机器视觉结课论文

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1、浅谈机器视觉系统的应用及其杳琳琳学院：电气工程学院专业：测试计量技术及仪器vzl--.姓名：金琳琳学号：S15080402012日期：2015.10摘要木篇文章主要介绍机器视觉的概念、结构、对发展状况的详细说明,例如：光源，光学镜头，照和机等。机器视觉对农业，制造业,医学等其他应用领域进行了分析。木文也讨论了当前在一些领域中机器视觉出现的问题和一些解决办法。最后还针对机器视觉应用的技术和发展前景进行了讨论。关键词：机器视觉；实际应用；发展前景0引言机器视觉系统是一种非接触式的光学传感系统，它同时集成软硬件，能够口动地从所采集到的图像中获取信息或者产生控制动作。简言Z,机器

2、视觉就是用机器代替人眼來做测量和判断。机器视觉系统可提高牛产线的柔性和口动化程度,在一些不适合人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合,常用机器视觉來替代人工视觉；同时在大批量工业生产过程中，由于人的主观作用，造成人工视觉检查产品质量效率低耳精度不高，用机器视觉方法检测可以大大提高生产效率和生产的口动化程度。而凡机器视觉易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术。机器视觉系统可以快速获取大量信息，而且易于口动处理，也易于同设计信息以及加工控制信息集成，因此，在现代口动化生产过程中，人们将机器视觉系统广泛地用于工况监视、成品检验和质量控制等领域。机器视觉已经

3、越來越深入人们的生活，它涉及到医学、军事、教育、工业及安全等诸多行业。同时，他也是一门交叉学科，包含了物理、机械、电了、计算机、软件工程及图像处理等诸多学科。机器视觉从上世纪50年代开始发展，到70年代开始出现了视觉系统，80年代中期，全球开始掀起了机器视觉热。如今，机器视觉在中国也得到了很大的发展，如今已经成为中国的一门新兴产业⑴。1机器视觉系统及其工作原理1.1机器视觉系统组成从原理上机器视觉系统主要由三部分组成：图像的采集、图像的处理和分析、输出或显示。一个典型的机器视觉系统应该包括光源、光学系统、图像捕捉系统、图1所示。字化模块、数字图像处理模块、智能判断决策模块

4、和机械控制执行模块，如目标光源光学•成像系统—1捕捉系统图理策能处决块拎制执行模块图1典型机器视觉应用系统从小我们可以看出机器视觉是一项综合技术，其屮包括数字图像处理技术、机械工程技术、控制技术、光源照明技术、光学成像技术、传感器技术、模拟与数字视频技术、计算机软硬件技术、人机接口技术等。只有这些技术的相互协调应用才能构成一个完整的机器视觉应用系统。机器视觉应用系统的关键技术主要体现在光源照明、光学镜头、摄像机（CCD）、图像釆集卡、图像信号处理以及执行机构等。如图2所示⑵。被检测H标CCD摄像机图象采集卡匚业计算机控制机构图2机器视觉的构造以下分别就各方面展开论述。一个

5、简单的机器视觉系统一般由照明、镜头、相机、图像采集卡和图像处理单元组成。其屮照明、镜头、相机选取的好坏是决定机器视觉系统成败的关键。卤素灯荧光灯LED光源使用寿命5OOO-7OOOI15000-70001)6()0(X)-1000(X)h亮度亮较亮使用多个LED到达很亮响应速度慢慢快发热人，儿乎发热少，扩散发热少，波长町没仃光亮度性好，适合大以根据用途选特征和色温的变面枳均匀照择，制作形状方化，便宜射，较便宜便，运行成本低,耗电小i<1各种光源性能比较1.1.1照明光源照明技术对机器视觉系统性能的好坏有着至关重要的作用。光源应该具有以下的特征：尽可能突出目标的特征，在物体

6、需要检测的部分与非检测部分之间尽可能产生明显的区别，增加对比度；保证足够的亮度和稳定性；物体位置的变化不应影响成像的质量。机器视觉应用系统屮一般使用透射光和反射光。对于反射光情况，应充分考虑光源和光学镜头的相对位置、物体表面的纹理、物体的儿何形状等要索⑶。光源设备的选择必须符合所需的几何形状，同时，照明亮度、均匀度、发光的光谱特性也必须符合实际的要求，同时还耍考虑光源的发光效率和使用寿命。常用光源类型有卤素灯、荧光灯和LED光源等，其主要性能的比较表1。1.1・2镜头镜头是机器视觉系统小的重耍组件，其主要功能是光学成像。镜头的参数主要有焦距、视场(FOV,FieldofV

7、iew).工作距离、分辨率、景深(D0F)等。工作距离是指从镜头前部到受检验物体的距离，需耍的工作距离越长,保持小视野的难度和成本就越高。镜头的景深是物体离最佳焦点较近或较远时,镜头保持所需分辨率的能力。视场代表着摄像头能够观察到的最大范围，通常以角度来表示,视场越大,观测范围越大。在组建机器视觉系统时，耍根据实际需耍选择合适口径和焦距的镜头。图3普通镜头1.1.3摄像机摄像机是将光线生成图像的装置。摄像机乂分为CCD传感器摄像机和CMOS传感器摄像机。两者主要的区別是从芯片中读出数据的方式不一样。CCD传感器制造的成木高，制