机器人视觉技术及应用教学课件（共8章）第1章 机器视觉技术概述.pptx

第1章机器视觉概述机器视觉概述知识目标了解机器视觉技术的发展和行业应用熟悉机器视觉系统的基本概念和特点掌握机器视觉系统的组成及各部分功能技能目标能够理解和掌握机器视觉技术的相关概念能够理解和认知机器视觉相关工业应用机器视觉技术概述项目1机器视觉行业背景项目2机器视觉系统概念项目3机器视觉系统组成项目4机器视觉系统的应用场景机器视觉技术概述机器视觉行业背景机器视觉的起源与发展机器视觉的行业应用机器视觉面临的问题11.11.21.31.1机器视觉的起源与发展1机器视觉的起源·计算机视觉的历史是从60年代初开始的，由LarryRoberts撰写的作品《BlockWorld》,被公认为计算机视觉的第一篇博士论文。·1966年，麻省理工大学(MIT)开展了暑期视觉项目，目的是为了构建视觉系统的重要组成部分。MIT的视觉科学家DavidMarr提出了使得计算机识别视觉世界的算法。他指出，为了获取视觉世界完整的3D图像，需要经历几个阶段：·第一个阶段是原始草图，得到大部分边缘、端点和虚拟线条；·第二阶段是DavidMarr所说的“2.5维草图”;·最后一个阶段是将所有的内容放在一起，组成一个3D模型。(a)Originalpicture(b)Diferentiatedpicture(c)Featurepointsselected1.1机器视觉的起源与发展2机器视觉的发展·机器视觉，起源于20世纪50年代，早期研究主要是从统计模式识别开始，工作主要集中在二维图像分析与识别上；·20世纪60年代的研究前沿是以理解三维场景为目的的三维机器视觉；·1977年，DavidMarr教授在麻省理工大学的人工智能实验室领导一个以博士生为主体的研究小组，于1977年提出了不同于“积木世界”分析方法的计算视觉理论；·20世纪80年代到20世纪90年代中期，机器视觉获得蓬勃的发展，新概念，新方法，新理论不断涌现。1960s198052000年后机器视觉机器视觉机器视觉机器视觉机器视觉机器视觉概念出现开始兴起开始发展进入产业发展趋于保持高速发展期成熟发展1950s19705199051.1机器视觉的起源与发展·在中国，视觉技术的应用开始于20世纪90年代，但在各行业的应用几乎一片空白。到21世纪，视觉技术开始在自动化行业成熟应用·现代工业自动化技术日趋成熟，越来越多的制造企业考虑如何采用机器视觉来帮助生产线实现检查、测量和自动识别等功能，以提高效率并降低成本，从而实现生产效益最大化。机器视觉作为新兴技术被寄予厚望，被认为是自动化行业一个具备光明前景的细分市场。机器视觉由于技术本身存在的优越性在许多领域有很好的发展前景。1.1机器视觉的起源与发展·从全球范围看，由于下游消费电子、汽车、半导体、医药等行业规模持续扩大，全球机器视觉市场规模呈快速增长趋势，2017年已突破80亿美元，并预计到2020年全球市场规模将达到125亿美元，2025年将超过192亿美元。·从长远的潜在市场规模来看，当前只有5%的潜在用户使用了机器视觉，也就是还有95%的潜在用户需要但还没有用上机器视觉，全部潜力发挥出来后，全球的市场可达到1200亿美元。1.1机器视觉的起源与发展·国内方面，受益于配套基础设施不断完善、制造业总体规模持续扩大、智能化水平不断提高、政策利好等因素，中国机器视觉市场需求不断增长。2018年中国机器视觉市场规模首次超过100亿元。随着行业技术提升、产品应用领域更广泛，未来机器视觉市场将进一步扩大，预计2019年市场规模将近125亿元，2023年将达到197亿元，2019-2023年复合增长率超12%。1.2机器视觉的行业应用1机器视觉在工业检测中的应用·目前，机器视觉已成功地应用于工业检测领域，大幅度地提高了产品的质量和可靠性，保证了生产的速度。主要有·1)引导和定位：上下料使用机器视觉来定位，引导机械手臂准确抓取。·2)外观检测：检测生产线上产品有无质量问题，该环节也是取代人工最多的环节。·3)高精度检测：有些产品的精密度较高，达到0.01～0.02m,甚至μ级，是人眼无法检测出来的，必须使用机器来完成。·4)识别：数据的追溯和采集，在汽车零部件、食品、药品等应用较多。例如产品包装印刷质量的检测、饮料行业的容器质量检测、饮料填充检测、饮料品封口检测、木材厂木料检测、半导体集成块封装质量检测、卷钢质量检测和水果分级检测等。在制药生产线上，使用机器视觉技术可以对药品包装进行检测，以确定是否装入正确的药粒。1.2机器视觉的行业应用2机器视觉在医学中应用·在医学领域，机器视觉用于辅助医生进行医学影像的分析，主要利用数字图像处理技术、信息融合技术对