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浅谈制造业中计算机视觉检测技术的应用与发展
作者：张江明
来源：《科技创新导报》2011年第29期
摘 要：计算机视觉(Computer vision)是指通过计算机实现人的视觉功能,对客观世界三维场景的感知、识别及理解，计算机视觉检测技术由于其检测具有直观、非接触性及可靠性等优点。它的主要应用与发展主要包括汽车车身检测、拔丝模孔形视觉检测系统、解决智能焊接核心难题以及提高手机生产检测速度等。虽然目前还存在一定的发展困难，但是我们可以预测它的发展前景是非常广阔的。
关键词：制造业 计算机 视觉检测技术 应用与发展
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2011)10(b)-0000-00
视觉检测按其所处理的数据类型又大致可分为二值图像、灰度图像以及深度图像的视觉检测，此外也有超声波及红外线检测。作为一种新兴的检测技术,AVI充分利用了计算机视觉研究成果,计算机视觉系统可以在短时间内实现信息的加工、控制及集成 。从某种程度上来说，能够较好地满足现代制造业的发展需求，AVI作为制造业一种检测手段已经受到越来越多工程技术人员的重视，本研究以制造业为切入点，探讨计算机视觉检测技术在制造业中的应用与发展，从一定方面来说具有一定的 理论与实际意义。
1 计算机数字图像处理原理与工业机器视觉维度要求 1.1 计算机数字图像处理原理
视觉计算机的一个重要任务就是实现人工智能，数字图像的处理通常情况下，包括去除噪声、测量、图像判读以及图像技术等几个步骤。其中图像分析、图像处理及图像理解的有机统一叫做图像工程，一般来说，视觉检测按其所处理的数据类型又大致可分为灰度图像、二值图像以及深度图像的视觉检测，此外也有超声波及红外线检测。计算机视觉检测技术与通常意义上的图像处理相比具有一些新的特点，比如它更重视精度、速度以及制造业环境下的稳定性，十分适合制造业现场或者非接触生产监控，AVI不仅能够计算出目标物体的运动参数，同时还能够判断目标物体的内部特征，形成立体视觉[1]。 1.2 工业机器视觉的维度要求
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一般来说，工业机器视觉应用系统主要包括监视器、光源、图像处理软件与捕获卡以及CCD照相机等几部分组成，其中CCD是这一系统中一个重要的组成部分，它主要是测量单个几何元素，如果要检测物体三维的特征需要采用深度图像，深度图像能够很好地描述目标物体的表面特征，从一定程度上说是未来制造业视觉检测的发展方向。
2 制造业中计算机视觉检测技术的应用与发展 2.1 计算机视觉检测技术总体应用与发展状况
计算机视觉检测系统主要是借助计算机把被摄取的视觉产品转化为图像信息，然后传到图像处理系统，进而图像处理系统依据被摄取的视觉产品的颜色及亮度等信息转换为数字信息。由于它具有检测精度高、检测的信息量大以及检测范围广等优点，广泛应用于智能化人机接口、精确制导以及精密检测等领域，其中电子制造业应用最为充分，汽车制造及纺织等行业也加大了应用的力度与范围。一般来说通过计算机视觉技术检测制造业中的产品能够做到非接触、可视化、实时性、以及自动化，相比于传统的方法计算机视觉检测技术可以说是真正做到了量化与自动化，能够极大地消除由于人的主观原因及视觉疲劳所带来的误差[2]。 2.2 计算机视觉检测技术具体应用与发展状况 2.2.1拔丝模孔形视觉检测系统
通过计算机视觉检测技术研究出来的拔丝模孔形视觉检测系统能够使工业生产中的模具孔形检测问题得到很好地解决，一般来说这一系统主要包括光学成像系统、图像采集卡以及计算机监视系统等，系统能够实现自动自动采集，自动处理，进而实现检测的自动化。在检测的过程中假如硅胶模表面存在缺陷，一般采用的是图像处理的方法，通过中值滤波器作滤波处理，然而在实际过程中，采用中值滤波很难剔除那些峰很小的毛刺，这时可以采取确定性信号分离及圆滚动曲线滤波方法。
2.2.2汽车车身检测的视觉检测技术
由于现代汽车制造业越来越强调规模化集团化生产与供应，从某种方面来说，为计算机视觉检测技术提供了良好的用武之地，这一系统主要包括计算机、定位系统、标定系统以及三维视觉传感器系统等。其具体测量主要包括对车身进行初步定位、完成待测位置的准确定位、进行图像处理以及计算出被测点坐标参数等步骤。检测系统不仅能够实时控制多光条、十字叉丝以及单光条等传感器的动作，同时还能够把测量的结果反馈到系统的测量指标中，进而实现自动识别，因此通过计算机视觉检测技术来检测汽车的车身能够做到自动化、高精度性以及高效率化，进而实现批量化检测，能够很好地适应现代汽车业地发展需要[3]。 2.2.3解决智能焊接的核心难题
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焊接领域的一个重要发展趋势是开发出有效识别目标环境且随时调整焊接参数的智能焊接机器人，对一些大型的潜艇及轮船来说，焊接是其最为重要的一个环节，因为这关乎到其安全性与强度，通过高精度图像传感设备与智能化的图像处理手段，智能焊接机器人能够完成人难以直接作业的特殊场合的自动焊接，比如它可以获取强弧光或飞溅干扰下的焊缝图像，能够检测焊缝空间位置等。外国一些企业已经研究出装有计算机视觉检测功能的焊接机器人，在航天及潜艇生产中得到了广泛的应用。 2.2.4提高手机生产检测速度
随着社会的发展与进步，手机已经成为我们生活中的一部分，人们对手机设计质量与生产规模提出了越来越高的要求，假如采用人工检验装配手机的质量则需要很多测量投影仪，这样不仅影响到了检测的速度，同时还不能够适应规模化生产。借助计算机视觉检测技术可能高效率地自动检测手机电路板组件中内部零件及连接器，此外还可以发现内部零件是否损坏，极大地确保了检测的质量，真正体现了测量的快速准确、拓展性好、性价比高的特点。
3 制造业中视觉检测技术发展的难题
虽然计算机视觉检测技术具有高精度、非接触性及自动化等特点，其效率与适应性是传统检测方法所不能比拟的，但是目前研究发展中也存在一定的困难，主要表现不能够很好地和国际统一开放的标准进行接轨、计算理论和新型传感器的发展受到了一定程度的限制以及计算定量技术模型与标定方法不够完善。 4 结语
计算机视觉检测技术作为一种新型的检测技术，目前已经广泛应用与制造业中，其检测的准确、高速及自动化特点是传统检测技术所无法比拟的，极大地促进了我国制造业的飞速发展，虽然目前发展上存在一定的困难，但是我们可以预测这一技术的发展前景是广阔的。 参考文献
[1] 洪少春.计算机视觉检测技术在制造业上的应用及发展[J].菏泽学院学报，2006. [2] 马玉真.计算机视觉检测技术的发展及应用研究[J].济南大学学报,2004.
[3] 鲍胜利,沈予洪.汉字识别技术的新方法及发展趋势[J].实用测试技术,2002,(2):20-21.
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