠性、結果的可重復性,與人類(lèi)視覺(jué)的高度智能化和抽象能力相結合,由此產(chǎn)生了機器視覺(jué)的概念。
一般地說(shuō),機器視覺(jué)就是用機器代替人眼來(lái)做測量和判斷。首先采用CCD照相機將被攝取目標轉換成圖像信號,傳送給專(zhuān)用的圖像處理系統,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(jìn)行各種運算來(lái)抽取目標的特征,如:面積、長(cháng)度、數量、位置等;最后,根據預設的容許度和其他條件輸出結果,如:尺寸、角度、偏移量、個(gè)數、合格/不合格、有/無(wú)等。
機器視覺(jué)的特點(diǎn)是自動(dòng)化、客觀(guān)、非接觸和高精度,與一般意義上的圖像處理系統相比,機器視覺(jué)強調的是精度和速度,以及工業(yè)現場(chǎng)環(huán)境下的可靠性。機器視覺(jué)極適用于大批量生產(chǎn)過(guò)程中的測量、檢查和辨識,如:零件裝配完整性,裝配尺寸精度,零件加工精度,位置/角度測量,零件識別,特性/字符識別等。
其最大的應用行業(yè)為:汽車(chē),制藥,電子與電氣,制造,包裝/食品/飲料,醫學(xué)。如對汽車(chē)儀表盤(pán)加工精度的檢查,高速貼片機上對電子元件的快速定位,對管腳數目的檢查,對IC表面印字符的辨識,膠囊生產(chǎn)中對膠囊壁厚和外觀(guān)缺陷的檢查,軸承生產(chǎn)中對滾珠數量和破損情況的檢查,食品包裝上面對生產(chǎn)日期的辨識,對標簽貼放位置的檢查。
目前,國際上視覺(jué)系統的應用方興未艾,1998年的市場(chǎng)規模為46億美元,而在國內,工業(yè)視覺(jué)系統尚處于概念導入期,各行業(yè)的領(lǐng)先企業(yè)在解決了生產(chǎn)自動(dòng)化的問(wèn)題以后,已開(kāi)始將目光轉向視覺(jué)測量自動(dòng)化方面。