《機(jī)器視覺自動檢測技術(shù)》提出了網(wǎng)絡(luò)化多目視覺在線快速檢測理論與系統(tǒng),系統(tǒng)地介紹了機(jī)器視覺自動檢測領(lǐng)域的知識和技術(shù)。本書共分為六章。第1章講述數(shù)字圖像與機(jī)器視覺技術(shù)的發(fā)展歷程、發(fā)展趨勢和前景。第2章講述機(jī)器視覺系統(tǒng)的硬件構(gòu)成,包括相機(jī)的分類及主要特性參數(shù)、光學(xué)鏡頭的原理與選型、圖像采集卡的原理及種類、圖像數(shù)據(jù)的傳輸方式等。第3章講述機(jī)器視覺成像技術(shù),內(nèi)容包括工業(yè)環(huán)境下的灰度照明技術(shù)和彩色照明技術(shù),以及LED照明設(shè)計技術(shù)和三維視覺成像技術(shù)。第4章重點講述機(jī)器視覺核心算法。第5章介紹機(jī)器視覺軟件的開發(fā)與實現(xiàn),包括常用機(jī)器視覺工具和軟件設(shè)計方法。第6章著重講述視覺測量與檢測的工程應(yīng)用和案例分析。
《機(jī)器視覺自動檢測技術(shù)》可供從事檢測技術(shù)、智能設(shè)備應(yīng)用、研究的專業(yè)人員參考,也可供高等院校相關(guān)專業(yè)教學(xué)使用。
產(chǎn)品檢測在半導(dǎo)體、精密制造、包裝印刷等行業(yè)應(yīng)用廣泛且需求迫切,但檢測手段一直在離線檢測(如工具顯微鏡、投影測量儀和體視顯微鏡等傳統(tǒng)設(shè)備)或人工檢測的技術(shù)中徘徊。近些年隨著產(chǎn)品的高檔化和微型化,加工訂單的國際化,對檢測的要求越來越高,精度從0。01mm向0。001mm過渡,計量方式從抽檢向100%全檢過渡,檢測項目從簡單走向復(fù)雜、從單項走向多項綜合。通過機(jī)器視覺技術(shù)改變傳統(tǒng)的計量和檢測方式,滿足現(xiàn)代制造業(yè)的高速、精密、復(fù)雜需要已迫在眉睫。
機(jī)器視覺檢測技術(shù)的應(yīng)用大致分為兩個層次;一類是離線檢測,由于對算法的實時性和硬件的處理速度要求不高,此類應(yīng)用已經(jīng)相對成熟;另一類是實時在線檢測,目前存在如下瓶頸問題。
1)復(fù)雜問題的求解:缺陷是檢測對象的物理特性、力學(xué)特性和光學(xué)特性的綜合反映,容易淹沒在重復(fù)模式的微動、材料形變和背景噪聲之中,高速環(huán)境下單純依賴圖像信息來獲得全面質(zhì)量數(shù)據(jù),在很多應(yīng)用場合已被證明不可行。
2)視覺信息處理的網(wǎng)絡(luò)化問題:隨著檢測精度的提高,觀測面積的增大和檢測任務(wù)的復(fù)雜,單機(jī)系統(tǒng)無法同時滿足數(shù)據(jù)傳輸、圖像處理和實時控制的要求,以網(wǎng)絡(luò)為中心的多目視覺檢測和分布式計算成為現(xiàn)代自動化生產(chǎn)線計量和品檢的主流需求。
3)處理速度的高速化問題:當(dāng)今最快的生產(chǎn)速度已達(dá)到1000m/min,處理速度的高速化永遠(yuǎn)是機(jī)器視覺系統(tǒng)所追求的目標(biāo),但處理速度受制于數(shù)據(jù)流量、處理算法和硬件結(jié)構(gòu)。
針對上述問題,本書的目的,一是提出網(wǎng)絡(luò)化多目視覺在線快速檢測理論與系統(tǒng),將檢測對象的運動學(xué)特性和動力學(xué)特性映射到視覺信息空間和紋理空間,建立描述模式微動和形變特性的動態(tài)視覺信息模型,進(jìn)而將產(chǎn)品瑕疵從模式差異、材料形變和圖像噪聲中分離出來;檢測速度和實時性通過網(wǎng)絡(luò)化多目視覺系統(tǒng)來實現(xiàn)。
二是系統(tǒng)介紹機(jī)器視覺自動檢測領(lǐng)域的知識,讓讀者了解機(jī)器視覺與圖像處理的基本原理、構(gòu)造、編程技術(shù),并結(jié)合實際案例,介紹和講述機(jī)器視覺自動檢測技術(shù)在半導(dǎo)體與集成電路行業(yè)、精密制造行業(yè)、包裝印刷行業(yè)、農(nóng)副產(chǎn)品深加工行業(yè)等關(guān)系到國計民生的行業(yè)中的研究和應(yīng)用。
另外,本書有意培養(yǎng)讀者熟悉圖像處理程序的編寫與調(diào)試,具備基本的編程解決問題的能力;并且培養(yǎng)讀者作為應(yīng)用科學(xué)研究者應(yīng)具有的對待工作認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度。
本書由兩位主要編著者合力完成,同時得到歐陽曲、孫長江、吳文鑫、金煒等的大力協(xié)助,在此深表感謝。鑒于編著者水平有限,本書不妥之處在所難免,希望讀者指正。
編著者
2013年5月
第1章 概述
1.1 機(jī)器視覺的定義
1.2 機(jī)器視覺系統(tǒng)的構(gòu)成
1.3 機(jī)器視覺系統(tǒng)的一般工作過程
1.4 機(jī)器視覺系統(tǒng)的特點
1.5 機(jī)器視覺系統(tǒng)的發(fā)展
1.6 機(jī)器視覺系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域
1.7 機(jī)器視覺系統(tǒng)相關(guān)會議和期刊
第2章 機(jī)器視覺系統(tǒng)的構(gòu)成
2.1 相機(jī)的分類及主要特性參數(shù)
2.2 光學(xué)鏡頭的原理與選型
2.3 圖像采集卡的原理及種類
2.4 圖像數(shù)據(jù)的傳輸方式匯總及比較
2.5 光源的種類與選型
第3章 機(jī)器視覺成像技術(shù)
3.1 光源概述
3.2 灰度照明技術(shù)
3.3 彩色照明技術(shù)
3.4 偏光技術(shù)
3.5 發(fā)光二極管照明技術(shù)
第4章 機(jī)器視覺核心算法
4.1 圖像預(yù)處理
4.2 頻率圖像增強(qiáng)
4.3 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)及其應(yīng)用
4.4 灰度均衡的原理與方法
4.5 邊緣檢測算法及其應(yīng)用
4.6 Blob分析
4.7 閾值分割的原理與方法匯總
4.8 模式匹配算法及其應(yīng)用
4.9 攝像機(jī)標(biāo)定
4.10 測量算法
第5章 軟件的開發(fā)與實現(xiàn)
5.1 圖像文件格式
5.2 相關(guān)函數(shù)庫的選擇及使用
第6章 機(jī)器視覺工程應(yīng)用
6.1 快速實時視覺檢測系統(tǒng)的設(shè)計
6.2 在包裝印刷中的應(yīng)用及案例分析
6.3 在表面質(zhì)量檢測領(lǐng)域中的應(yīng)用及案例分析
6.4 在尺寸測量領(lǐng)域中的應(yīng)用及案例分析
6.5 在字符識別中的應(yīng)用及案例分析
6.6 在視覺伺服中的應(yīng)用--基于視覺伺服的鐳射膜在線糾偏系統(tǒng)
參考文獻(xiàn)