机器视觉在线检测详解
机器视觉检测的过程和原理
机器视觉检测的过程和原理
机器视觉检测是指利用计算机视觉技术对图像或视频进行分析和理解，从中提取出所需要的信息或对象的过程。
它一般包括以下几个步骤：
1. 图像采集：通过摄像头或其他图像采集设备获取图像或视频。
2. 图像预处理：对采集到的图像进行预处理，包括去噪、增强、边缘检测等。
3. 物体检测：利用目标检测算法，对图像中的物体或感兴趣区域进行识别和标记。
4. 特征提取：从检测到的物体中提取关键特征，如颜色、纹理、形状等。
5. 特征匹配：将提取到的特征与数据库中的特征进行匹配，从而得到物体的种类或其他相关信息。
6. 结果分析与显示：根据匹配结果进行分析和判定，并将结果可视化显示出来，如在图像中标注物体位置、显示物体类别等。
机器视觉检测的原理主要包括以下几个方面：
1. 图像处理：利用数字图像处理技术对图像进行预处理，包括滤波、增强、边
缘检测等，以提高图像的质量和减少干扰。
2. 特征提取：从图像中提取关键特征，如颜色、纹理、形状等，通过分析这些特征可以对物体进行识别和分类。
3. 目标检测：采用目标检测算法，如基于深度学习的目标检测算法（如Faster R-CNN、YOLO等），通过对图像进行多次卷积、池化和全连接等操作，最终得到目标物体的位置和类别。
4. 特征匹配：将提取到的特征与数据库中的特征进行匹配，比较它们的相似性，从而确定物体的种类或相关信息。
5. 结果分析与显示：根据匹配结果进行分析和判定，并将结果可视化显示出来，如在图像中标注物体位置、显示物体类别等。
机器视觉检测解决方案
机器视觉检测解决方案机器视觉检测是一种利用计算机和视觉技术对图像和视频进行分析和处理的技术。
随着人工智能和计算机视觉技术的不断发展，机器视觉检测在各个领域得到了广泛的应用，例如工业自动化、智能交通、医疗诊断、农业等。
本文将介绍机器视觉检测的基本原理和常见的解决方案。
首先，机器视觉检测的基本原理是利用摄像机获取图像或视频，并通过图像处理算法对图像进行分析和识别。
其中，图像处理算法包括图像滤波、边缘检测、特征提取、目标检测等技术。
通过这些技术，机器可以实现对图像中的目标物体进行识别、跟踪和分析，从而实现各种应用场景下的自动化任务。
在工业自动化领域，机器视觉检测可以应用于产品质量检测、零件定位、物体计数等任务。
例如，利用机器视觉检测技术可以实现对产品表面缺陷的检测，提高产品质量的稳定性和一致性。
此外，还可以通过机器视觉检测技术实现对生产线上零件的定位和识别，从而实现自动化装配和加工。
在智能交通领域，机器视觉检测可以应用于交通监控、车辆识别、智能驾驶等任务。
例如，利用机器视觉检测技术可以实现对交通违法行为的监测和记录，提高交通管理的效率和准确性。
此外，还可以通过机器视觉检测技术实现对车辆的识别和跟踪，从而实现智能交通管理和车辆自动驾驶。
在医疗诊断领域，机器视觉检测可以应用于医学影像分析、疾病诊断、手术辅助等任务。
例如，利用机器视觉检测技术可以实现对医学影像的分割和特征提取，帮助医生进行疾病的诊断和治疗规划。
此外，还可以通过机器视觉检测技术实现对手术过程的实时监测和辅助，提高手术的安全性和精准度。
在农业领域，机器视觉检测可以应用于农作物生长监测、病虫害检测、果蔬分拣等任务。
例如，利用机器视觉检测技术可以实现对农作物生长状态的监测和分析，帮助农民进行精准的灌溉和施肥。
此外，还可以通过机器视觉检测技术实现对果蔬的外观和质量检测，提高农产品的品质和市场竞争力。
综上所述，机器视觉检测在各个领域都有着广泛的应用前景，通过不断创新和技术进步，相信机器视觉检测的解决方案会越来越多样化和智能化，为人们的生活和工作带来更多便利和效益。
机器视觉检测系统【深度解读】
机器视觉检测系统现代工业自动化生产中涉及到各种各样的检验、生产监视和零件识别应用，如汽车零配件批量加工的尺寸检查和自动装配的完整性检查、电子装配线的元件自动定位、IC上的字符识别等。
通常这种带有高度重复性和智能性的工作是由肉眼来完成的，但在某些特殊情况下，如对微小尺寸的精确快速测量、形状匹配以及颜色辨识等，依靠肉眼根本无法连续稳定地进行，其它物理量传感器也难以胜任。
人们开始考虑用CCD照相机抓取图像后送入计算机或专用的图像处理模块，通过数字化处理，根据像素分布和亮度、颜色等信息来进行尺寸、形状、颜色等的判别。
这种方法是把计算机处理的快速性、可重复性与肉眼视觉的高度智能化和抽象能力相结合，由此产生了机器视觉检测技术的概念。
视觉检测技术是建立在计算机视觉研究基础上的一门新兴测试技术。
与计算机视觉研究的视觉模式识别、视觉理解等内容不同，视觉检测技术重点研究的是物体的几何尺寸及物体的位置测量，如轿车白车身三维尺寸的测量、模具等三维面形的快速测量、大型工件同轴度测量以及共面性测量等，它可以广泛应用于在线测量、逆向工程等主动、实时测量过程。
视觉检测技术在国外发展很快，早在20世纪80年代，美国国家标准局就曾预计未来90％的检测任务将由视觉检测系统来完成。
因此仅在80年代，美国就有100多家公司跻身于视觉检测系统的经营市场，可见视觉检测系统确实很有发展前途。
在近几届北京国际机床展览会上已经见到国外企业展出的应用视觉检测技术研制的先进仪器，如流动式光学三坐标测量机、高速高精度数字化扫描系统、非接触式光学三坐标测量机等。
2.机器视觉检测系统构成、分类及工作原理2.1 系统构成与工作原理(1)系统构成典型的视觉系统一般包括光源、镜头、CCD照相机、图像处理单元(或图像采集卡)、图像处理软件、监视器、通讯／输入输出单元等。
(2)工作原理视觉系统的输出并非图像视频信号，而是经过运算处理之后的检测结果(如尺寸数据)。
通常，机器视觉检测就是用机器代替肉眼来做测量和判断。
轴承内径尺寸机器视觉在线检测技术
中 ， 测 轴 承 按 照 设 定 的 节 拍 在 被 载 物 台 上 运 动 ， 调 整 好 位 置 的 已 Ｃ Ｄ 摄像 头 ， 合 图像 采 集 卡 获 Ｃ 结 取 轴 承 的 内径 信 息 ， 算 机 运 用 计 各 种算 法 对 图 像 数 据 运 算 处 理 ， 计 算 出轴 承 的 内 径 ， 预 设 的标 按 准把 轴 承 分 成 不 同 的 等 级 ， 由分 类 机构 将 其 放 置 到 特 定 的位 置 ， 图 １ 轴承内径在线检测系统硬件构成框图
摘 要 ： 用 计 算 机 图像 处 理 技 术 ， 预 处 理 后 的 边 缘 图 像 ， 用 基 于 点 Ｈ ｕｈ变 换 的 圆 形 图 像 亚 像 素 检 测 算 利 对 采 ｏｇ 法 ， 现 了 轴 承 内径 的亚 像 素 无 损 在 线 检 测 。该 检 测 系 统 具 有 非 接 触 、 度 快 、 度 高 、 干 扰 性 强 、 本 低 、 实 速 精 抗 成 通用性好等优点 ， 广泛应用于其他行业产品的在线检测 。 可 关 键 词 ： 承 ； 器 视觉 ； 算 机 图 像 处 理 ； 像 素 ； 线 检 测 轴 机 计 亚 在
同 时计算 机 自动 生成 统计 报表 ， 可供 打 印输 出结 果 。
２ 软 件 系统 构 成 及 主 要 功 能模 块
该 系 统软 件部 分按 模块 化设 计 ， Ｖ ６ ０开发 环 境 下实 现 ， 处理 流程 如 图 ２所示 。 在 Ｃ． 其
２ １ 图像 采 集及 中值 滤波 ．
Ｖｏ ． ＮＯ． １ ２８ ５
０ｃ ． ｔ
２ ０７ ０
文章 编号 ：６ ２— ８ １ ２ ０ ）５— ０ ０— ３ １ ７ ６ ７ （０ ７ ０ ０ １ ０
基于机器视觉的印刷图像色彩在线检测系统设计
ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｆ ｈ ｒｄ ａ ｗ ａ ｒ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｒｅ ａ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ．Ｔ ｈ ｅ ｎ ｓ ｅ ｖ ｅ ｒ ａ ｌ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｈ ａ ｖ ｅ ｂ ｅ ｅ ｎ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｅ ｄ ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｉ ｎ ｇ ｉ ｍａ ｇ ｅ ｒ ｅ ｇ ｉ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ｔ ｅ ｍｐ ｌ ａ ｔ ｅ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｌ ｏ ｒ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｓｉ ｒ ｏ ｎ ．Ｆ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｏ ｆ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｉ ｎ ｇ
ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｉ ｍｅ ，ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｇ ｉ ｅ ｓ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｃ ｏ ａ ｒ ｓ ｅ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｃ ｌ ｏ ｓ ｅ ｌ ｙ ｓ ｃ ｒ ｅ ｅ ｎ ｉ ｎ ｇ ，
一种基于机器视觉的浮法玻璃质量在线检测系统
传统 的浮法玻璃 质量检 测方法主 要采用人 工在 线 肉眼监视 的 方法 。人眼监 视存在 主观 、视 角 、视 场 等因素影 响 ，容易对 浮法玻 璃缺 陷造成漏 检 ，尤 其是 变形较 小 、畸变不 大的夹 杂 ，极大地 降低玻璃 的等级水平 。随 着现代 生产技 术的不 断发展 ，高端 产 品 （ 液 晶屏幕 ）对浮法 玻璃原 板 的质量要 求越 如 来越 高 ，采用 人工控 制浮法玻 璃质 量的生 产方式 已 无法 适应 目前玻璃 生产 的实际需 要 。因此 ，要全 面 保证玻 璃质 量 ，提 高玻璃 质量 等级 ，对玻璃 质量 进 行高 效准确 的在线 实时检 测就显得 十分 重要 。 目前 ，浮法 玻璃 质量检 测系统 主要利 用激光 检 测Ｉ 和摩 尔干涉 原理 ｌ ２ 的方法 。 本文 介绍 的浮法玻璃 质量检 测 系统 采用分 布式视 觉技 术 ，以机器 的 眼睛 代替人 眼 ，完成对 浮法玻 璃 的缺 陷提取 、缺 陷识 别 和分 类。其 检测原 理是 ：玻璃 中的缺陷和正 常玻璃
其技 术 要求主 要是实 时性 、准确性 和可靠 性 ，因此
相应的算法研究和软件设 计必须围绕这些要求展开 。 所 谓实 时性 ，是指检 测系统 的采 集速度 能够满 足玻
璃 的运 行速 度（ 即采 集实 时性 ） ，并且 能在每 帧 图像
的采 集时间 内完成数 据 的传输 、存 储 、分析处理 及 结果输 出（ 处理 实时 性） 。由此 要求检 测算 法的运 行
维普资讯
１
２ 采集系统设计
本 系统 采用 了 由高 速 、高精 度 的相机 和镜 头 与
勺 似
３ 图像处理算法及软件 实现
基 于机 器视 觉 的浮 法玻 璃 质量 在线 检 测 系统 ，
基于机器视觉技术的白车身尺寸在线测量场景研究与应用
基于机器视觉技术的白车身尺寸在线测量场景研究与应用随着工业自动化的不断发展，机器视觉技术已经在各个行业得到了广泛应用，其中包括汽车制造行业。
白车身尺寸在线测量是汽车制造中非常重要的一项工作，通过机器视觉技术，可以实现高效、准确、实时的测量，提高生产效率和质量。
在研究与应用方面，白车身尺寸在线测量场景主要包括以下几个方面：一、数据采集与处理：通过摄像机等设备采集白车身的图像或者视频数据，然后进行图像预处理，例如去噪、去除阴影等操作，以提高后续算法的准确性。
二、特征提取与选择：对于白车身的图像，需要通过机器视觉算法进行特征提取，例如边缘检测、轮廓提取等操作，以便识别车身的边界和主要尺寸特征。
同时，需要选择合适的特征向量，以方便后续的尺寸计算和分析。
三、尺寸计算与分析：基于特征向量和图像处理结果，可以利用数学方法或者机器学习算法来计算车身的各个重要尺寸，例如长、宽、高、轴距等，同时可以进行尺寸的分析和评估，例如与标准尺寸的比较、尺寸偏差的判断等。
四、实时监测与报警：在白车身生产线上，需要实时监测车身的尺寸情况，并及时发出报警，以防止尺寸不合格的车身进入下一工序。
通过机器视觉技术，可以实现在线监测和报警功能，以提高生产的准确性和效率。
在应用方面，基于机器视觉技术的白车身尺寸在线测量可以广泛应用于汽车制造企业的生产线中。
通过自动化的图像采集和处理，可以实现对白车身尺寸的准确测量，避免了传统人工测量中的误差和主观因素。
同时，基于机器学习算法的尺寸计算和分析，可以提供更加细致和全面的尺寸数据，以供企业进行生产管理和质量控制。
总之，基于机器视觉技术的白车身尺寸在线测量场景的研究与应用，不仅可以提高汽车制造的生产效率和质量，还能够减少人力资源的投入和成本的浪费，具有非常广阔的应用前景和市场需求。
未来随着技术的不断发展和创新，机器视觉技术在汽车制造领域的应用还将继续深入和拓展。
基于机器视觉的工件的在线检测
组 合 机 床 与 自 动 化 加 工 技 术
Ｍ ｏ ｕｌ ｒ Ｍ ａ ｈｉ ｏ ｄ ａ ｃ ｎｅ Ｔｏ ｌ＆ Ａｕｔ ｍ ａ ｉ ａ ｕｆ ｃ ｕｒｎｇ Ｔｅ ｈ ｑ ｏ ｔｃ Ｍ ｎ ａ ｔ ｉ ｃ ｎｉ ｕｅ
ＮＯ． ７
Ｊ ．２ ２ ｕ１ ０１
络真 正 的实 现 互 连 互 通 ， 以 实 现 点 到 点 的 传 递命 可
令 和数据 信息 ， 并完 成数 控任 务 。
［ 考 文献 ］ 参 ［ １］ Ｗ ．Ｓａｋｅ ｒ．Ｒ ａ—ｍｅ ｃｎｒｌ ｙｔ ｄｃｍｅｔ ｉ ｈｃｌ ｏｄ ｅｌｉ ｏｔ ｓｓ ｍ ｏｕ ｎａ ｏ ｆ ｔ ｏ ｅ ｔｎ ［ Ｌ ．ｔ ：／ ｗ ．ｓ． １ｎ ｔｇｖｐ０ｅｔ ｒｓｈ Ｏ ］ ｈ ｐ／ ｗ ｗ ｉ ｍｅ ｉ ．０／ ｒｊ ｓ ｃｌ ． ｔ ｄ ．ｓ ｃ ／ ｉ
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２１ ０ ２年 ７月
许 军 ， ：适 应 网络制造 的数控 系统 实 时中间层研 究 等
。 １・ ８
分 布式 关键 任 务 的 同时满 足 实 时性 和可 嵌 入性 的要
各 个部 门 间的互联 ， 而建 立 一个 基 于 网络 的 ， 具 从 既 有 层次 结构 特 点 又 具 有 分 布 特 点 的 制造 企 业 ， 现 实 信 息集 成 ， 以信 息 集 成 实 现 功 能 集 成 和 过 程 集 成 。
文章 编 号 ：０ １—２ ６ （ ０ ２） ７—０ ７ １０ ２５２ １ ０ ０ ５—０ ４
基 于机 器视 觉 的工 件 的在 线检 测
潘 武 ， 莉 彦 ， 俊 成 张 徐
（ 京化 工大 学 机 电工程 学院 ， 北 北京 １０ ２ ） ０ ０ ９ 摘 要 ： 用 ＨＡ Ｃ Ｎ软件提 供 的算 子对 摄 像机 内、 利 ＬＯ 外参 数 和机 器人 “ 眼 ”系统 进 行 标 定 ， 此基 础 手 在
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机器视觉在线检测详解
机器视觉的一个重要应用就是进行在线检测。
这个与物体静止时的视觉检测系统不同，最起码图像摄取的速度要足够快才行，不然就不可能在被测物体运动时获取足够清晰的图像，再一个就是机器视觉软件的图像处理能力也要足够强，分析判断周期要够短，不然等反应过来了，产品可能都已经走出次品剔除系统的工作范围了。
这样的机器视觉在线检测就是不合格的。
1 机器视觉在线检测的基本原理
基于机器视觉的在线检测系统的基本原理：首先通过视觉传感器获取高速流水线上运动待检测物体图像，图像传送到计算机后，计算机调用专用的图像处理软件来对检测物体进行检测、测量、分析、判断。
多功能检测实验平台的硬件结构如图1所示，机器视觉在线检测系统的基本模块包括：传动装置、专用LED光源、图像采集模块、电气控制模块。
2 多功能检测实验平台运动控制部分设计
在这套系统中，运动控制部分选用工业PC＋运动控制卡＋步进电机的控制模式。
运动控制卡是步进电机公司的MPC01。
它配备了许多功能强大、内容丰富的运动控制软件工具和函数库。
MPC01运动函数库用于二次开发，用户只要用C／C＋＋或Visual Basic等编制所需的用户界面程序，并把它与MPC01
运动库链接起来，就可以开发出自己的控制系统。
3 专用LED光源
光源对图像质量的影响是至关重要的，考虑到本套试验平台将要进行各种物品的检测实验，开发设计了多种专用LED照明方案以适应各种不同的待检物体。
直环型用于各种具有稳定照度和清晰图像的工件；狭角型用于各种透明工件或低对比度工件；棒型用于透明、光滑、镀金表面；圆顶型用于不平整或弯曲的表面检测，金属包片上的印刷字体或弯曲表面的孔穴；背光型用于透明材料或液体的检测；同轴型用于光滑、电镀、低反射表面。
4 高速图像采集系统
图像采集部分将完成流水线上的运动图像获取，采集图像质量的好坏将直接影响整个检测效率。
图像采集部分主要由CCD摄像机完成。
CCD摄像机摄取图像信号，由图像采集卡将图像信号采集进来。
本套实验装置选用两个方位的摄像机对待检测物体进行检测，一个俯拍位一个侧拍位，对有些待检测物体可以进行多方位的检测。
摄像机采用的是Pulnix公司的TM6703，采集卡选用Matrox 公司的Comora2。
4.1 图像采集卡
Matrox Corona Ⅱ是Matrox Graphics Inc．生产的图像控制器，可采集隔行扫描／逐行扫描的分量RGB信号和单／双路黑白模拟视频信号；3路10bit A／D转换器；24-bit RS-422／LVDS数字接口；模拟情况下采集率达到30MHz，RS-422数字模式下达25MHz，LVDS数字模式下达40MHz；连接2个RGB 或6个模拟黑白视频信号；32-bit／33MHz PCI总线主模式；扩展板上实时采
集存储；可同时支持模拟VGA和独立的数字VGA或TV输出。
4.2 CCD摄像机
Pulnix公司的TM6703是1／2英寸，648×484，快门速度为1／60／32000s，同时带有异步重置功能。
当VINIT脉冲发生作用时，重置摄像机的扫描清除CCD。
当在异步模式下和外部VINIT高电平信号的作用下，异步功能将自动被选择，信号读出会被禁止直到有触发。
下面是摄像机异步重置的3种模式：（1）控制脉冲宽度的外部VINIT：快门速度由脉冲宽度来控制；
（2）快速内部触发模式：当VINIT的下降沿和外部HD是一样的时候，信号抓取没有延时，否则，会有0～1HD的延时；
（3）慢速内部触发模式：快门速度可以选择在1／250-1／2000s，如果VINIT 和外部HD的下降沿相同，并且启动了积分充电，在VINIT下降沿摄像机放电。
输出延时取决于选择的快门速度。
4.3 摄像机和采集卡的配合
两个摄像机的输出信号都通过RS232C串口控制与采集卡传送数据。
Matrox公司的采集卡根据不同的摄像机输入都有专门的DCF配置文件。
摄像机的配置模式有硬件触发、软件触发和连续采集3种模式。
为了提高CPU的利用效率，在每个检测位安置了一个光电传感器，当被检测物经过时触发光电传感器，光电传感器的输出信号作为摄像机的外部触发信号触发摄像机采集一桢图像。
在这种模式下摄像机的DCF配置文件中将触发模式设置为：硬件触发。
这样在有物体经过摄像机的时候摄像机才触发采集，没有物体经过的时候处于等待状态。
5视觉软件开发
东莞创科视觉软件的库函数可以很方便的在VC下进行软件二次开发。
利用创科视觉软件库函数首先分配一个应用对象（Application），相当于创建图像处理的控制和执行环境。
在应用对象下可以建立多个系统，每个系统下可以建立多个数据缓存（Data Buffer）、数字转化器（Digitizer）和数据显示（Display）。
将图像文件读入数据缓存，缓存赋值给数组，通过对数组的处理即可实现对图像的处理。
图像数据与显示数据关联后，就可以显示在制定的控件或窗体上。
6 在线检测平台的工作流程
首先，软件通过串口给PLC发送指令启动流水线；待检测物品放置在流水线上，进入检测机柜触发摄像机光电传感器。
由于采集卡工作在外部触发的模式下，当光电传感器被触发后，所输出的光电脉冲信号传送至图像采集卡，图像采集卡采集一桢图像，送至Buffer里面，至此已完成了图像的采集工作。
然后，图像处理软件读取Buffer里面的数据进行显示、计算、判断等工作，检测待检测物品是否合格。
不合格物品将触发剔除装置，将其从流水线上剔除。
7 尾声
因为工业产品检测有着很多不同的地方，所以在构建机器视觉在线检测时所选用的摄像机和采集卡也具有很大的灵活性。
硬件平台的构建方面，摄像机、光源、光电传感器的位置结构也具有很大的灵活性，可以方便各种不同形状和大小的产品在线检测。
在机器视觉软件的开发方面也可能有所不同，具体可以联系专业的视觉软件开发商。
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