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机器视觉测量综合实训系统RLE-OV
视觉是人类观察世界和认知世界的重要手段,人类通过眼睛和大脑来获取、处理与理解视觉信息。机器视觉是用计算机实现人的视觉功能---对客观世界的三维场景的感知、识别和理解,通过一幅或多幅图像认知周围环境信息。如今,中国正成为世界机器视觉发展最活跃的地区之一,应用范围涵盖了工业、农业、医药、军事、航天、气象、天文、公安、交通、安全、科研等国民经济的各个行业。其重要原因是中国已经成为全球制造业的加工中心,高要求的零部件加工及其相应的先进生产线,使许多具有国际先进水平的机器视觉系统和应用经验也进入了中国。国内机器视觉市场11年开始启动,13年开始呈现爆发式增长,2014年中国市场规模80亿,2015年预计200亿甚至更多。
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 视觉是人类观察世界和认知世界的重要手段,人类通过眼睛和大脑来获取、处理与理解视觉信息。机器视觉是用计算机实现人的视觉功能---对客观世界的三维场景的感知、识别和理解,通过一幅或多幅图像认知周围环境信息。如今,中国正成为世界机器视觉发展最活跃的地区之一,应用范围涵盖了工业、农业、医药、军事、航天、气象、天文、公安、交通、安全、科研等国民经济的各个行业。其重要原因是中国已经成为全球制造业的加工中心,高要求的零部件加工及其相应的先进生产线,使许多具有国际先进水平的机器视觉系统和应用经验也进入了中国。国内机器视觉市场11年开始启动,13年开始呈现爆发式增长,2014年中国市场规模80亿,2015年预计200亿甚至更多。

    睿光科技推出机器视觉测量综合实训系统,紧贴《视觉测量》、《光电检测》、《图像检测技术》等教材核心知识点。实训内容从机器视觉的构成原理出发,包括光源、镜头、相机(包括CCD相机和CMOS相机)相关训练内容,以及机器视觉在现实工业上的相关实例应用。通过学习与操作该实训系统,可以使学生感受实际光机电控制系统的组成、功能及控制原理,全面掌握光机电一体化技术的应用开发和集成技术,激发学生的学习兴趣,锻炼学生的创新及研发能力,从而使学生更能胜任将来的工作岗位,为自动化行业输出更多的高新技术人才,助力行业新发展。


工位一、CCD基础训练工位

CCD原理与应用是《光电子学》课程重要章节,也是教学的难点章节,该工位采用模块化、开放式设计,直观展现了线阵、面阵CCD的工作原理,并且设置了工程实践常用的测试项目内容,是学生认识和理解CCD工作原理与实际应用的理想教学系统.

实训内容:

1、线阵CCD驱动与特性测量;
2、面阵CCD驱动与特性测量;
3、工件尺寸测量;
4、图像采集与数据点运算。

工位二、照明光源测试工位

在机器视觉尺寸检测系统中,方案的好坏往往会决定整个系统的成败,采用不同的光源,对检测精度有着重要的影响。光源和照明设计涉及三个主要方面:光源的种类和特性、目标及其背景的光反射和传送特性、光源的结构。本工位是对LED线光源、环形光源、面光源等光源对机器视觉尺寸检测精度的影响进行了研究。

实训内容:

1、背景照明光源测试;
2、明场照明光源测试;
3、暗照明光源测试;
4、不同波长照明测试。

工位三、成像镜头选取与标定训练工位

相机标定是指建立相机图像像素位置与场景点位置之间的关系,其途径是根据相机模型,由已知特征点的图像坐标和世界坐标求解相机的密性参数。本工位让学生采用两种镜头分别进行不同标定,让学生了解不同镜头的应用方向。

实训内容:

1、点阵标定测试;
2、棋盘格标定测试;
3、远心镜头标定测试;
4、成像镜头选取训练。

工位四、工件二维尺寸检测工位

随着科技发展,对各种工件和零件的测量精度越来越高,对测量仪器的要求越来越苛刻,二维影像测量技术是对传统的测量技术的飞跃性发展,是将传统的光学投影和计算机完美结合的产物。本工位是让学生操作影像测量仪,利用测头对模具进行数据采集,之后传送到计算机,计算机再根据对模具的图像空间几何坐标设计和转换,计算得到模具的尺寸、大小和形状等。

实训内容:

1、二维影像系统标定;
2、建立坐标系与测试基准;
3、工件尺寸测量;
4、形状公差自动测量;
5、位置公差自动测量。

工位五、机器视觉识别与定位工位

图像识别就是从图像中找出与已知模式相似的目标图像,即识别出物体并确定出它在整幅图像中的位置和方向,在视觉定位检测系统中,能够准确识别产品的方向和位置是系统的核心。本工位让学生学习并熟悉Blob分析,获取目标位置、形状、方向和目标间的拓扑关系等信息,并根据信息对目标进行识别。

实训内容:

1、颜色识别训练;
2、Blob分析应用;
3、旋转平台定位。

工位六、被动立体视觉与三维显示工位

三维摄像在电影、电视节目制作、无人设备的操作等场合有着重要的价值与广阔的应用前景。本工位采用双目摄像架构,实现立体图像的实时采集与再现,通过双目立体实时采集系统的搭建与调试,可以让学生在理解立体成像原理的同时针对不同显示质量对人眼视觉舒适度差异进行测评。

实训内容:

1、被动立体视觉系统搭建;
2、被动立体视觉标定;
3、立体成像系统评测;
4、立体视觉感知评测。

工位七、三维体感与人机交互训练工位

体感技术是人机交互技术的重要发展方向。本工位的教学目的是让学生掌握手势识别与人机交互的机理与流程,熟悉人手与背景分割的原理,及影响体感人机交互准确度的因素,为从事人机交互研究与实践工作打下坚实基础。

实训内容:

1.手部色坐标检测与色差分析;
2.图像畸变校正测量;
3.手部分割原理训练;
4.体感人机交互训练。

工位八、面结构光投影三维数字化测量工位

三维测量技术在逆向工程、物体变形分析、仿生学、人体检测等领域具有重要价值和应用前景。本工位应用面结构光投影技术、相位轮廓术、立体视觉技术,可实现物体三维形貌的高精度测量。该工位理论知识涉及实验教学系统、三维建模、生物医学、文化影视动漫,以及工业品三维测量等领域。

实训内容:

1、三维测量系统标定;
2、工件三维测量;
3、点云数据封装;
4、立体模型数字造型。

工位九、3D打印训练工位

3D打印技术又称“快速成型技术”,是一种综合计算机、激光、新材料、CAD/CAM集成等技术的全新制造技术。过去常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,现正逐渐用于一些产品的直接制造。本工位训练学生以一种数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体。

实训内容:

1、3D打印工件的视觉检测;
2、FDM三维打印训练;
3、三维获取与建模;
4、3D打印原理培训。

工位十、智能相机参数实训工位(B型)

智能工业相机是融入DSP、FPGA、存储技术的高集成度、小型化的机器视觉系统。它将图像的采集、处理与通信功能集成于单一相机内,从而提供了具有小型化、多能、脱离PC、高可靠性的机器视觉解决方案,广泛应用于汽车行业检测、电子设备、印刷机械、纺织机械、数控机床、激光加工、精密测量、包装设备、医药设备检测等领域。

实训内容:

1、智能相机参数选取;
2、二值化与边缘检测;
3、模板匹配实验;
4、几何尺寸测量;
5、二维码识别;
6、字符识别。

工位十一、视觉引导机器手臂实训工位(B型)

机器手臂是机器人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置。机器手臂能够接受指令,精确地定位到三维(或二维)空间上的某一点进行作业,在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域都能见到它的身影。本工位让学生了解机器手臂标定过程,并操作六维自由度机器手臂实现工件识别、抓取、摆放等训练。

实训内容:

1、机器手臂标定;
2、相机标定匹配;
3、不同形状、工件分类识别、抓取和摆放;
4、基于图像识别的配件组装;
5、搬运和组装过程中的一维码、二维码检测。

工位十二、CCD相机参数测量与校正工位(C型)

根据行业标准EMVA1288的要求,每个图像探测器都需要对其量子效率、暗电流、线性度、不均匀性、光谱相应度进行测量。依据详细的检测结果对相机的各个参数进行校正才能获得满意的采集效果。

本工位的检测设备适用于手机摄像头、工业相机厂家,对其产品进行检测。工位设备由美国蓝菲公司提供,有高可靠性、高稳定性、高准确性的特点。

实训内容:

1、相对量子效率曲线测试与光源选取;

2、图像不均匀性测试;

3、探测器响应线性度测试;

4、探测器暗噪声评估;

5、相机暗场校正;

6、相机成像镜头平场校正;

7、彩色相机白平衡测试与校正。


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