機(jī)器視覺應(yīng)用于各種工業(yè)過程,如材料檢驗(yàn)、物體識別、模式識別、電子元件分析,以及簽名、光學(xué)字符和貨幣的識別。
機(jī)器視覺是計算機(jī)感知環(huán)境的能力,一臺或多臺攝像機(jī)用于模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)字信號處理,圖像數(shù)據(jù)被發(fā)送到計算機(jī)或機(jī)器人控制器。
人類的眼睛可以感知390到770納米的電磁波,而攝像機(jī)可以感知比這更寬的波長范圍,一些機(jī)器視覺系統(tǒng)可以在紅外線、紫外線或x射線波長下工作。
機(jī)器視覺通常與計算機(jī)的視覺能力聯(lián)系在一起。術(shù)語“計算機(jī)視覺”是指計算機(jī)將圖像數(shù)字化、處理數(shù)據(jù)并采取某種行動的技術(shù)。
機(jī)器視覺系統(tǒng)利用機(jī)器人中的傳感器在計算機(jī)的幫助下觀察和識別物體。機(jī)器視覺應(yīng)用于各種工業(yè)過程,如材料檢驗(yàn)、物體識別、模式識別、電子元件分析,以及簽名、光學(xué)字符和貨幣的識別。
除了材料檢測,機(jī)器視覺系統(tǒng)還有其他一些應(yīng)用。用于可視化庫存控制和管理的系統(tǒng),如條形碼讀取和計數(shù),通常使用機(jī)器視覺系統(tǒng)。工業(yè)產(chǎn)品運(yùn)行使用機(jī)器視覺系統(tǒng)來評估過程中各個階段的產(chǎn)品。甚至連食品和飲料制造商也使用機(jī)器視覺系統(tǒng)來監(jiān)控質(zhì)量。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,機(jī)器視覺系統(tǒng)被用于醫(yī)學(xué)成像和檢查過程中。
機(jī)器人的視覺系統(tǒng)由許多基本組件組成,其中包括捕獲圖像的相機(jī)以及提供并傳達(dá)結(jié)果的處理機(jī)制。為了使任何機(jī)器視覺系統(tǒng)都能可靠地工作并產(chǎn)生可重復(fù)的結(jié)果,這些基本組件之間的相互作用至關(guān)重要。
照明對于機(jī)器視覺非常重要,因?yàn)樗樟亮艘^察的部分,突出其特征,使攝像機(jī)能夠清楚地看到。鏡頭捕捉圖像并以光的形式將其傳送給傳感器。機(jī)器視覺攝像機(jī)中的傳感器將光線轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像,然后將其傳輸?shù)教幚砥鬟M(jìn)行分析。
視覺處理采用的算法可檢查圖像并提取所需的信息,進(jìn)行所需的檢查并做出決定。最后,通過離散I / O信號或通過串行連接傳輸?shù)秸谟涗浕蚴褂迷撔畔⒌脑O(shè)備的數(shù)據(jù)來完成通信。
機(jī)器人的視覺系統(tǒng)根據(jù)物體的顏色分為三大類:(1)二進(jìn)制圖像,由黑白圖像組成;(2)灰度圖像;(3)基于紅色,綠色或藍(lán)色的圖像。使用分類為這三個類別的像素來建立電子圖像。如果圖像沒有屬于這些類別中的任何一個,則選擇最接近該圖像的類別。
靈敏度和分辨率是任何視覺系統(tǒng)的重要指標(biāo)。靈敏度是機(jī)器在弱光條件下觀察或發(fā)現(xiàn)在不可見波長處看不見的脈沖的能力。分辨率使機(jī)器可以區(qū)分對象。靈敏度和分辨率是相互依賴的。如果所有其他因素保持不變,則提高靈敏度會降低分辨率,而提高分辨率會降低靈敏度。
工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展從根本上提高了生產(chǎn)效率。盡管工程師仍在按照計劃更換夾具或設(shè)置,校準(zhǔn)系統(tǒng),并在開始生產(chǎn)前進(jìn)行測試和修改,但視覺引導(dǎo)機(jī)器人作為一種省時省力的工作方式一直備受關(guān)注。
大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人制造商都內(nèi)置了自己的控制程序。如果您正在尋找機(jī)器人,請確保您的圖像處理系統(tǒng)與機(jī)器人的控制程序兼容。即使使用兼容的系統(tǒng),設(shè)置過程也可能需要大量時間和精力。引入視覺引導(dǎo)機(jī)器人的基本原理是提高生產(chǎn)效率或降低成本。因此,如果系統(tǒng)設(shè)置需要額外的時間和精力,則配置是可以考慮的另一個方面。
如果沒有視覺引導(dǎo)系統(tǒng),機(jī)器人將是失明,無法正確處理物體。引入視覺引導(dǎo)的機(jī)器人,可以用最少的勞動來設(shè)置。它們具有預(yù)定義的設(shè)置,例如拾取、放置和夾點(diǎn)校正。您可以按照攝像機(jī)分辨率和靈敏度設(shè)置的說明進(jìn)行設(shè)置,然后選擇要連接的機(jī)器人、校準(zhǔn)、搜索設(shè)置和需要執(zhí)行的糾正操作。
操作員需要借助教學(xué)協(xié)助為常規(guī)工業(yè)機(jī)器人手動識別坐標(biāo)。每次更換目標(biāo)或工具時,都必須重新調(diào)整機(jī)器。精度不同,取決于操作員。具有視覺自動校準(zhǔn)功能的視覺引導(dǎo)機(jī)器人只需按一下按鈕即可完成校準(zhǔn),而無需手動控制。
有些系統(tǒng)可以使用搜索工具達(dá)到所需的精度,即使在復(fù)雜條件下,該工具也可以以較高的精度將目標(biāo)高速隔離。通過未對準(zhǔn)校正,重疊消除和失真校正,它們很堅固。具有陰影校正和噪聲隔離的圖像增強(qiáng)濾波器可實(shí)現(xiàn)精確的檢測和隔離。它們支持各種過程,包括外觀和尺寸檢查以及基于OCR的字符識別。
“拾取和放置”是使用視覺引導(dǎo)機(jī)器人的常規(guī)操作。對于某些產(chǎn)品完成的手動裝箱,可以使用機(jī)器視覺自動識別位置和方向。機(jī)器視覺機(jī)器人還可以減少揀選工作。機(jī)器視覺用于檢測目標(biāo)的位置,并將位置信息發(fā)送給機(jī)器人,從而無需使用定位托盤即可完成拾取。在此過程中,可以同時檢查產(chǎn)品。
機(jī)器視覺引導(dǎo)系統(tǒng)可以掃描二維或三維對象。除非應(yīng)用程序需要三維視覺引導(dǎo),否則二維系統(tǒng)會正常工作。購買滿足應(yīng)用需求的最簡單的機(jī)器視覺引導(dǎo)系統(tǒng)。
隨著機(jī)器視覺系統(tǒng)變得越來越強(qiáng)大和緊湊,它們通常將包括跟蹤和可追溯功能,例如制藥應(yīng)用,其中在制造過程中跟蹤每個藥丸和瓶子。
機(jī)器視覺市場為長期增長做好了準(zhǔn)備。新型的非工業(yè)應(yīng)用正在增長,并且隨著易用性,機(jī)器視覺具有非常前景的未來。