工業(yè)機(jī)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(jī)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(jī)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(rèn)知篇、項目應(yīng)用篇、知識拓展篇和實操訓(xùn)練篇四部分,共計七個模塊,主要內(nèi)容包括工業(yè)機(jī)器視覺整體認(rèn)知、工業(yè)機(jī)器視覺硬件認(rèn)知、工業(yè)機(jī)器視覺常用算法認(rèn)知、工業(yè)機(jī)器視覺軟件系統(tǒng)認(rèn)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(xùn)練。本書重點(diǎn)突出基礎(chǔ)知識認(rèn)知以及新技術(shù)、新工藝、新標(biāo)準(zhǔn)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(jī)電一體化、電氣自動化、智能制造、人工智能、機(jī)器人工程等相關(guān)專業(yè)機(jī)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(yùn)維員(中級、高級、技師、高級技師)參考用書,還可供從事機(jī)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(jī)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(jī)械工業(yè)出版社教育服務(wù)網(wǎng)www.cmpedu.com,注冊后免費(fèi)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(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律,配套齊全
21世紀(jì)是信息的時代,更是智能感知、人機(jī)共融、和諧發(fā)展的時代。機(jī)器視覺作為智能感知的重要手段,為在線檢測、過程控制、機(jī)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(jī)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(jī)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(fù)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(jī)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(xì)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(jī)器視覺公司,國內(nèi)有奧普特、海之晨、?低暋⑸虦萍、大疆創(chuàng)新等,國際有日本Keyence、美國Cognex、德國Basler等。機(jī)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(jī)器視覺是一門綜合性學(xué)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(xué)習(xí)、綜合、借鑒已有機(jī)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(jī)器視覺創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求撰寫而成,重點(diǎn)突出基礎(chǔ)知識認(rèn)知以及新技術(shù)、新工藝、新標(biāo)準(zhǔn)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(jī)器視覺技術(shù)學(xué)習(xí)相結(jié)合,以學(xué)生全面發(fā)展為目標(biāo),將“知識學(xué)習(xí)、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(jī)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(rèn)知篇、項目應(yīng)用篇、知識拓展篇和實操訓(xùn)練篇四部分,共計七個模塊。模塊1介紹工業(yè)機(jī)器視覺整體認(rèn)知,包括機(jī)器視覺定義、發(fā)展歷程、系統(tǒng)構(gòu)成認(rèn)知,機(jī)器視覺應(yīng)用場景和發(fā)展趨勢認(rèn)知;模塊2介紹工業(yè)機(jī)器視覺硬件認(rèn)知,包括2D工業(yè)相機(jī)、工業(yè)相機(jī)鏡頭、機(jī)器視覺光源和3D掃描儀認(rèn)知;模塊3介紹工業(yè)機(jī)器視覺常用算法認(rèn)知,包括數(shù)字圖像處理算法、三維點(diǎn)云處理算法、深度學(xué)習(xí)算法認(rèn)知;模塊4介紹工業(yè)機(jī)器視覺軟件系統(tǒng)認(rèn)知,包括Smart3軟件安裝、軟件功能認(rèn)知;模塊5介紹工業(yè)機(jī)器視覺在電子、半導(dǎo)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(jī)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(xùn)練題目,可用于讀者結(jié)合本書內(nèi)容進(jìn)行工程實踐。
本書的編寫得到國家自然科學(xué)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(yùn)維員國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn) (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(fēng)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(xué)院李峰、華中科技大學(xué)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(xué)王東方和季遠(yuǎn)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(yuǎn)哲撰寫,模塊3由季遠(yuǎn)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(xué)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(jī)器視覺是一門綜合性的前沿學(xué)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(xué)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(rèn)知篇
模塊1工業(yè)機(jī)器視覺整體認(rèn)知2
項目11機(jī)器視覺認(rèn)知2
111機(jī)器視覺定義2
112機(jī)器視覺發(fā)展歷程4
113機(jī)器視覺系統(tǒng)構(gòu)成6
項目12機(jī)器視覺應(yīng)用場景認(rèn)知7
121 機(jī)器視覺典型應(yīng)用7
122機(jī)器視覺行業(yè)應(yīng)用9
項目13機(jī)器視覺發(fā)展趨勢認(rèn)知18
1313D視覺技術(shù)18
132嵌入式機(jī)器視覺21
133高速機(jī)器視覺22
134智能機(jī)器視覺23
模塊2工業(yè)機(jī)器視覺硬件認(rèn)知25
項目212D工業(yè)相機(jī)認(rèn)知25
211工業(yè)相機(jī)簡介25
212工業(yè)相機(jī)組成26
213工業(yè)相機(jī)分類28
214工業(yè)相機(jī)參數(shù)30
215分辨率核算33
216工業(yè)相機(jī)選型35
項目22工業(yè)相機(jī)鏡頭認(rèn)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(jī)器視覺光源認(rèn)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(rèn)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(jī)器視覺常用算法認(rèn)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(yùn)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(xué)70
317圖像特征73
318圖像配準(zhǔn)75
項目32三維點(diǎn)云處理算法介紹76
321點(diǎn)云簡介76
322點(diǎn)云精簡76
323點(diǎn)云濾波77
324點(diǎn)云匹配78
325點(diǎn)云分割80
326點(diǎn)云重建81
項目33深度學(xué)習(xí)算法介紹82
331深度學(xué)習(xí)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(jī)器視覺軟件系統(tǒng)認(rèn)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(biāo)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(jī)屏幕定位與表面劃痕檢測125
521圖像導(dǎo)入與流程圖設(shè)計127
522手機(jī)屏幕視覺定位127
523手機(jī)表面劃痕檢測130
項目53半導(dǎo)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(diǎn)云圖像采集138
542頂蓋正負(fù)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(hù)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(jī)葉片氣膜孔機(jī)器人視覺檢測164
611視覺檢測系統(tǒng)參數(shù)標(biāo)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(jī)葉片機(jī)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(yù)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(jī)器人銑削加工181
631雙機(jī)器人測量與加工系統(tǒng)標(biāo)定182
632蒙皮測量點(diǎn)數(shù)據(jù)采集與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換183
633蒙皮機(jī)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(jī)器人磨削186
641機(jī)器人視覺檢測系統(tǒng)標(biāo)定187
642葉片三維測量點(diǎn)數(shù)據(jù)采集188643葉片測量點(diǎn)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(biāo)定194
652核電燃料組件圖像增強(qiáng)與復(fù)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(biāo)定201
662測量點(diǎn)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(jī)曲軸輪廓測量與逆向建模205
671曲軸測量點(diǎn)預(yù)處理207
672曲軸逆向建模208
實操訓(xùn)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(jī)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(jī)整機(jī)視覺檢測219
項目77發(fā)動機(jī)缸體3D視覺引導(dǎo)機(jī)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(yùn)動實驗平臺——電容字符檢測223
項目711轉(zhuǎn)盤式運(yùn)動實驗平臺——瓶蓋檢測224
參考文獻(xiàn)226