機(jī)器視覺的原理及應(yīng)用有哪些？

視覺技術(shù)應(yīng)用

在工業(yè)生產(chǎn)線上，人眼在精度和效率上已經(jīng)不能滿足產(chǎn)業(yè)升級(jí)的要求，對(duì)于不可觀察的物體和高精度產(chǎn)品只能依靠機(jī)器視覺。機(jī)器視覺技術(shù)已成功應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人，成為一項(xiàng)核心技術(shù)。

機(jī)器人視覺系統(tǒng)首先應(yīng)用于汽車生產(chǎn)線的整套車身生產(chǎn)機(jī)器人。如果沒有視覺系統(tǒng)，將需要特殊工具在車身上加工孔，以便機(jī)器人能夠知道車身的確切位置。視覺相機(jī)系統(tǒng)開發(fā)后，不再需要這種昂貴的加工工具。機(jī)器人能夠自動(dòng)確定車身的確切位置，然后用數(shù)學(xué)方法計(jì)算出四個(gè)孔的位置。

采用視覺系統(tǒng)是降低工具成本的好方法。隨著機(jī)器視覺系統(tǒng)處理能力的提高，處理器和內(nèi)存的成本不斷降低，但可以做更多的工作，不僅要拍攝圖像，還要將其與相應(yīng)的參考模型進(jìn)行比較。大多數(shù)早期的 2D 視覺圖像都是基于這種技術(shù)。典型的工業(yè)機(jī)器視覺應(yīng)用系統(tǒng)包括數(shù)字圖像處理技術(shù)、機(jī)械工程技術(shù)、控制技術(shù)、光源照明技術(shù)、光學(xué)成像技術(shù)、傳感器技術(shù)、模擬與數(shù)字視頻技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、人機(jī)界面技術(shù)。

目前，工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的視覺技術(shù)大致可分為質(zhì)量控制和輔助生產(chǎn)兩大類。其中，質(zhì)量控制是利用視覺技術(shù)代替人工對(duì)產(chǎn)品尺寸、外觀等進(jìn)行檢測(cè)，識(shí)別出有缺陷的產(chǎn)品。此類設(shè)備已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外自動(dòng)化生產(chǎn)線。輔助生產(chǎn)是指利用視覺技術(shù)為機(jī)器人提供動(dòng)作執(zhí)行的依據(jù)。目前，基于單目視覺的二維定位技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。

視覺系統(tǒng)的原理

視覺系統(tǒng)使用計(jì)算來識(shí)別圖像，然后訓(xùn)練機(jī)器人識(shí)別事物并找到他們需要的東西。圖像建立在大量像素?cái)?shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，序列中的每個(gè)像素都有一個(gè)灰度級(jí)，然后通過算術(shù)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

機(jī)器人可以確定圖像的拍攝位置，從而識(shí)別物體的位置，進(jìn)而確定其對(duì)應(yīng)的尺寸、形狀和質(zhì)量；它還可以根據(jù)圖像和算法改變程序，例如，不同大小的部分可以走不同的路徑，A部分落在B應(yīng)該落在哪里。具有視覺系統(tǒng)的機(jī)器人將能夠在任何方向上操縱任何類型的零件。機(jī)器人的視覺系統(tǒng)通過圖像、距離等傳感器獲取環(huán)境物體的圖像、顏色和距離，然后傳輸?shù)綀D像處理器，利用計(jì)算機(jī)理解和構(gòu)建三維真實(shí)模型來自二維圖像的世界。

使用附加的攝像系統(tǒng)或遙控?cái)z像頭，可以獲得物體的快速拍攝圖像并找到物體和機(jī)器人的相對(duì)位置。