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Übersicht über Machine Vision

Kurze Einführung in das Machine Vision System 

Machine Vision System bezeichnet die Maschine mit Bildverarbeitungsfunktion, die die Inspektion, Beurteilung, Erkennung, Messung und Positionierung usw. erleichtert. Machine Vision  kann zur Verbesserung der Produktionseffizienz und -automatisierung sowie zur Intelligenz beitragen. In der Regel besteht das Machine Vision System aus Beleuchtungsquelle, Aufnahme, Kamera, Bildverarbeitungshardware und -software sowie EU (Ausführungseinheit). Machine Vision kombiniert die Technologien in den Bereichen Optik, Maschinenbau, Elektronik und Computerhardware und -software, die den Bereich Bildverarbeitung, Mustererkennung, AI, Optomechatronik usw. abdecken. In den letzten Jahren hat sich die rasante Entwicklung der Machine Vision und AI hat durch Machine Vision stark gefördert.



Funktionsprinzip des Machine Vision Systems

Das Machine Vision System kann das optische Signal durch Bildaufnahme-Hardware, d. H. Kamera, Aufnahme, Beleuchtungsquelle usw., in ein Bildsignal umwandeln und an eine Machine Vision-Software übertragen. Machine Vision-Software kann das Merkmal des Ziels gemäß der Pixelluminanz und der Farbverteilung extrahieren und die entsprechende Beurteilung vornehmen, um die Inspektion durch Steuern der Standortausrüstung durchzuführen. Das Machine Vision System umfasst Hardware und Software. Die Machine Vision Kamera kann je nach Hardware weiter in intelligente Kameras und PC-basierte Machine Vision Systemen unterteilt werden. Der Kern des PC-basierten Machine Vision Systems umfasst Beleuchtungsquellen-, Aufnahme-, Kamera- und Machine Vision System. Die Hauptfunktion der Aufnahme besteht darin, das Ziel auf den empfindlichen Film der Kamera abzubilden. Die Hauptfunktion der Kamera ist die Bildaufnahme, bei der das optische Signal auf ein elektronisches Signal übertragen und auf den PC importiert wird. Die Kerntechnologie der Software ist die Machine Vision und Algorithmusanalyse, einschließlich Bildverbesserung, Bildsegmentierung, Merkmalsextraktion, Bilderkennung und Analyse. Durch die Machine Vision und -analyse kann das System die Produktqualität beurteilen, die Abmessung messen und die entsprechende Aktion gemäß dem Ergebnissignal anzeigen / ausführen.



Vergleich zwischen Bildverarbeitung und künstlicher vision      

In der Vergangenheit war künstliche Vison die Hauptmethode für die Messung, Erkennung und Analyse im Prozess der industriellen Massenproduktion. Aufgrund der geringen Effizienz, der geringen Stabilität und der geringen Genauigkeit der Verarbeitung der künstlichen Vision kann das Bildverarbeiten die Verarbeitungseffizienz und die Automatisierung erheblich verbessern. In der Zwischenzeit wird auch die Machine Vision eingesetzt, um die künstliche Vision in gefährlichen Arbeitsumgebungen zu ersetzen, die nicht für manuelle Operationen geeignet sind oder in denen das menschliche Auge die Anforderungen nicht erfüllen kann, einschließlich Überwachung von Kernkraftwerken und Fehlererkennung der Wafer. Noch wichtiger ist, dass die Machine Vision die Informationsintegration besser erleichtern kann. Dies ist eine der grundlegenden Technologien für die Computerintegration. Das Machine Vision System kann umfangreiche Informationen schnell erfassen und die Automatisierungsverarbeitung und Informationsintegration erleichtern. Daher ist es in der modernen automatischen Produktion weit verbreitet, einschließlich Montagepositionierung, Produktqualitätsprüfung, Produkterkennung, Maßmessung usw. Der Hauptunterschied zwischen Maschine und künstliche Vision ist in der Tabelle aufgeführt.



Entwicklungsgeschichte der Machine Vision

◆ Entwicklung der Machine Vision in China und im Ausland
Im Ausland begann die Machine Vision Technologie früher, das Konzept der Machine Vision erschien in den 1950er Jahren, und es begann sich in den 1970er Jahren wirklich zu entwickeln und trat Ende der 1990er Jahre in eine Phase rasanter Entwicklung ein. Bei der Entwicklung der Machine Vision wurden zwei große Fortschritte erzielt. Der erste Sprung erfolgte in den 1970er Jahren mit der Innovation des CCD-Bildsensors. Das Optikbild kann auf das für den Computer verarbeitbare digitale Signal übertragen werden, das den Wendepunkt in der Entwicklung der Machine Vision markiert. Die zweite erschien in den 1980er Jahren, als CPU, DSP und andere Machine Vision Technologien eine schnelle Entwicklung erreichten, was auch die vorteilhafte Voraussetzung für die Entwicklung der Bildverarbeitung ist. Nach dem derzeitigen Aufbau der globalen Bildverarbeitungsindustrie nehmen Industriemächte wie China, Deutschland, die USA und Japan den größten Teil des Marktes für Bildverarbeitungstechnologien und -anwendungen ein. Im Ausland ist die Machine Vision in der Halbleiter-, elektronischen Informations-, Automobil-, Lebensmittel- und Medizinindustrie usw. weit verbreitet. Im 21. Jahrhundert spielt sie trotz der Verlangsamung des ausländischen Machine Vision Marktes nach wie vor eine wichtige Rolle Technologiefeld. In China begann die Machine Vision in den 1980er Jahren, die vom späten 20. Jahrhundert bis zum frühen 21. Jahrhundert auf Kurs gehalten wurde und nach 2010 zunahm. Mit der Verbesserung der industriellen Automatisierung steigen auch die Anforderungen an die Qualität, und dies wird zum Trend Machine Vision wird die künstliche Inspektion ersetzen. Darüber hinaus weisen die Industrieanlagen im frühen China eine geringe Automatisierung auf. Das Erfordernis der Aufrüstung stimuliert daher stark die massive Marktnachfrage nach Machine Vision. Neben der schrittweisen Entwicklung der Machine Vision Technologie erforschen und fördern viele inländische Technologieunternehmen neue Produkte. Viele F & E-gesteuerte Hersteller in China sind im Bereich Kamera, Aufnahme, Beleuchtungsquelle, Bildverarbeitung usw. im Entstehen begriffen. Dies wird durch die Kombination der demografischen Dividende der Fertigungsindustrie, die Stimulierung einer intelligenten Fertigungspolitik und die dringende Notwendigkeit einer Verbesserung der Fabrik beeinflusst Automatisierung hat sich China zu einer der vielversprechendsten und aktivsten Regionen bei der Entwicklung der Machine Vision weltweit entwickelt.



◆ Trend der Machine Vision 

Mit der komplexen und vielfältigen Anwendung der Machine Vision rückt die Kombination mit Deep-Learning-Algorithmen, 3D-Anwendungstechnologien, Verbindungsstandards und anderen Technologien näher zusammen. Deep-Learning-Algorithmus: Dieser Algorithmus simuliert die hierarchische Struktur des menschlichen Gehirns und realisiert den hierarchischen Ausdruck von Daten durch Konstruktion des Signals auf niedriger Ebene und der Semantik auf hoher Ebene. In das Machine Vision System für Bildverarbeitung wird ein Deep-Learning-Algorithmus zur Überprüfung des Erscheinungsbilds eingeführt, wodurch die Erkennung intelligenter und die Fähigkeit zur Informationsverarbeitung gestärkt wird. Anwendung der 3D-Technologie: Mit der Entwicklung der 3D-Anwendungstechnologie wurde mehr 3D-Rekonstruktionstechnologie in die Machine Vision eingeführt, einschließlich strukturiertem Licht, DFF, TOF, binokularem Sehen und photometrischem Stereo usw. Der 3D-Bildverarbeitungs- und -Analysealgorithmus wurde ebenfalls eingeführt wurde umfassend untersucht, was zum Mainstream für die Entwicklung der Machine Vision werden wird. Standard für die Zusammenschaltung: Es ist notwendig, die Zusammenschaltung zwischen dem Machine Vision System, intelligenten Fertigungsanlagen und dem Managementsystem von Unternehmen zu realisieren, damit die Ausrüstung und das Fertigungsmanagement intelligenter werden. Derzeit bilden EMVA, AIA, CMVA und JIIA gemeinsam die GenICam für die Bildverarbeitungsindustrie. AIA gründete GigE Vision, USB3 Vision und andere Kommunikationsprotokolle für Kameras. Die Bildverarbeitungsindustrie hat auch ihre Grenzen durch die Zusammenarbeit mit anderen Branchen erweitert, um die Kombination des Machine Vision Systems mit anderen Branchen zu realisieren.



 

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