视觉系统检测生产线上的产品,决定产品是否符合质量要求,并根据结果,产生相应的信号输入上位机。图像获取设备包括光源、摄像机等;图像处理设备包括相应的软件和硬件系统;输出设备是与制造过程相连的有关系统,包括过程控制器和报警装置等。数据传输到计算机,进行分析和产品控制,若发现不合格品,则报警器告警,并将其排除出生产线。机器视觉的结果是CAQ系统的质量信息来源,也可以和CIMS其它系统集成。
当前,工业自动化、智能化进入飞速发展阶段,生产过程当中的自动化程度也变得越来越高,各类产品及元器件的大批量生产,面对着高重复性和高精度的检验、生产监视和零件识别工序,传统人工检测已无法达到要求。为提高产品质量和生产效率,机器视觉开始出现并得到大力发展。
简单而言,机器视觉就是让机器具备像人一样的视觉功能,代替人眼来实现自动化生产中的识别、测量、检测、判断。典型的工业机器视觉系统有三部分组成:图像采集单元、图像处理与分析单元、控制与执行单元。
图像的分割
图像分割是将图像分成若干部分,每一部分对应于某一物体表面,在进行分割时,每一部分的灰度或纹理符合某一种均匀测度度量。某本质是将像素进行分类。分类的依据是像素的灰度值、颜色、频谱特性、空间特性或纹理特性等。图像分割是图像处理技术的基本方法之一,应用于诸如染色体分类、景物理解系统、机器视觉等方面。
图像分割主要有两种方法:一是鉴于度量空间的灰度阈值分割法。它是根据图像灰度直方图来决定图像空间域像素聚类。但它只利用了图像灰度特征,并没有利用图像中的其它有用信息,使得分割结果对噪声十分敏感;二是空间域区域增长分割方法。它是对在某种意义上(如灰度级、组织、梯度等)具有相似性质的像素连通集构成分割区域,该方法有很好的分割效果,但缺点是运算复杂,处理速度慢。其它的方法如边缘踪法,主要着眼于保持边缘性质,跟踪边缘并形成闭合轮廓,将目标分割出来;锥体图像数据结构法和标记松弛迭代法同样是利用像素空间分布关系,将边邻的像素作合理的归并。而基于知识的分割方法则是利用景物的先验信息和统计特性,首先对图像进行初始分割,抽取区域特征,然后利用领域知识推导区域的解释,最后根据解释对区域进行合并。