机器人视觉系统 机器视觉系统就是利用机器代替人眼来作各种测量和判断

机器视觉系统就是运用机器取代人眼来作诸多测量和推断。它是计算科的一个重要分支，它综合了光电、机械、电子、计算机软软件等方面的科技，涉及到计算机、图像处理、模式辨识、人工智能、信号处理、光机电一体化等多个领域。图像处理和方式辨识等科技的迅速发展，也大大地推动了机器视觉的发展。

了解机器人视觉系统

通常来说，机器视觉系统包含了光源系统、镜头、摄像系统和图像处理系统。对于每一个应用，我们都必须考量系统的运行速率和图像的处理速度、使用白色而是黑白摄像机、检测目标的型号还是测试目标有无缺陷、视场必须多大、分辨率还要多高、对比度必须多大等。

从功能上来看，典型的机器视觉系统可以分为：图像收集个别、图像处理部分和运动控制部分。

1.非接触检测，对于观测者与被观测者都不会造成任何损害，从而减少系统的可靠性。

2.具有较宽的光谱响应范围，例如使用人眼看不见的红外测量，扩展了人眼的视觉范围。

3.长时间稳定工作，人类无法长时间对同一对象进行观察，而机器视觉则可以长时间地作检测、分析和甄别任务。

4.机器视觉系统的应用领域越来越广泛。在工业、农业、国防、交通、医疗、金融甚至体育、娱乐之类行业都取得了广泛的应用，可以说早已深入到我们的生活、生产和工作的方方面面。

系统构成

视觉系统的设计分为工具设计和硬件设计两大个别。

视觉系统的软件设计

视觉系统的软件主要由相机、摄像机、图像采集卡、输入输出单元、控制装置构成。

一套视觉系统的优劣则分别取决于摄像机像素的高低，硬件质量的好坏，更重要的是各个部件间的互相配合和合理使用。

视觉系统的硬件设计

视觉系统的硬件设计是一个复杂的课题，不仅要考量到程序设计的最优化，还要考量到算法的有效性机器人视觉系统，及其如何推动，在硬件设计的过程中要考量到或许出现的问题。

视觉系统的硬件设计完成需要对其鲁棒性进行测试和提升，以适应复杂的内部环境。

工作原理

机器人触觉硬件主要包含图像获得和视觉处理两个别，而图像获得由光源系统、视觉传感器、模拟-数字转化器和帧传输器等构成。机器人触觉通过听觉传感器获取环境的二维图像，并借助视觉处理器进行探讨和解释，进而转化为符号机器人视觉系统，让机器人无法分辨物体，并确认其位置。

具体过程如下：

应用领域

工业机器视觉难点在于效率和速率，要求都在毫米级，且工业领域工业机器人导向的变动是在三维空间内。根据功能不同，机器人视觉可分为视觉检验和视觉引导两种。

主要的应用领域包含：

触摸屏

随着技术的演进，人们对电子产品交互体验的要求越来越高，触摸屏成为新一代的电子产品输入仪器正逐渐变成平板电脑、手机、电子书、GPS、游戏机等设备的利器。

触摸屏制造工艺复杂，从上游的ITO玻璃镀膜、光刻、IC组件加工，到中游的触摸屏模组贴合、丝网印刷、切割，再到下游的触摸屏模组贴合、盖板玻璃检测，都对工艺提出更高的要求，使机器视觉科技作为相关环节生产和品质监测的必要技术。

FPD

FPD（FlatPanelDisplay）行业包括LCD、LED、OLED等多种显示设备，各种科技工艺步骤都十分复杂，其中LCD是当前最主要的显示科技。FPD行业对制造精度和产品质量有极高的要求，机器视觉科技成为非接触、高效率、高速度的制造，检测能力作为不可或缺的技术方法。

从前端的ITO玻璃检测、背光模组检测，到Cell贴合、LCD模组的COG设备、对位贴合、切割机、飞针测量仪器等，机器视觉科技的应用提升了设施厂商的核心竞争力。

激光加工

技工加工是一种应用广泛的工业加工科技，利用对激光器的运动控制，实现高效率的打标、切割、雕刻、焊接等功能，随着激光加工的工艺升级，传统科技已然不能满足工业加工对高效率高速度的要求。

这使机器视觉科技与激光技术开始整合，同时视觉的定位和引导实现高效率加工，降低了对高费用精密卡具的需求，提升设施精度，降低加工成本。

太阳能

太阳能成为最有价值的今后绿色能源之一，是国家重点发展的市场领域。短期相对的产量衰退对太阳能电池制造设施提出更高的规定，从硅锭、硅片纯度、到加工镀膜过程的品质控制，都会银杏最后太阳能电池片的光电装换效率，高品质的产线无法提高废品率，从而减少制造能耗与太阳能电池片产出比，使太阳能作为真正的清洁电力。在太阳能电池片制造过程中，通过机器视觉定位、测量、检测等科技可大大提升成品率，降低制造成本。

半导体

半导体科技是现代信息行业的精髓，也是机器视觉科技最早的发源地。上世纪90年代，欧美半导体企业在半导体产业中应用图像科技，使其之后逐渐演进成为现在的机器视觉科技，并作为半导体工业不可或缺的关键技术。

同时半导体产业规模庞大，行业摩尔效应为市场工艺不断强调挑战，也对其制造设备中的机器视觉的规定不断增加。

PCB

印制电路板PCB（PrintedCircuitBoard）板是电子信息产品主要的产品载体，在PCB行业发展相对成熟的现在，行业竞争激烈，对高性能设备的综合生产能力的要求越来越高。

随着多层板、挠性板、刚挠板等PCB生产科技的演进，对PCB制造工艺提出了更高的要求。在PCB板生产过程中机器视觉科技得到广泛应用，在菲林AOI、PCBAOI、PCBAVI、内层板AXI、PCB丝网印刷、自动曝光机、SPI、打孔机等设施中，机器视觉定位、检测等视觉科技可推动迅速、精准的品质监测和过程，提高产品品质和制造精度，是设施性能提高的靠谱保障。

SMT

表面贴装技术SMT（SurfaceMountTechnology）行业是继PCB后又一重点电子信息行业，也是美国机器视觉设备商的发源地，电子元器件小型化、器件贴装高密度化、器件管脚阵列复杂化和多元化都给现代SMT设备提出更高的要求。

通过利用机器视觉视觉定位、测量、检测检测科技，提升SMT设备制造效率、提高贴装精度、提升连续贴装工作稳定性。助力SMT行业的设施更新和科技提升。

机器人与工厂自动化

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人，在工业制造中取代人工执行单调、频繁、长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业。

如冲压、压力锻造、热处理、焊接、涂装、塑料食品成形、机械加工和简单组装等工序，是现代工厂的自动化水准的重要标志。机器人与视觉科技结合，能完成更准确的装配、焊接、处理、搬运等工作。

制药

药品的制造和加工过程是相当严苛的管理过程，任何微小的差错都有也许导致严重的后果。通过机器视觉方式推动对药品制造过程的品质控制和管控控制，提升药品质量和包装质量，保障患者的生命安全。

物流

现代工业制造流程管控是现代化生产效率和先进性的彰显，通过对条码和字符的辨识和追踪，能够产生原材料器件、产成品、包装箱、产品垛之间的一一对应，使现代制造具有可管理、可追溯型。对于工业品的制造工业管理和器件追溯，对于肉类食品防止串货和安全追溯，汽车市场的零部件追溯有着十分重要的应用意义。

汽车

汽车产业成为一个自动化程度相当高的高技术产业，很多先进的自动化科技尚未成功的利用到该市场各个制造流程中。在汽车生产的许多环节将要做到了无人化操作，这样就要求有一种可靠的测试科技去验证每一次装配的恰当性及装配组件的合格性。

机器视觉科技以其新颖的技术优势作为手动测试平台的首选。机器视觉已经被广泛的应用于汽车生产制造的各个环节，例如车辆零组件的规格及外形质量评估，自动装配正确性的检查。以前传统的检验方法消耗大量人力，而且易于得到工人主观心态及自身技术水准的妨碍，不能确保很高的检测合格率。许多车辆生产厂商开始尝试使用机器视觉评估来代替传统的检验方法，并获得了良好的效果。

OCR

光学字符识别OCR（OpticalCharacterRecognition）在这些产业中，比如印刷包装、物流行业，大量涵盖印刷品质检测、包装质量检查或者产品包装上的条码检查和字符识别等环节。这些应用的共同特征是，连续大批量制造、对外形质量的规定高，具有高度重复性和智能性。利用机器视觉的效率、速度并且工业环境下的可靠性，来进行字符识别、条码辨识实现制造过程中手动高效的检测、检查和识别。

传统制造业面临新的重塑，转型升级将给美国自动化产业带来很大的行业机遇。而机器视觉成为自动化界高智能化产品，未来具备很大的发展潜力。

美国的电子生产和代工厂家过去几年正在采购大量自动化设施替代人工，以面对国内愈演愈烈的缺工现象，未来几年这一现象将超过高潮。自动化换装高潮将在将来2-3年内到来，必将为机器视觉产品在该市场的应用带来新的增长点。