制造业中机器视觉的应用探讨

制造业中机器视觉的应用探讨

钱伟

（浙江内曼格机械制造有限公司浙江省桐乡市314500）

摘要：随着时代的不断发展，我国科技技术不断提升，各类科技产品被广泛应用于各行各业中。在产品制造行业中，引入机器视觉技术，从极大程度上促进了行业的经济效益，并提升了制造行业的生产效率。本文从机器视觉技术的发展、原理、应用及现状这几方面进行了深入的研究。

关键词：制造业；机器视觉；原理；应用

前言

在现今科学技术迅速发展的背景下，大量新型技术被投入到各个领域的生产运行中。就制造业中的机器视觉技术而言，在产品生产过程中，引入机器视觉这项新型技术后，为我国制造行业带来巨大经济效益的同时，也通过其独有的特性提高了我国制造业的工作效率。但从目前实际发展情况来看，机器视觉技术在制造行业使用过程中依然存在着一些问题。

一、机器视觉技术的发展

1.1机器视觉技术的定义

机器视觉是一项利用计算机模仿生物视觉的技术，其先通过图像的方式对真实世界建立信息模型，再利用计算机仿真技术实现对真实世界的认知，以此达到计算机仿真模拟生物视觉的效果。根据实际发展情况来看，机器视觉是目前发展极为迅猛的新型技术，早在上世纪中旬就得到了相应的发展，起初机器视觉的工作内容主要是二维图像方面的处理。经过十几年的发展，才逐渐由二维图像转向三维立体形状的处理，而这转变还只是机器视觉技术发展的起步。直到上世纪末，其在三维立体形状处理中产生的理论结构才终于得到确立，也正是从上世纪末开始，机器视觉技术得到了迅速的发展，并获得了极为显著的效益。在和行各业的发展过程中，机器视觉技术以其特有的性质为各个领域的发展带来了极大的经济利益，并提高了行业的生产效率。

1.2机器视觉技术存在的问题

单从人类视觉方面来看，人类要想对周围事物做出信息处理是轻而易举的，但从机器视觉方面来看，机器要想快速度对周围事物做出信息处理是极为不易的一件事情。而其不易之处主要表现在以下几个方面：（1）图像的多义性，当进行场景与图像之间的转换时，受技术限制常出现信息丢失的情况，例如对三维场景进行平面化图像处理时，不同形状物体影射在平面上的图像却被处理成相同的图像，从而导致图像信息失真；（2）周围环境因素不定，在机器视觉的图像处理过程中，因周围的环境有着不可控制性，使得处理出来的图像的信息准确性受到影响；（3）知识引导不同，对于相同的图像采用不同的知识对其进行引导，最终产生的效果亦是不一样的，受这方面的影响，使得机器处理出来的图像信息各式各样；（4）数据量较大，在图像处理过程中，其需要转换的图像的信息数据也是不可小觑的，且因为其信息数据较大，导致信息转换与储存较为困难，无法达到迅速处理的要求。

二、机器视觉技术的工作原理及组成部分

2.1机器视觉技术的工作原理

机器视觉系统得以运行的工作原理是利用图像传播与感应机器对三维物体目标进行二维图像信息处理和收集后，再通过信号传播的形式，将收集来的数据传输至计算机中，进行最终图像中信息的分析。在机器视觉系统运行过程中，由于受周围环境不可控制因素的影响，使其数据的准确度造成了偏差。因此，相关工作人员根据机器光源可控制的原理，并针对实际情况排除自然环境光后，采取了机器光源调控的方式，以减小因环境光造成的图像信息误差，从而提高机器视觉系统处理图像的准确率。

2.2机器视觉系统的组成部分

根据机器视觉系统的操作步骤可以看出，机器视觉系统主要包括系统光源、图像感应传播、图像信息采集以及图像信息处理分析这几个部分。

三、机器视觉技术在制造业中的应用

3.1机器视觉在产品质量检查中的应用

在大批量的产品制造生产过程中，要想对产品的质量进行逐个检验，光靠人为检测不仅工作量大，而且耗时长，但利用机器视觉技术对大批量的产品质量进行检测，则可以有效解决产品检验的工作量和工作时长方面的问题，进而提高产品生产的工作效率。且人为检验产品质量，其检验程度只局限于表层，而通过机器视觉技术，可对产品从尺寸、表层质量及内在结构这几方面进行严格的检验，以确保产品的合格程度，保证产品质量无纰漏出现。

3.2机器视觉在机器人研究中的应用

在制造行业里，机器视觉技术已不仅仅局限于产品质量的检验中，其还被利用到了机器人的研发制造中。将机器视觉技术引用到机器人研发中，为原本死板的机器人添加上机器视觉系统，提高机器人的灵活程度，例如添加上机器视觉系统的机器人可以利用视觉引导和超声定位的技术，对目标物进行准确的定位，再利用真空吸盘将物体吸起，完成搬运工作。将机器视觉技术与机器人巧妙结合，以便于机器人能够灵活使用到日常产品制造生产中，再合理利用机器视觉系统独有的特性，完成日常生产工作，以此解放人类双手，从而达到自动生产的效果，并因此提高企业生产的工作效率。

结语

综上所述，不论从哪个方面来看，机器视觉技术为各个领域带来的效益都是不容小视的。在产品制造生产过程中，正确引入机器视觉技术，为企业的经济发展谋取了极大的提升空间，并通过自身特有的性质提高了制造企业的生产效率。从当前发展情况来看，机器视觉技术将逐步成为制造行业中的重要生产技术，为我国制造行业获取更多经济利益。

参考文献

[1]张琦.机器视觉系统的原理及现状[J].电子工业专用设备,1999.

[2]张洪涛.视觉技术在电子网板检测中的应用研究[J].光电子,2001.

[3]叶声华.视觉检测技术及应用[J].中国工程科学,1999.

作者简介

钱伟（1987-08-06），男，汉族，籍贯：浙江省桐乡市，学历：本科，当前职务：产品研发中心工程师，当前职称：助理工程师，研究方向：机械制造。