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机器视觉检测系统到底是什么？

顾名思义，机器视觉检测系统是通过采用机器替代人眼功能，完成各种检测和判断。上世纪80年代问世，经过多年发展，已经发展成为一门涉及计算机、图像处理、人工智能、光电一体化等各大领域的综合性学科。

随着工业4.0概念普及和精密自动化加工需求，中国已经成为继美国和日本之后机器视觉检测发展最快的地区之一，使用范围涵盖：工业、农业、医疗、食品、军工、科研等领域。

机器视觉检测工作流程

一套完整的机器视觉检测系统往往由相机、光源、镜头、软件四大核心部件组成，再搭配相应的辅助元器件即可完成视觉检测。

工业自动化中机器视觉检测流程：

相机传感器感应到待检物体接近相机拍摄画面中心，发送拍摄脉冲信号至相机图像采集卡中；图像采集卡根据设定的拍摄程序开始进行拍摄启动程序；光源、相机同步启动，完成图像拍摄；图像采集卡接受拍摄信号并进行转化，存储至计算机内存内；检测软件针对图像进行处理、分析和识别，得到最终检测结果；将检测结果反馈给产线中机器手等智能辅助设备，进行纠正、抓取等操作。机器视觉检测系统主要技术

1、图像采集技术

在机器视觉检测系统中，图像采集一般由光源、镜头、相机、图像采集卡几部分元件构成，是整个检测系统的基础。在实际检测过程中，由光源提供照明，由相机和镜头组合完成拍摄并转化为数字信号，由图像采集卡将信号传输到视觉处理软件中。

2、光源

在机器视觉行业有一句俗语“只要打光好、今天下班早”，这句话足以说明照明光源在整个视觉检测系统中的作用。可以直接影响到检测的质量和效果。

光源按照不同形状可以分为条形光源、环形光源、同轴光源、球积分光源、点光源等，每一款光源的优势及应用场景之前已经分享过了，感兴趣的朋友可以直接点击主页查看。照明方式按照不同的照射方式可以分为：背向照明、前向照明、结构光照明等。其中：

背向照明是指将被测物放在光源和摄像机之间，以提高图像的对比度。

前向照明是光源和摄像机位于被测物的同侧，其优点是便于安装。

结构光照明是将光栅或线光源等投射到被测物上，并根据其产生的畸变，解调出被测物的三维信息。

3、相机镜头

在机器视觉检测系统中，光学摄像头的主要功能是进行光学成像，在使用过程中需要注意镜头焦距和视场之间的配合，短焦距拍摄大视场容易因为视野中局部放大倍数不一致导致图像扭曲出现“镜头畸变”。

如果轴线外光线向中心弯曲，则被称作"枕形畸变"。如果向外侧弯曲，则被称作"桶形畸变"，目前市面中已经有相应的自动畸变矫正系统，有实际使用需求可以自行查找。

正常视角、枕形畸变与桶形畸变

4、工业相机

主流工业相机根据芯片可以划分为CCD、CMOS两种。

CCD相机色彩还原度更高、噪音小、但价格更高、能耗更高，适用于科研、军工、医疗等要求较高的领域。

CMOS相机相较于CCD相机性价并更高、并且拥有更加灵活的图像捕捉方式、灵敏度，更宽的动态范围，更好的分辨率和系统集成能力。

常见的工业相机

5、图像处理软件

图像处理软件是整套视觉检测系统中核心的核心，它的存在就是为了完成对目标的检测识别，当获取到相机的图像信息后，进行识别处理、再将信号分发给机器手进行抓取、纠正等操作。在进行实际检测过程中，需要特别注意对复杂背景的识别。

机器视觉检测优势

1、效率更高

生产企业对产能提升的需求是永无止境的，而传统的人工目检他的效率已经被局限在一个取件内，在不增加人员岗位的情况下不可能实现大幅度提升，反而因为流水线大量重复的机械式检测，检测人员疲惫导致效率更低。

但机器视觉检测系统不同，不会出现因疲惫导致的检测效率降低，搭配自动化生产线后，检测效率是人工的10-20倍。

2、精度更高

采用人工目检往往受限于人眼的生理极限，对微小物体的识别处理能力较差，但机器视觉检测系统不同，在设定好相关参数之后，精度能够达到千分之一英寸。

3、错检/漏检率低

人工目检受检测人员能力、状态影响较大，当长时间、机械式的重复进行检测后，人工目检的错检、漏检率显著提升。但机器视觉检测不同，完成检测参数设置，每次检测效果如一。

4、适应力强

在工业自动化生产中，一些环境下工人无法长时间进行检测工作，但机器视觉检测不同，获取待检物体图像资料之后转化为图像信号，无需同待检物体直接接触，适用于各种恶劣生产环境中，抗环境干扰能力强。

5、成本更低

机器视觉检测系统完成一次安装之后即可长期使用，而人工检测需要大量检测工人，培训周期长、培训难度大、人员流失风险高。

6、结果可追溯

机器视觉检测中收集的各种信息包括轮廓、尺寸、外形等都可以单独导出，便于统计和分析，并且在检测完成之后可以对相关数据直接生成检测报表，良品率、生产数据一目了然。

机器视觉检测系统应用范围

机器视觉检测系统相较于传统人工目检，凭借自身独特优势，在诸多行业实现广泛应用。

1、在工业自动化领域

随着工业生产中，对零部件生产精度要求越来越高，机器视觉检测凭借自身非接触性、检测速度快、精度高、抗干扰能力强等优点应用也越来越广泛。

是实际检测中，机器视觉检测主要实现检测、测量、引导三大功能。检测包括对产品有无检测、生产瑕疵检测等，测量包括对零部件尺寸、大小、外部特征检测等，引导指的是机器视觉检测系统引导机器人、机械臂进行抓取、纠正、焊接等操作

2、在医学领域

主要应用于医学辅助诊断和医疗器械生产瑕疵检测。在辅助诊断方面往往是先通过核磁共振、激光等检测方式获取待检测图像，在通过图像识别处理软件进行分析、识别，辅助医生判断病灶的大小、异常等。

3、在智能安防领域

通过摄像头获取路口车辆数据，通过对比之后对违章、逆行、乱用灯光等情况进行标注处理，或者获取人员密集地区人脸数据，通过识别软件对比排查可疑人员，保证市面安全。在停车场出入口同样有视觉检测使用，出入口闸机识别车牌并自动放行也是机器视觉检测在智能安防领域应用的一种。

4、在基础设施建设

机器视觉检测同样被广泛的应用在基础设施建设之中。以桥梁建设为例，最开始使用人工目检或桥检车法。通过人工用肉眼对桥梁表面进行检测，速度慢，效率低，漏检率高，存在安全隐患。后续采用激光检测及超声波检测法，但相关检测设备昂贵、测量范围小，难以满足检测需求。

视觉检测系统检测则是利用CCD工业相机获取桥梁表面图片，经过视觉处理软件识别后自动标注出裂纹并进行裂纹参数计算，检测更加的便捷、直接、灵活性更高，成本更低。

目前，机器视觉检测系统已经在道路、隧道检测中得到了成功应用，相关检测理念在桥梁建设检测中同样得到基本验证，未来，机器视觉检测还将在更多基础设施建设中发挥自身价值。

更多机器视觉检测系统相关疑问欢迎私信沟通。东莞创视自动化科技有限公司成立于2015年。以机器视觉技术为核心，形成了完善的产品线，提供包括光源、光源控制器、工业镜头、工业相机和工业视觉软件等核心产品。从业至今，累计为全国8000余位客户，涵盖电子、锂电、汽车、半导体、印刷等细分行业提供机器视觉产品和服务，积累了超20000件一站式机器视觉解决方案。