工業(yè)機器視覺教學(xué)儀器，機器視覺教學(xué)實訓(xùn)平臺
2025-04-11 07:05工業(yè)機器視覺教學(xué)儀器的核心目標(biāo)是讓學(xué)生掌握機器視覺技術(shù)原理、系統(tǒng)搭建及實際應(yīng)用能力。以下從教學(xué)內(nèi)容設(shè)計、教學(xué)方法、實踐環(huán)節(jié)和評估體系四個維度，系統(tǒng)闡述教學(xué)策略：
一、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計
1. 基礎(chǔ)理論模塊
視覺原理：成像模型、色彩空間、圖像灰度化與二值化。
硬件基礎(chǔ)：相機（CCD/CMOS）、鏡頭（遠心/廣角）、光源（環(huán)形/同軸光）。
軟件算法：邊緣檢測（Sobel/Canny）、特征提�。⊿IFT/ORB）、模板匹配。
2. 系統(tǒng)搭建模塊
硬件選型：根據(jù)應(yīng)用場景（如尺寸測量、缺陷檢測）選擇相機、鏡頭和光源。
軟件配置：Halcon/OpenCV開發(fā)環(huán)境搭建，相機標(biāo)定與手眼標(biāo)定流程。
通信協(xié)議：GigE Vision、USB3 Vision接口配置，PLC/機器人聯(lián)動控制。
3. 典型應(yīng)用模塊
尺寸測量：通過亞像素邊緣檢測實現(xiàn)高精度測量。
缺陷檢測：基于深度學(xué)習(xí)的表面缺陷分類（如劃痕、裂紋）。
視覺引導(dǎo)：機器人抓取定位、AGV導(dǎo)航路徑規(guī)劃。
二、教學(xué)方法
1. 理論教學(xué)
案例驅(qū)動：以“手機屏幕缺陷檢測”為例，分解圖像采集、預(yù)處理、特征提取、分類決策全流程。
對比分析：傳統(tǒng)算法（如Hough圓檢測）與深度學(xué)習(xí)（如YOLO）的優(yōu)劣對比。
2. 實驗操作
分步實驗：
實驗1：光源與鏡頭選型對成像質(zhì)量的影響。
實驗2：使用OpenCV實現(xiàn)模板匹配與定位。
實驗3：基于Halcon的OCR字符識別。
項目實踐：
任務(wù)：設(shè)計一個“藥片包裝完整性檢測系統(tǒng)”。
要求：實現(xiàn)圖像采集、缺陷標(biāo)注、分類統(tǒng)計、數(shù)據(jù)導(dǎo)出。
一、平臺概述
1、平臺簡介
機器視覺教學(xué)實訓(xùn)平臺是面向教育培訓(xùn)領(lǐng)域所設(shè)計的一款教學(xué)實訓(xùn)平臺。
機器視覺教學(xué)實訓(xùn)平臺基于3D智能相機和2D工業(yè)相機，搭配多種行業(yè)應(yīng)用的真實工件和虛擬仿真的應(yīng)用場景，融合3D視覺系統(tǒng)調(diào)試應(yīng)用開發(fā)、2D視覺系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)、圖形化視覺處理技術(shù)、機器人離線編程與調(diào)試技術(shù)、深度學(xué)習(xí)等實訓(xùn)功能。
機器視覺教學(xué)實訓(xùn)平臺提供配套完善的實訓(xùn)教材與培訓(xùn)視頻，能滿足視覺算法，軟件，機械，電氣以及機器人相關(guān)專業(yè)的學(xué)員，開展機器人從基礎(chǔ)示教、離線編程、到復(fù)雜視覺應(yīng)用開發(fā)等知識點的實驗實訓(xùn)。
平臺模型圖
2、技術(shù)參數(shù)
輸入電源：單相三線220V±10% 50Hz
3D相機型號：proS 700C
2D相機型號：A3B00MG000
2D鏡頭型號：MFA121-U25
2D光源型號：CST-RS18030-B
工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃
相對濕度≤85%（25℃）
平臺尺寸：1170 x 830x 1700mm
安全保護：具有漏電保護，安全符合國家標(biāo)準(zhǔn)
3、視覺系統(tǒng)模塊
（1）工業(yè)級3D相機
①智能程度高
基于先進的視覺算法，可處理各類工件以及紙箱、麻袋、貨品等典型物體，輕松應(yīng)對隨意堆疊、無序放置、一定程度反光、暗色等復(fù)雜工況。
②穩(wěn)定可靠
Mech-Eye工業(yè)級3D相機具備IP65防護等級，可在嚴苛的環(huán)境中穩(wěn)定運行，且已通過CE、FCC、VCCI及RoHS認證。
③開放性強，部署簡單高效
提供多語言、多平臺的SDK選擇，接口開放，部署簡單。可選擇搭配Mech-Vision、Mech-Viz使用，輕松、快速部署各類檢測/量測應(yīng)用。
3D工業(yè)相機
（2）工業(yè)級2D相機
①結(jié)構(gòu)緊湊，便于集成
尺寸為29mm*29mm*29mm，采用USB3.0數(shù)據(jù)接口，5Gbps理論傳輸寬帶，USB 接口直接供電，支持軟件觸發(fā)、硬件觸發(fā)、自由運行等多種模式。
②開放性強，便于拓展
兼容Windows及Linux操作系統(tǒng)，支持TWAIN和DirectShow接口，SDK開發(fā)包支持VC、VB、C#、Delphi、Labview等語言，支持對接Mech-Vision、Halcon、Labview、OpenCV、Matlab等第三方軟件。
2D工業(yè)相機
（3）圖形化視覺處理軟件
完全圖形化的視覺軟件，無需編寫代碼即可完成拆垛、無序工件上料等視覺應(yīng)用。
內(nèi)置3D視覺、深度學(xué)習(xí)等前沿算法模塊，可滿足復(fù)雜多樣的應(yīng)用需求。
圖形化視覺處理軟件
一、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計
1. 基礎(chǔ)理論模塊
視覺原理：成像模型、色彩空間、圖像灰度化與二值化。
硬件基礎(chǔ)：相機（CCD/CMOS）、鏡頭（遠心/廣角）、光源（環(huán)形/同軸光）。
軟件算法：邊緣檢測（Sobel/Canny）、特征提�。⊿IFT/ORB）、模板匹配。
2. 系統(tǒng)搭建模塊
硬件選型：根據(jù)應(yīng)用場景（如尺寸測量、缺陷檢測）選擇相機、鏡頭和光源。
軟件配置：Halcon/OpenCV開發(fā)環(huán)境搭建，相機標(biāo)定與手眼標(biāo)定流程。
通信協(xié)議：GigE Vision、USB3 Vision接口配置，PLC/機器人聯(lián)動控制。
3. 典型應(yīng)用模塊
尺寸測量：通過亞像素邊緣檢測實現(xiàn)高精度測量。
缺陷檢測：基于深度學(xué)習(xí)的表面缺陷分類（如劃痕、裂紋）。
視覺引導(dǎo)：機器人抓取定位、AGV導(dǎo)航路徑規(guī)劃。
二、教學(xué)方法
1. 理論教學(xué)
案例驅(qū)動：以“手機屏幕缺陷檢測”為例，分解圖像采集、預(yù)處理、特征提取、分類決策全流程。
對比分析：傳統(tǒng)算法（如Hough圓檢測）與深度學(xué)習(xí)（如YOLO）的優(yōu)劣對比。
2. 實驗操作
分步實驗：
實驗1：光源與鏡頭選型對成像質(zhì)量的影響。
實驗2：使用OpenCV實現(xiàn)模板匹配與定位。
實驗3：基于Halcon的OCR字符識別。
項目實踐：
任務(wù)：設(shè)計一個“藥片包裝完整性檢測系統(tǒng)”。
要求：實現(xiàn)圖像采集、缺陷標(biāo)注、分類統(tǒng)計、數(shù)據(jù)導(dǎo)出。
DB-JQR16 機器視覺教學(xué)實訓(xùn)平臺
一、平臺概述
1、平臺簡介
機器視覺教學(xué)實訓(xùn)平臺是面向教育培訓(xùn)領(lǐng)域所設(shè)計的一款教學(xué)實訓(xùn)平臺。
機器視覺教學(xué)實訓(xùn)平臺基于3D智能相機和2D工業(yè)相機，搭配多種行業(yè)應(yīng)用的真實工件和虛擬仿真的應(yīng)用場景，融合3D視覺系統(tǒng)調(diào)試應(yīng)用開發(fā)、2D視覺系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)、圖形化視覺處理技術(shù)、機器人離線編程與調(diào)試技術(shù)、深度學(xué)習(xí)等實訓(xùn)功能。
機器視覺教學(xué)實訓(xùn)平臺提供配套完善的實訓(xùn)教材與培訓(xùn)視頻，能滿足視覺算法，軟件，機械，電氣以及機器人相關(guān)專業(yè)的學(xué)員，開展機器人從基礎(chǔ)示教、離線編程、到復(fù)雜視覺應(yīng)用開發(fā)等知識點的實驗實訓(xùn)。
輸入電源：單相三線220V±10% 50Hz
3D相機型號：proS 700C
2D相機型號：A3B00MG000
2D鏡頭型號：MFA121-U25
2D光源型號：CST-RS18030-B
工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃
相對濕度≤85%（25℃）
平臺尺寸：1170 x 830x 1700mm
安全保護：具有漏電保護，安全符合國家標(biāo)準(zhǔn)
3、視覺系統(tǒng)模塊
（1）工業(yè)級3D相機
①智能程度高
基于先進的視覺算法，可處理各類工件以及紙箱、麻袋、貨品等典型物體，輕松應(yīng)對隨意堆疊、無序放置、一定程度反光、暗色等復(fù)雜工況。
②穩(wěn)定可靠
Mech-Eye工業(yè)級3D相機具備IP65防護等級，可在嚴苛的環(huán)境中穩(wěn)定運行，且已通過CE、FCC、VCCI及RoHS認證。
③開放性強，部署簡單高效
提供多語言、多平臺的SDK選擇，接口開放，部署簡單。可選擇搭配Mech-Vision、Mech-Viz使用，輕松、快速部署各類檢測/量測應(yīng)用。
（2）工業(yè)級2D相機
①結(jié)構(gòu)緊湊，便于集成
尺寸為29mm*29mm*29mm，采用USB3.0數(shù)據(jù)接口，5Gbps理論傳輸寬帶，USB 接口直接供電，支持軟件觸發(fā)、硬件觸發(fā)、自由運行等多種模式。
②開放性強，便于拓展
兼容Windows及Linux操作系統(tǒng)，支持TWAIN和DirectShow接口，SDK開發(fā)包支持VC、VB、C#、Delphi、Labview等語言，支持對接Mech-Vision、Halcon、Labview、OpenCV、Matlab等第三方軟件。
（3）圖形化視覺處理軟件
完全圖形化的視覺軟件，無需編寫代碼即可完成拆垛、無序工件上料等視覺應(yīng)用。
內(nèi)置3D視覺、深度學(xué)習(xí)等前沿算法模塊，可滿足復(fù)雜多樣的應(yīng)用需求。
