工業(yè)機器視覺技術(shù)應(yīng)用 李峰 李文龍
定 價:49.8 元
- 作者:李峰 李文龍
- 出版時間:2024/9/1
- ISBN:9787111760047
- 出 版 社:機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TP399
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
人類感知外部世界80%以上信息由視覺感知單元獲得,機器視覺則是模擬人類視覺功能來觀察客觀世界,實現(xiàn)制造過程的識別、檢測、測量與定位,在工業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用前景。本書分為基礎(chǔ)認知篇、項目應(yīng)用篇、知識拓展篇和實操訓練篇四部分,共計七個模塊,主要內(nèi)容包括工業(yè)機器視覺整體認知、工業(yè)機器視覺硬件認知、工業(yè)機器視覺常用算法認知、工業(yè)機器視覺軟件系統(tǒng)認知、實際研發(fā)項目開發(fā)應(yīng)用、實際研發(fā)項目拓展應(yīng)用以及實操訓練。本書重點突出基礎(chǔ)知識認知以及新技術(shù)、新工藝、新標準在企業(yè)工程實踐中的應(yīng)用,同時兼顧知識的基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性和前瞻性。
本書可作為各高等職業(yè)院校、職業(yè)本科院校和普通本科院校的機電一體化、電氣自動化、智能制造、人工智能、機器人工程等相關(guān)專業(yè)機器視覺課程教材,也可作為考取國家新職業(yè)——工業(yè)視覺系統(tǒng)運維員(中級、高級、技師、高級技師)參考用書,還可供從事機器視覺技術(shù)研發(fā)與工程應(yīng)用的技術(shù)人員使用。
本書配有電子課件、機器視覺相關(guān)軟件安裝包及全書電子插圖等,凡使用本書作為教材的讀者可登錄機械工業(yè)出版社教育服務(wù)網(wǎng)www.cmpedu.com,注冊后免費下載。咨詢電話:01088379375。
本書遵循職業(yè)教育教材編寫規(guī)律和職業(yè)院校學生學習規(guī)律,配套齊全
21世紀是信息的時代,更是智能感知、人機共融、和諧發(fā)展的時代。機器視覺作為智能感知的重要手段,為在線檢測、過程控制、機器人定位等工業(yè)自動化提供了技術(shù)。人類感知外部世界80%以上信息由視覺感知單元獲得,機器視覺則是模擬人類視覺功能來觀察客觀世界,實現(xiàn)制造過程的識別、檢測、測量與定位,具有非接觸、自動化、智能化等技術(shù)優(yōu)勢,在工業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用前景。
機器視覺是獲取信息、分析處理與操作執(zhí)行的核心技術(shù),相比人類肉眼,其在精確度、可重復性、操作成本與執(zhí)行效率上具有明顯優(yōu)勢。目前應(yīng)用領(lǐng)域已涵蓋電子制造、汽車制造、航空航天制造、機械加工、激光加工、印刷、食品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、紡織等,成為推動各細分行業(yè)智能化發(fā)展的重要使能技術(shù)。近年來涌現(xiàn)出一大批機器視覺公司,國內(nèi)有奧普特、海之晨、海康威視、商湯科技、大疆創(chuàng)新等,國際有日本Keyence、美國Cognex、德國Basler等。機器視覺技術(shù)已成為科技工作者與專業(yè)技術(shù)人員必須掌握的一門專業(yè)技術(shù)。
機器視覺是一門綜合性學科,作為人工智能的重要分支之一,其基本內(nèi)涵、核心算法與關(guān)鍵技術(shù)不斷拓展。本書在學習、綜合、借鑒已有機器視覺教材基礎(chǔ)上,結(jié)合編著者多年的研究成果和工程實踐經(jīng)驗,面向工業(yè)機器視覺創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求撰寫而成,重點突出基礎(chǔ)知識認知以及新技術(shù)、新工藝、新標準在企業(yè)工程實踐中的應(yīng)用,同時兼顧知識的基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性和前瞻性。
本書以黨的二十大精神為指引,全面落實立德樹人根本任務(wù),將職業(yè)素養(yǎng)養(yǎng)成教育與機器視覺技術(shù)學習相結(jié)合,以學生全面發(fā)展為目標,將“知識學習、技能提升、素質(zhì)培養(yǎng)”與企業(yè)工程實踐案例融為一體,著力培養(yǎng)適應(yīng)工業(yè)機器視覺崗位的德、智、體、美、勞全面發(fā)展的高素質(zhì)技術(shù)技能人才,助力中國式現(xiàn)代化建設(shè)。
本書分為基礎(chǔ)認知篇、項目應(yīng)用篇、知識拓展篇和實操訓練篇四部分,共計七個模塊。模塊1介紹工業(yè)機器視覺整體認知,包括機器視覺定義、發(fā)展歷程、系統(tǒng)構(gòu)成認知,機器視覺應(yīng)用場景和發(fā)展趨勢認知;模塊2介紹工業(yè)機器視覺硬件認知,包括2D工業(yè)相機、工業(yè)相機鏡頭、機器視覺光源和3D掃描儀認知;模塊3介紹工業(yè)機器視覺常用算法認知,包括數(shù)字圖像處理算法、三維點云處理算法、深度學習算法認知;模塊4介紹工業(yè)機器視覺軟件系統(tǒng)認知,包括Smart3軟件安裝、軟件功能認知;模塊5介紹工業(yè)機器視覺在電子、半導體、汽車、新能源等領(lǐng)域?qū)嶋H研發(fā)項目的開發(fā)應(yīng)用;模塊6介紹工業(yè)機器視覺在航空制造、核電制造、汽車制造等領(lǐng)域?qū)嶋H研發(fā)項目的拓展應(yīng)用;模塊7撰寫了典型實操訓練題目,可用于讀者結(jié)合本書內(nèi)容進行工程實踐。
本書的編寫得到國家自然科學基金(52188102、52075203)和青島西海岸新區(qū)高校校長基金(39100101)等項目資助,得到《工業(yè)視覺系統(tǒng)運維員國家職業(yè)標準 (2023 年版)》主要起草單位青島海之晨工業(yè)裝備有限公司大力支持。本書中所涉及的企業(yè)工程實踐案例由廣東奧普特科技股份有限公司趙輝、張祐榮、張風剛以及青島海之晨工業(yè)裝備有限公司辛緒彬、林芳芳、郭金鑫等多位現(xiàn)場工程師提供素材并給予編寫建議,為本書定位為校企“雙元”教材提供了全力支持,在此一并表示誠摯感謝。本書部分內(nèi)容采用了編著者所在課題組近幾年的研究成果,為此特別感謝共同完成相關(guān)研究成果的同仁們。
本書由青島職業(yè)技術(shù)學院李峰、華中科技大學李文龍、青島海之晨工業(yè)裝備有限公司陳棟、廣東奧普特科技股份有限公司賀珍真、華中科技大學王東方和季遠哲共同編著,全書由李峰、李文龍完成統(tǒng)稿。模塊1由李峰、李文龍撰寫,模塊2由李文龍、季遠哲撰寫,模塊3由季遠哲、李峰撰寫,模塊4由王東方、陳棟撰寫,模塊5由李峰、賀珍真撰寫,模塊6由李文龍、王東方撰寫,模塊7由陳棟、賀珍真撰寫。在本書著寫過程中,青島職業(yè)技術(shù)學院高杉、高娟、邵世芬、范夕燕提供了部分案例資料,借此表示衷心感謝!
機器視覺是一門綜合性的前沿學科,必將隨著人工智能等新技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展,涉及專業(yè)廣、涵蓋內(nèi)容多。限于作者研究水平和教學經(jīng)驗,書中疏漏之處在所難免,懇請各位讀者批評指正。
編著
職業(yè)院校教師
前言
二維碼索引
基礎(chǔ)認知篇
模塊1工業(yè)機器視覺整體認知2
項目11機器視覺認知2
111機器視覺定義2
112機器視覺發(fā)展歷程4
113機器視覺系統(tǒng)構(gòu)成6
項目12機器視覺應(yīng)用場景認知7
121 機器視覺典型應(yīng)用7
122機器視覺行業(yè)應(yīng)用9
項目13機器視覺發(fā)展趨勢認知18
1313D視覺技術(shù)18
132嵌入式機器視覺21
133高速機器視覺22
134智能機器視覺23
模塊2工業(yè)機器視覺硬件認知25
項目212D工業(yè)相機認知25
211工業(yè)相機簡介25
212工業(yè)相機組成26
213工業(yè)相機分類28
214工業(yè)相機參數(shù)30
215分辨率核算33
216工業(yè)相機選型35
項目22工業(yè)相機鏡頭認知36
221工作原理36
222鏡頭組成37
223技術(shù)參數(shù)38
224鏡頭選型41
項目23機器視覺光源認知42
231光源分類42
232照明方式45233照明系統(tǒng)設(shè)計52
項目243D掃描儀認知54
241分類及原理54
242檢測應(yīng)用案例56
模塊3工業(yè)機器視覺常用算法認知58
項目31數(shù)字圖像處理算法介紹58
311數(shù)字圖像介紹58
312圖像運算59
313圖像濾波62
314圖像基本變換65
315圖像灰度信息67
316圖像形態(tài)學70
317圖像特征73
318圖像配準75
項目32三維點云處理算法介紹76
321點云簡介76
322點云精簡76
323點云濾波77
324點云匹配78
325點云分割80
326點云重建81
項目33深度學習算法介紹82
331深度學習簡介82
332卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)82
333生成對抗網(wǎng)絡(luò)85
334Transformer網(wǎng)絡(luò)85
335應(yīng)用案例86
模塊4工業(yè)機器視覺軟件系統(tǒng)認知89
項目41Smart3軟件簡介89
項目42Smart3軟件安裝90
項目43Smart3軟件功能介紹94
項目應(yīng)用篇
模塊5實際項目開發(fā)與應(yīng)用113
項目51平板電腦外殼孔位測量113
511成像系統(tǒng)標定116
512外殼孔位圖像采集119513外殼孔位尺寸測量121
項目52手機屏幕定位與表面劃痕檢測125
521圖像導入與流程圖設(shè)計127
522手機屏幕視覺定位127
523手機表面劃痕檢測130
項目53半導體芯片引腳缺失檢測132
項目54新能源鋰電池頂蓋測量136
541點云圖像采集138
542頂蓋正負極柱高度計算139
543頂蓋平面度計算144
項目55汽車零部件保護膠塞分類檢測146
項目56汽車零部件陶瓷塊定位檢測149
項目57汽車零部件矩形支架定位與測量153
項目58新能源汽車鋰電池極片的沖片檢測157
581建立定位模板160
582極耳切割與極片分割161
583極片尺寸測量161
584極片瑕疵檢測162
ⅨⅩ知識拓展篇
模塊6知識拓展項目開發(fā)與應(yīng)用164
項目61航空發(fā)動機葉片氣膜孔機器人視覺檢測164
611視覺檢測系統(tǒng)參數(shù)標定166
612高斯濾波168
613邊緣檢測169
614橢圓檢測169
615 三角重建與空間圓擬合170
616數(shù)據(jù)采集與處理171
項目62航空發(fā)動機葉片機器人三維視覺檢測172
621葉片三維數(shù)據(jù)采集174
622葉片數(shù)據(jù)預處理175
623葉型參數(shù)計算177
項目63航空蒙皮視覺定位與機器人銑削加工181
631雙機器人測量與加工系統(tǒng)標定182
632蒙皮測量點數(shù)據(jù)采集與坐標轉(zhuǎn)換183
633蒙皮機器人銑削加工程序的生成184
項目64核電葉片視覺定位與機器人磨削186
641機器人視覺檢測系統(tǒng)標定187
642葉片三維測量點數(shù)據(jù)采集188643葉片測量點數(shù)據(jù)匹配與余量計算188
項目65核電燃料組件變形視覺檢測192
651核電燃料組件視覺檢測系統(tǒng)標定194
652核電燃料組件圖像增強與復原算法195
653核電燃料組件全景拼接199
項目66汽車白車身曲面輪廓視覺檢測199
661汽車白車身檢測系統(tǒng)參數(shù)標定201
662測量點數(shù)據(jù)采集與精確融合202
663曲面輪廓誤差分析204
項目67汽車發(fā)動機曲軸輪廓測量與逆向建模205
671曲軸測量點預處理207
672曲軸逆向建模208
實操訓練篇
模塊7項目實操212
項目71汽車減速器齒輪滾針漏裝檢測212
項目72汽車發(fā)動機曲軸偏差分析與逆向建模213
項目73T形零件視覺定位與尺寸測量215
項目74電子鍵盤瑕疵檢測216
項目75鋰電池頂蓋焊縫視覺檢測218
項目76發(fā)動機整機視覺檢測219
項目77發(fā)動機缸體3D視覺引導機器人抓取220
項目78產(chǎn)品二維碼與字符視覺識別221
項目79工件尺寸及安裝缺陷檢測222
項目710直線式運動實驗平臺——電容字符檢測223
項目711轉(zhuǎn)盤式運動實驗平臺——瓶蓋檢測224
參考文獻226