計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)的研究與應(yīng)用

高楊

【摘 要】作為一種新興的檢測(cè)技術(shù)，視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)是從計(jì)算機(jī)視覺(jué)研究發(fā)展起來(lái)的；以視覺(jué)傳感器為基礎(chǔ)的檢測(cè)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，檢測(cè)效率較高，而且組成簡(jiǎn)單，能夠很好地在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行在線、非接觸檢測(cè)與監(jiān)控。本文對(duì)計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的工作原理、系統(tǒng)組成和在制造業(yè)方面的運(yùn)用進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī) 視覺(jué)檢測(cè) 制造業(yè)

在精密測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)視覺(jué)藝術(shù)具有最大的發(fā)展?jié)摿?，它將電子學(xué)、圖像處理、光學(xué)探測(cè)和計(jì)算機(jī)技術(shù)綜合起來(lái)進(jìn)行運(yùn)用，在工業(yè)檢測(cè)中引入機(jī)器視覺(jué)，能夠快速測(cè)量物品平面或三維位置尺寸，其主要特點(diǎn)有：柔性好、速度快和非接觸性，在現(xiàn)代制造業(yè)中有著非常廣闊的應(yīng)用前景。

目前，國(guó)內(nèi)視覺(jué)檢測(cè)領(lǐng)域所需要的視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備大多是進(jìn)口的，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的設(shè)備缺乏較高的檢驗(yàn)精度和較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性；但是進(jìn)口設(shè)備大大增加了檢測(cè)成本，不少中小企業(yè)無(wú)力承擔(dān)。面對(duì)國(guó)內(nèi)檢測(cè)需求日益增加的情況，積極進(jìn)行成本較低，精度較高的檢測(cè)設(shè)備的開(kāi)發(fā)，成為一個(gè)亟須解決的問(wèn)題，需要引起重視。

1檢測(cè)系統(tǒng)的工作原理

計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)工作流程分為三個(gè)部分，分別是圖像信息獲取、圖像信息處理以及機(jī)電系統(tǒng)執(zhí)行檢測(cè)結(jié)果。如果系統(tǒng)有需求，能夠借助人機(jī)界面對(duì)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的設(shè)置與調(diào)整。當(dāng)被檢測(cè)對(duì)象移動(dòng)到特定的位置時(shí)，位置傳感器就會(huì)發(fā)現(xiàn)它，會(huì)將探測(cè)到被檢測(cè)物體的電脈沖信號(hào)發(fā)送給PLC控制器，經(jīng)過(guò)計(jì)算，PLC控制器將物體移動(dòng)到CCD相機(jī)采集位置的時(shí)間出來(lái)，然后將觸發(fā)信號(hào)準(zhǔn)確地發(fā)送給圖像采集卡，采集卡檢測(cè)到此信號(hào)后，會(huì)要求CCD相機(jī)立即進(jìn)行圖像采集。被采集到的物體圖像會(huì)以BMP文件的形式發(fā)送到工控機(jī)，運(yùn)用專門的分析工具軟件分析處理圖像，分析檢測(cè)對(duì)象是否與設(shè)計(jì)要求相符合，執(zhí)行機(jī)會(huì)依據(jù)合格或者不合格的信號(hào)對(duì)被檢測(cè)物體進(jìn)行相應(yīng)處理。經(jīng)過(guò)這樣的反復(fù)的工作，系統(tǒng)對(duì)被檢測(cè)物體進(jìn)行隊(duì)列連續(xù)處理。如圖1。

2計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)的組成

在工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)可以在尺寸測(cè)量、工件定位、特征檢測(cè)、圖形圖像以及字符識(shí)別等方面進(jìn)行運(yùn)用。計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)按照功能模塊可以劃分為圖像信息獲取模塊、圖像信息處理模塊、人機(jī)交互模塊、機(jī)電執(zhí)行模塊以及系統(tǒng)控制模塊五部分。各個(gè)部分之間的存在如圖2所示的邏輯關(guān)系，其中處于核心位置的是系統(tǒng)控制模塊，系統(tǒng)控制不論是在被檢測(cè)物體位置信息的觸發(fā)，還是機(jī)電執(zhí)行模塊所需檢測(cè)結(jié)果信息的獲取等等各個(gè)方面，都必須參與其中，否則無(wú)法完成；而人際交互模塊更是與核心模塊有著直接聯(lián)系，通過(guò)與其直接通信，以便實(shí)時(shí)更新檢測(cè)系統(tǒng)參數(shù)以及執(zhí)行指令等。

3計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)在制造業(yè)上的應(yīng)用

3.1應(yīng)用于汽車車身檢測(cè)的視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)

現(xiàn)代汽車制造業(yè)的生產(chǎn)周期日益縮短，生產(chǎn)日益集團(tuán)化，原材料和零部件供應(yīng)呈現(xiàn)大宗化，而這正是給運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)提供了客觀環(huán)境。該系統(tǒng)包括三維視覺(jué)傳感器系統(tǒng)、電器控制與接口系統(tǒng)、機(jī)械及定位系統(tǒng)、標(biāo)定系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)等部分，其測(cè)量步驟如下：首先在電氣控制系統(tǒng)下初步定位運(yùn)送車身；然后借助專門的控制系統(tǒng)準(zhǔn)確定位待測(cè)位置；接著用計(jì)算機(jī)進(jìn)行檢查點(diǎn)圖像的采集與處理；最后，將被監(jiān)測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)參數(shù)計(jì)算出來(lái)。檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)該能夠?qū)崟r(shí)控制單光條、多光條、雙目立體視覺(jué)以及十字叉絲等傳感器的動(dòng)作；按照要求順序，全部視覺(jué)傳感器進(jìn)行測(cè)量，然后轉(zhuǎn)換測(cè)量結(jié)果，將其放置于測(cè)量坐標(biāo)中；經(jīng)過(guò)自動(dòng)識(shí)別，能夠?qū)ρb配結(jié)果進(jìn)行判斷。這一視覺(jué)檢測(cè)方法具有效率高、自動(dòng)化、精度好的特點(diǎn)，能夠很好地滿足汽車工作的需求。

3.2為智能焊接的實(shí)現(xiàn)解決核心難題

在焊接領(lǐng)域，對(duì)智能焊接機(jī)器人的研究已經(jīng)成為關(guān)注的重點(diǎn)，智能焊接機(jī)器人要求能夠識(shí)別環(huán)境目標(biāo)，對(duì)焊接參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，并實(shí)時(shí)精確跟蹤軌跡。比如在潛艇、大型輪船的制造中，焊接是十分重要的環(huán)節(jié)，焊接質(zhì)量直接關(guān)系到后續(xù)的制造環(huán)節(jié)以及潛艇、輪船的強(qiáng)度和安全性。智能焊接機(jī)器人在紅外攝像儀、高速攝像機(jī)以及CCD攝像機(jī)等高精度圖像傳感設(shè)備的輔助下，采用智能化圖像處理方法能夠進(jìn)行圖像焊接，檢測(cè)焊接空間位置，規(guī)劃焊炬姿態(tài)，對(duì)焊接熔池特征參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)提取，對(duì)焊接組織、機(jī)構(gòu)和性能進(jìn)行預(yù)測(cè)等，能夠在很多人類難以進(jìn)行作業(yè)的場(chǎng)合完成焊接工作，在焊接過(guò)程中，通過(guò)數(shù)個(gè)光電接收陣列對(duì)檢測(cè)組建進(jìn)行多維視覺(jué)傳感，并綜合處理所獲取的信息。目前國(guó)外KUKA，Motoman，GMF，Adept等廠家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出智能焊接機(jī)器人，其裝配了計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)功能，并且已經(jīng)廣泛應(yīng)用于潛艇與航天器的生產(chǎn)中。

3.3提高手機(jī)生產(chǎn)檢測(cè)速度

隨著手機(jī)設(shè)計(jì)精密程度的日益提高，人工檢驗(yàn)已經(jīng)難以適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)，這是因?yàn)槠湫枰臏y(cè)量投影儀較多，檢測(cè)速度慢。而采用計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)能夠自動(dòng)檢測(cè)電路板組建中的連接器以及內(nèi)部零件等，檢測(cè)速度快、測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，具有較強(qiáng)的擴(kuò)展性和較高的性價(jià)比。檢測(cè)系統(tǒng)主要就是測(cè)量計(jì)算機(jī)接口電路板組件中各個(gè)連接器特定位置的幾何尺寸，這里面包括連接器內(nèi)部零件的尺寸、間距以及連機(jī)器與PCB底板的相對(duì)位置；另外還要對(duì)連接器與標(biāo)準(zhǔn)是否相符以及內(nèi)部零件被損壞與否。系統(tǒng)可以將質(zhì)量檢驗(yàn)的效率大大提升，而且也能夠使產(chǎn)品質(zhì)量得到保障，實(shí)現(xiàn)降低檢驗(yàn)成本的目的。

結(jié)語(yǔ)

作為一種新興的檢測(cè)技術(shù)，計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)對(duì)我國(guó)計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)產(chǎn)品的發(fā)展起到了很大的推動(dòng)作用，使其不斷向更高層次邁進(jìn)，同時(shí)也為我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)，具有廣闊的發(fā)展前景。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王愛(ài)民，沈蘭蓀. 圖像分割研究綜述[J]. 測(cè)控技術(shù)，2000（05）

[2]陳熙霖. 視覺(jué)計(jì)算——人類感知能力的延伸[J]. 測(cè)控技術(shù)，2000（05） .

[3] 汪孔橋. 數(shù)字圖像的質(zhì)量評(píng)價(jià)[J]. 測(cè)控技術(shù)，2000（05） .

[4]王永剛，衛(wèi)保國(guó). 基于數(shù)碼相機(jī)的圖像采集系統(tǒng)[J]. 測(cè)控技術(shù)，2000（05） .

[5]應(yīng)駿，何國(guó)鋒，葉秀清. 基于PCI總線的立體視覺(jué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)非接觸式實(shí)時(shí)測(cè)量[J]. 測(cè)控技術(shù)，2000（02） .endprint

【摘 要】作為一種新興的檢測(cè)技術(shù)，視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)是從計(jì)算機(jī)視覺(jué)研究發(fā)展起來(lái)的；以視覺(jué)傳感器為基礎(chǔ)的檢測(cè)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，檢測(cè)效率較高，而且組成簡(jiǎn)單，能夠很好地在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行在線、非接觸檢測(cè)與監(jiān)控。本文對(duì)計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的工作原理、系統(tǒng)組成和在制造業(yè)方面的運(yùn)用進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī) 視覺(jué)檢測(cè) 制造業(yè)

在精密測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)視覺(jué)藝術(shù)具有最大的發(fā)展?jié)摿?，它將電子學(xué)、圖像處理、光學(xué)探測(cè)和計(jì)算機(jī)技術(shù)綜合起來(lái)進(jìn)行運(yùn)用，在工業(yè)檢測(cè)中引入機(jī)器視覺(jué)，能夠快速測(cè)量物品平面或三維位置尺寸，其主要特點(diǎn)有：柔性好、速度快和非接觸性，在現(xiàn)代制造業(yè)中有著非常廣闊的應(yīng)用前景。

目前，國(guó)內(nèi)視覺(jué)檢測(cè)領(lǐng)域所需要的視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備大多是進(jìn)口的，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的設(shè)備缺乏較高的檢驗(yàn)精度和較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性；但是進(jìn)口設(shè)備大大增加了檢測(cè)成本，不少中小企業(yè)無(wú)力承擔(dān)。面對(duì)國(guó)內(nèi)檢測(cè)需求日益增加的情況，積極進(jìn)行成本較低，精度較高的檢測(cè)設(shè)備的開(kāi)發(fā)，成為一個(gè)亟須解決的問(wèn)題，需要引起重視。

1檢測(cè)系統(tǒng)的工作原理

計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)工作流程分為三個(gè)部分，分別是圖像信息獲取、圖像信息處理以及機(jī)電系統(tǒng)執(zhí)行檢測(cè)結(jié)果。如果系統(tǒng)有需求，能夠借助人機(jī)界面對(duì)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的設(shè)置與調(diào)整。當(dāng)被檢測(cè)對(duì)象移動(dòng)到特定的位置時(shí)，位置傳感器就會(huì)發(fā)現(xiàn)它，會(huì)將探測(cè)到被檢測(cè)物體的電脈沖信號(hào)發(fā)送給PLC控制器，經(jīng)過(guò)計(jì)算，PLC控制器將物體移動(dòng)到CCD相機(jī)采集位置的時(shí)間出來(lái)，然后將觸發(fā)信號(hào)準(zhǔn)確地發(fā)送給圖像采集卡，采集卡檢測(cè)到此信號(hào)后，會(huì)要求CCD相機(jī)立即進(jìn)行圖像采集。被采集到的物體圖像會(huì)以BMP文件的形式發(fā)送到工控機(jī)，運(yùn)用專門的分析工具軟件分析處理圖像，分析檢測(cè)對(duì)象是否與設(shè)計(jì)要求相符合，執(zhí)行機(jī)會(huì)依據(jù)合格或者不合格的信號(hào)對(duì)被檢測(cè)物體進(jìn)行相應(yīng)處理。經(jīng)過(guò)這樣的反復(fù)的工作，系統(tǒng)對(duì)被檢測(cè)物體進(jìn)行隊(duì)列連續(xù)處理。如圖1。

2計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)的組成

在工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)可以在尺寸測(cè)量、工件定位、特征檢測(cè)、圖形圖像以及字符識(shí)別等方面進(jìn)行運(yùn)用。計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)按照功能模塊可以劃分為圖像信息獲取模塊、圖像信息處理模塊、人機(jī)交互模塊、機(jī)電執(zhí)行模塊以及系統(tǒng)控制模塊五部分。各個(gè)部分之間的存在如圖2所示的邏輯關(guān)系，其中處于核心位置的是系統(tǒng)控制模塊，系統(tǒng)控制不論是在被檢測(cè)物體位置信息的觸發(fā)，還是機(jī)電執(zhí)行模塊所需檢測(cè)結(jié)果信息的獲取等等各個(gè)方面，都必須參與其中，否則無(wú)法完成；而人際交互模塊更是與核心模塊有著直接聯(lián)系，通過(guò)與其直接通信，以便實(shí)時(shí)更新檢測(cè)系統(tǒng)參數(shù)以及執(zhí)行指令等。

3計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)在制造業(yè)上的應(yīng)用

3.1應(yīng)用于汽車車身檢測(cè)的視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)

現(xiàn)代汽車制造業(yè)的生產(chǎn)周期日益縮短，生產(chǎn)日益集團(tuán)化，原材料和零部件供應(yīng)呈現(xiàn)大宗化，而這正是給運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)提供了客觀環(huán)境。該系統(tǒng)包括三維視覺(jué)傳感器系統(tǒng)、電器控制與接口系統(tǒng)、機(jī)械及定位系統(tǒng)、標(biāo)定系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)等部分，其測(cè)量步驟如下：首先在電氣控制系統(tǒng)下初步定位運(yùn)送車身；然后借助專門的控制系統(tǒng)準(zhǔn)確定位待測(cè)位置；接著用計(jì)算機(jī)進(jìn)行檢查點(diǎn)圖像的采集與處理；最后，將被監(jiān)測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)參數(shù)計(jì)算出來(lái)。檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)該能夠?qū)崟r(shí)控制單光條、多光條、雙目立體視覺(jué)以及十字叉絲等傳感器的動(dòng)作；按照要求順序，全部視覺(jué)傳感器進(jìn)行測(cè)量，然后轉(zhuǎn)換測(cè)量結(jié)果，將其放置于測(cè)量坐標(biāo)中；經(jīng)過(guò)自動(dòng)識(shí)別，能夠?qū)ρb配結(jié)果進(jìn)行判斷。這一視覺(jué)檢測(cè)方法具有效率高、自動(dòng)化、精度好的特點(diǎn)，能夠很好地滿足汽車工作的需求。

3.2為智能焊接的實(shí)現(xiàn)解決核心難題

在焊接領(lǐng)域，對(duì)智能焊接機(jī)器人的研究已經(jīng)成為關(guān)注的重點(diǎn)，智能焊接機(jī)器人要求能夠識(shí)別環(huán)境目標(biāo)，對(duì)焊接參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，并實(shí)時(shí)精確跟蹤軌跡。比如在潛艇、大型輪船的制造中，焊接是十分重要的環(huán)節(jié)，焊接質(zhì)量直接關(guān)系到后續(xù)的制造環(huán)節(jié)以及潛艇、輪船的強(qiáng)度和安全性。智能焊接機(jī)器人在紅外攝像儀、高速攝像機(jī)以及CCD攝像機(jī)等高精度圖像傳感設(shè)備的輔助下，采用智能化圖像處理方法能夠進(jìn)行圖像焊接，檢測(cè)焊接空間位置，規(guī)劃焊炬姿態(tài)，對(duì)焊接熔池特征參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)提取，對(duì)焊接組織、機(jī)構(gòu)和性能進(jìn)行預(yù)測(cè)等，能夠在很多人類難以進(jìn)行作業(yè)的場(chǎng)合完成焊接工作，在焊接過(guò)程中，通過(guò)數(shù)個(gè)光電接收陣列對(duì)檢測(cè)組建進(jìn)行多維視覺(jué)傳感，并綜合處理所獲取的信息。目前國(guó)外KUKA，Motoman，GMF，Adept等廠家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出智能焊接機(jī)器人，其裝配了計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)功能，并且已經(jīng)廣泛應(yīng)用于潛艇與航天器的生產(chǎn)中。

3.3提高手機(jī)生產(chǎn)檢測(cè)速度

隨著手機(jī)設(shè)計(jì)精密程度的日益提高，人工檢驗(yàn)已經(jīng)難以適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)，這是因?yàn)槠湫枰臏y(cè)量投影儀較多，檢測(cè)速度慢。而采用計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)能夠自動(dòng)檢測(cè)電路板組建中的連接器以及內(nèi)部零件等，檢測(cè)速度快、測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，具有較強(qiáng)的擴(kuò)展性和較高的性價(jià)比。檢測(cè)系統(tǒng)主要就是測(cè)量計(jì)算機(jī)接口電路板組件中各個(gè)連接器特定位置的幾何尺寸，這里面包括連接器內(nèi)部零件的尺寸、間距以及連機(jī)器與PCB底板的相對(duì)位置；另外還要對(duì)連接器與標(biāo)準(zhǔn)是否相符以及內(nèi)部零件被損壞與否。系統(tǒng)可以將質(zhì)量檢驗(yàn)的效率大大提升，而且也能夠使產(chǎn)品質(zhì)量得到保障，實(shí)現(xiàn)降低檢驗(yàn)成本的目的。

結(jié)語(yǔ)

作為一種新興的檢測(cè)技術(shù)，計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)對(duì)我國(guó)計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)產(chǎn)品的發(fā)展起到了很大的推動(dòng)作用，使其不斷向更高層次邁進(jìn)，同時(shí)也為我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)，具有廣闊的發(fā)展前景。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王愛(ài)民，沈蘭蓀. 圖像分割研究綜述[J]. 測(cè)控技術(shù)，2000（05）

[2]陳熙霖. 視覺(jué)計(jì)算——人類感知能力的延伸[J]. 測(cè)控技術(shù)，2000（05） .

[3] 汪孔橋. 數(shù)字圖像的質(zhì)量評(píng)價(jià)[J]. 測(cè)控技術(shù)，2000（05） .

[4]王永剛，衛(wèi)保國(guó). 基于數(shù)碼相機(jī)的圖像采集系統(tǒng)[J]. 測(cè)控技術(shù)，2000（05） .

[5]應(yīng)駿，何國(guó)鋒，葉秀清. 基于PCI總線的立體視覺(jué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)非接觸式實(shí)時(shí)測(cè)量[J]. 測(cè)控技術(shù)，2000（02） .endprint

【摘 要】作為一種新興的檢測(cè)技術(shù)，視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)是從計(jì)算機(jī)視覺(jué)研究發(fā)展起來(lái)的；以視覺(jué)傳感器為基礎(chǔ)的檢測(cè)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，檢測(cè)效率較高，而且組成簡(jiǎn)單，能夠很好地在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行在線、非接觸檢測(cè)與監(jiān)控。本文對(duì)計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的工作原理、系統(tǒng)組成和在制造業(yè)方面的運(yùn)用進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī) 視覺(jué)檢測(cè) 制造業(yè)

在精密測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)視覺(jué)藝術(shù)具有最大的發(fā)展?jié)摿Γ鼘㈦娮訉W(xué)、圖像處理、光學(xué)探測(cè)和計(jì)算機(jī)技術(shù)綜合起來(lái)進(jìn)行運(yùn)用，在工業(yè)檢測(cè)中引入機(jī)器視覺(jué)，能夠快速測(cè)量物品平面或三維位置尺寸，其主要特點(diǎn)有：柔性好、速度快和非接觸性，在現(xiàn)代制造業(yè)中有著非常廣闊的應(yīng)用前景。

目前，國(guó)內(nèi)視覺(jué)檢測(cè)領(lǐng)域所需要的視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備大多是進(jìn)口的，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的設(shè)備缺乏較高的檢驗(yàn)精度和較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性；但是進(jìn)口設(shè)備大大增加了檢測(cè)成本，不少中小企業(yè)無(wú)力承擔(dān)。面對(duì)國(guó)內(nèi)檢測(cè)需求日益增加的情況，積極進(jìn)行成本較低，精度較高的檢測(cè)設(shè)備的開(kāi)發(fā)，成為一個(gè)亟須解決的問(wèn)題，需要引起重視。

1檢測(cè)系統(tǒng)的工作原理

計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)工作流程分為三個(gè)部分，分別是圖像信息獲取、圖像信息處理以及機(jī)電系統(tǒng)執(zhí)行檢測(cè)結(jié)果。如果系統(tǒng)有需求，能夠借助人機(jī)界面對(duì)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的設(shè)置與調(diào)整。當(dāng)被檢測(cè)對(duì)象移動(dòng)到特定的位置時(shí)，位置傳感器就會(huì)發(fā)現(xiàn)它，會(huì)將探測(cè)到被檢測(cè)物體的電脈沖信號(hào)發(fā)送給PLC控制器，經(jīng)過(guò)計(jì)算，PLC控制器將物體移動(dòng)到CCD相機(jī)采集位置的時(shí)間出來(lái)，然后將觸發(fā)信號(hào)準(zhǔn)確地發(fā)送給圖像采集卡，采集卡檢測(cè)到此信號(hào)后，會(huì)要求CCD相機(jī)立即進(jìn)行圖像采集。被采集到的物體圖像會(huì)以BMP文件的形式發(fā)送到工控機(jī)，運(yùn)用專門的分析工具軟件分析處理圖像，分析檢測(cè)對(duì)象是否與設(shè)計(jì)要求相符合，執(zhí)行機(jī)會(huì)依據(jù)合格或者不合格的信號(hào)對(duì)被檢測(cè)物體進(jìn)行相應(yīng)處理。經(jīng)過(guò)這樣的反復(fù)的工作，系統(tǒng)對(duì)被檢測(cè)物體進(jìn)行隊(duì)列連續(xù)處理。如圖1。

2計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)的組成

在工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)可以在尺寸測(cè)量、工件定位、特征檢測(cè)、圖形圖像以及字符識(shí)別等方面進(jìn)行運(yùn)用。計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)按照功能模塊可以劃分為圖像信息獲取模塊、圖像信息處理模塊、人機(jī)交互模塊、機(jī)電執(zhí)行模塊以及系統(tǒng)控制模塊五部分。各個(gè)部分之間的存在如圖2所示的邏輯關(guān)系，其中處于核心位置的是系統(tǒng)控制模塊，系統(tǒng)控制不論是在被檢測(cè)物體位置信息的觸發(fā)，還是機(jī)電執(zhí)行模塊所需檢測(cè)結(jié)果信息的獲取等等各個(gè)方面，都必須參與其中，否則無(wú)法完成；而人際交互模塊更是與核心模塊有著直接聯(lián)系，通過(guò)與其直接通信，以便實(shí)時(shí)更新檢測(cè)系統(tǒng)參數(shù)以及執(zhí)行指令等。

3計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)在制造業(yè)上的應(yīng)用

3.1應(yīng)用于汽車車身檢測(cè)的視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)

現(xiàn)代汽車制造業(yè)的生產(chǎn)周期日益縮短，生產(chǎn)日益集團(tuán)化，原材料和零部件供應(yīng)呈現(xiàn)大宗化，而這正是給運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)提供了客觀環(huán)境。該系統(tǒng)包括三維視覺(jué)傳感器系統(tǒng)、電器控制與接口系統(tǒng)、機(jī)械及定位系統(tǒng)、標(biāo)定系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)等部分，其測(cè)量步驟如下：首先在電氣控制系統(tǒng)下初步定位運(yùn)送車身；然后借助專門的控制系統(tǒng)準(zhǔn)確定位待測(cè)位置；接著用計(jì)算機(jī)進(jìn)行檢查點(diǎn)圖像的采集與處理；最后，將被監(jiān)測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)參數(shù)計(jì)算出來(lái)。檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)該能夠?qū)崟r(shí)控制單光條、多光條、雙目立體視覺(jué)以及十字叉絲等傳感器的動(dòng)作；按照要求順序，全部視覺(jué)傳感器進(jìn)行測(cè)量，然后轉(zhuǎn)換測(cè)量結(jié)果，將其放置于測(cè)量坐標(biāo)中；經(jīng)過(guò)自動(dòng)識(shí)別，能夠?qū)ρb配結(jié)果進(jìn)行判斷。這一視覺(jué)檢測(cè)方法具有效率高、自動(dòng)化、精度好的特點(diǎn)，能夠很好地滿足汽車工作的需求。

3.2為智能焊接的實(shí)現(xiàn)解決核心難題

在焊接領(lǐng)域，對(duì)智能焊接機(jī)器人的研究已經(jīng)成為關(guān)注的重點(diǎn)，智能焊接機(jī)器人要求能夠識(shí)別環(huán)境目標(biāo)，對(duì)焊接參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，并實(shí)時(shí)精確跟蹤軌跡。比如在潛艇、大型輪船的制造中，焊接是十分重要的環(huán)節(jié)，焊接質(zhì)量直接關(guān)系到后續(xù)的制造環(huán)節(jié)以及潛艇、輪船的強(qiáng)度和安全性。智能焊接機(jī)器人在紅外攝像儀、高速攝像機(jī)以及CCD攝像機(jī)等高精度圖像傳感設(shè)備的輔助下，采用智能化圖像處理方法能夠進(jìn)行圖像焊接，檢測(cè)焊接空間位置，規(guī)劃焊炬姿態(tài)，對(duì)焊接熔池特征參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)提取，對(duì)焊接組織、機(jī)構(gòu)和性能進(jìn)行預(yù)測(cè)等，能夠在很多人類難以進(jìn)行作業(yè)的場(chǎng)合完成焊接工作，在焊接過(guò)程中，通過(guò)數(shù)個(gè)光電接收陣列對(duì)檢測(cè)組建進(jìn)行多維視覺(jué)傳感，并綜合處理所獲取的信息。目前國(guó)外KUKA，Motoman，GMF，Adept等廠家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出智能焊接機(jī)器人，其裝配了計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)功能，并且已經(jīng)廣泛應(yīng)用于潛艇與航天器的生產(chǎn)中。

3.3提高手機(jī)生產(chǎn)檢測(cè)速度

隨著手機(jī)設(shè)計(jì)精密程度的日益提高，人工檢驗(yàn)已經(jīng)難以適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)，這是因?yàn)槠湫枰臏y(cè)量投影儀較多，檢測(cè)速度慢。而采用計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)能夠自動(dòng)檢測(cè)電路板組建中的連接器以及內(nèi)部零件等，檢測(cè)速度快、測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，具有較強(qiáng)的擴(kuò)展性和較高的性價(jià)比。檢測(cè)系統(tǒng)主要就是測(cè)量計(jì)算機(jī)接口電路板組件中各個(gè)連接器特定位置的幾何尺寸，這里面包括連接器內(nèi)部零件的尺寸、間距以及連機(jī)器與PCB底板的相對(duì)位置；另外還要對(duì)連接器與標(biāo)準(zhǔn)是否相符以及內(nèi)部零件被損壞與否。系統(tǒng)可以將質(zhì)量檢驗(yàn)的效率大大提升，而且也能夠使產(chǎn)品質(zhì)量得到保障，實(shí)現(xiàn)降低檢驗(yàn)成本的目的。

結(jié)語(yǔ)

作為一種新興的檢測(cè)技術(shù)，計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)對(duì)我國(guó)計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)產(chǎn)品的發(fā)展起到了很大的推動(dòng)作用，使其不斷向更高層次邁進(jìn)，同時(shí)也為我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)，具有廣闊的發(fā)展前景。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王愛(ài)民，沈蘭蓀. 圖像分割研究綜述[J]. 測(cè)控技術(shù)，2000（05）

[2]陳熙霖. 視覺(jué)計(jì)算——人類感知能力的延伸[J]. 測(cè)控技術(shù)，2000（05） .

[3] 汪孔橋. 數(shù)字圖像的質(zhì)量評(píng)價(jià)[J]. 測(cè)控技術(shù)，2000（05） .

[4]王永剛，衛(wèi)保國(guó). 基于數(shù)碼相機(jī)的圖像采集系統(tǒng)[J]. 測(cè)控技術(shù)，2000（05） .

[5]應(yīng)駿，何國(guó)鋒，葉秀清. 基于PCI總線的立體視覺(jué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)非接觸式實(shí)時(shí)測(cè)量[J]. 測(cè)控技術(shù)，2000（02） .endprint