計算機視覺技術(shù)應(yīng)用研究論文(2)
計算機視覺技術(shù)應(yīng)用研究論文
計算機視覺技術(shù)應(yīng)用研究論文篇二
《基于計算機控制的自動化視覺檢測技術(shù)的應(yīng)用》
摘要：作為一種新興的檢測技術(shù)，視覺檢測技術(shù)是從自動化視覺研究發(fā)展起來的;以視覺傳感器為基礎(chǔ)的檢測系統(tǒng)具有較強的抗干擾能力，檢測效率較高，而且組成簡單，能夠很好的在生產(chǎn)現(xiàn)場進行在線、非接觸檢測與監(jiān)控。本文對自動化視覺技術(shù)的工作原理、系統(tǒng)組成和在制造業(yè)方面的運用進行研究。
關(guān)鍵詞：計算機自動化 視覺檢測 制造業(yè)
在精密測試技術(shù)領(lǐng)域，自動化視覺技術(shù)具有最大的發(fā)展?jié)摿?，它將電子學(xué)、圖像處理、光學(xué)探測和計算機自動化技術(shù)綜合起來進行運用，在工業(yè)檢測中引入機器視覺，能夠快速測量物品平面或三維位置尺寸，其主要特點有：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，國內(nèi)視覺檢測領(lǐng)域所需要的視覺檢測設(shè)備大多是進口的，國內(nèi)生產(chǎn)的設(shè)備缺乏較高的檢驗精度和較強的實時性;但是進口設(shè)備大大增加了檢測成本，不少中小企業(yè)無力承擔(dān)。面對國內(nèi)檢測需求日益增加的情況，積極進行成本較低，精度較高的檢測設(shè)備的開發(fā)，成為一個亟需解決的問題，需要引起重視。
1 檢測系統(tǒng)的工作原理
自動化視覺檢測系統(tǒng)工作流程分為三個部分，分別是圖像信息獲取、圖像信息處理以及機電系統(tǒng)執(zhí)行檢測結(jié)果。如果系統(tǒng)有需求，能夠借助人機界面對參數(shù)進行實時的設(shè)置與調(diào)整。當被檢測對象移動到特定的位置時，位置傳感器就會發(fā)現(xiàn)它，會將探測到被檢測物體的電脈沖信號發(fā)送給PLC控制器，經(jīng)過計算，PLC控制器將物體移動到CCD相機采集位置的時間的出來，然后將觸發(fā)信號準確的發(fā)送給圖像采集卡，采集卡檢測到此信號后，會要求CCD相機立即進行圖像采集。被采集到的物體圖像會以BMP文件的形式發(fā)送到工控機，運用專門的分析工具軟件分析處理圖像，分析檢測對象是否與設(shè)計要求相符合，執(zhí)行機會依據(jù)合格或者不合格的信號對被檢測物體進行相應(yīng)處理。經(jīng)過這樣的反復(fù)的工作，系統(tǒng)對被檢測物體進行隊列連續(xù)處理。如(圖1)。
2 自動化視覺檢測系統(tǒng)的組成
在工業(yè)檢測領(lǐng)域，計算機自動化檢測系統(tǒng)可以在尺寸測量、工件定位、特征檢測、圖形圖像以及字符識別等方面進行運用。自動化視覺檢測系統(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、人機交互模塊、機電執(zhí)行模塊以及系統(tǒng)控制模塊五部分。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物體位置信息的觸發(fā)，還是機電執(zhí)行模塊所需檢測結(jié)果信息的獲取等等各個方面，都必須參與其中，否則無法完成;而人際交互模塊更是與核心模塊有著之間聯(lián)系，通過與其直接通信，以便實時更新檢測系統(tǒng)參數(shù)以及執(zhí)行指令等。
3 自動化視覺檢測技術(shù)在制造業(yè)上的應(yīng)用
3.1 應(yīng)用于汽車車身檢測的視覺檢測技術(shù)
現(xiàn)代汽車制造業(yè)的生產(chǎn)周期日益縮短，生產(chǎn)日益集團化，原材料和零部件供應(yīng)呈現(xiàn)大宗化，而這正是給運用自動化視覺檢測技術(shù)提供了客觀環(huán)境。該系統(tǒng)包括三維視覺傳感器系統(tǒng)、電器控制與接口系統(tǒng)、機械及定位系統(tǒng)、標定系統(tǒng)以及計算機自動化等部分，其測量步驟如下：首先在電氣控制系統(tǒng)下初步定位運送車身;然后借助專門的控制系統(tǒng)準確定位待測位置;借著用計算機自動化進行檢查點圖像的采集與處理;最后，將被監(jiān)測點的坐標參數(shù)計算出來。檢測系統(tǒng)應(yīng)該能夠?qū)崟r控制單光條、多光條、雙目立體視覺以及十字叉絲等傳感器的動作;按照要求順序，全部視覺傳感器進行測量，然后轉(zhuǎn)換測量結(jié)果，將其放置于測量坐標中;經(jīng)過自動識別，能夠地裝配結(jié)果進行判斷。這一視覺檢測方法具有非得用地、效率高、自動化、精度好的特點，能夠很好的滿足汽車工作的需求。
3.2 為智能焊接的實現(xiàn)解決核心難題
在焊接領(lǐng)域，對智能焊接機器人的研究已經(jīng)成為關(guān)注的重點，智能焊接機器人要求能夠識別環(huán)境目標，對焊接參數(shù)進行調(diào)整，并實時精確跟蹤軌跡。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、輪船的強度和安全性。智能焊接機器人在紅外攝像儀、高速攝像機以及CCD攝像機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行圖像焊接，檢測焊接空間位置，規(guī)劃焊炬姿態(tài)，對焊接熔池特征參數(shù)進行實時提取，對焊接組織、機構(gòu)和性能進行預(yù)測等，能夠在很多人類難以進行作業(yè)的場合完成焊接工作，在焊接過程中，通過數(shù)個光電接收陣列對檢測組建進行多維視覺傳感，并綜合處理所獲取的信息。目前國外KUKA，Motoman，GMF，Adept等廠家已經(jīng)開發(fā)出智能焊接機器人，其裝配了自動化視覺檢測功能，并且已經(jīng)廣泛應(yīng)用于潛艇與航天器的生產(chǎn)中。
3.3 提高手機生產(chǎn)檢測速度
隨著手機設(shè)計精密程度的日益提高，人工檢驗已經(jīng)難以適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)，這是因為其需要的測量投影儀較多，檢測速度慢。而采用自動化視覺檢測系統(tǒng)能夠自動檢測電路板組建中的連接器以及內(nèi)部零件等，檢測速度快、測量結(jié)果準確，具有較強的擴展性和較高的性價比。檢測系統(tǒng)主要就是測量計算機自動化接口電路板組件中各個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、間距以及連機器與PCB底板的相對位置;另外還要對連接器與標準是否相符以及內(nèi)部零件被損壞與否。系統(tǒng)可以將質(zhì)量檢驗的效率大大提升，而且也能夠使產(chǎn)品質(zhì)量得到保障，實現(xiàn)降低檢驗成本的目的。
4 結(jié)語
作為一種新興的檢測技術(shù)，自動化視覺檢測技術(shù)對我國自動化視覺檢測產(chǎn)品的發(fā)展起到了很大的推動作用，使其不斷向更高層次邁進，同時也為我國制造業(yè)的發(fā)展做出了貢獻，具有廣闊的發(fā)展前景。
參考文獻
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