工业机器人会问很多问题它们的数字待办事项列表中的下一部分在哪里？如何区分零件？定位并识别零件后零件应该去往哪里？
图案匹配软件可以回答这些问题。它是怎么工作的，为什么它是机器视觉的关键组成部分？理解图案匹配的一个好方法就是研究康耐视最强大的工具之一 PatMax 是如何帮助各个行业实现自动化的。
康耐视PATMAX 物体定位
什么是 PATMAX 工具
康耐视 PatMax 自从 1997 年作为第一个几何图案式机器视觉物体定位技术获得专利以来，一直是业界领先的图案匹配工具。PatMax 采用一系列不依赖于像素网格的边界曲线获取物体的几何形状，然后在图像中寻找相似的形状，这种技术不受特定灰度级别的限制。这样，不管物体角度、大小和形状如何变化都能准确地找到该物体，使得这种方法的工作能力得到根本性的提高。
PatMax 提供了三个与其他图案匹配技术不同的关键功能特征：
- 高速定位旋转、缩放和/或拉伸的物体
- 基于物体形状的定位技术，而不是基于灰度值
- 高准确性和稳健性
因此，无论图案经过了什么变换，PatMax 都能在运行时的图像中找到训练的图案。
PatMax 工具：图案匹配基础
在谈各个行业之前，我们先看看 PatMax 工具是什么。PatMax 从一张“培训图像”开始，此图像是自动化系统需要处理的机器零件、产品组件或其他物体的数字化图像。
PatMax 扫描图像边缘识别几何形状。这些形状成为一种数字签名，例如，它使计算机知道，底特律装配线上的圆形钢块是制动盘，而不是制动鼓。工业机器人使用 PatMax 签名查找正确的盘片，抓住它，将它插入待装配车上的正确位置。
专业工业相机是机器人的眼睛。它们扫描机器人要从料斗或传送机上抓取的零件，然后将它连接到其他零件。PatMax 通过制作数字数据表快速记忆几何形状，然后使用图案匹配避免机器人抓取到错误的零件或将零件放到错误的位置。
五个行业的 PatMax 检测
汽车：汽车和卡车有一些最复杂的装配线。这也是机器人处理这么多自动化生产操作的原因。PatMax 可以做基本的图案匹配，例如判断车轮是否有四个或五个扁尾螺栓图案。它也可以执行复杂的功能，例如确保每辆车的内饰套件是正确的，例如轮胎、变速箱、油漆和信息娱乐系统。
康耐视PATMAX 物体定位
消费电子产品：智能手机等设备会将数百个组件塞入非常狭窄的空间。通常，它们采用需要精确对准的分层结构。强大的图案匹配软件可以识别电路板、电池和显示屏上的所有几何形状。掌握了这些模式后，工业机器人可以将所有零件排列起来，涂上粘合剂和涂层，并减少出现人为错误的几率。
康耐视PATMAX 物体定位
食品和饮料：冰淇淋是最美味的例子。PatMax 可以拍摄冰淇淋盒的数字图像，并将它们与相应的成分（坚果、水果、巧克力块等）关联起来。在生产线上，这可确保里面的冰淇淋风味始终与标签上的信息保持一致。相同的概念适用于食品和饮料行业。瓶子形状、盒子标签和主要成分都可以数字化为几何图案，从而保证生产精度并提高效率。
医疗/制药：皮下注射针头上的微小开口要以最佳角度切到精确的尺寸。人工髋关节的组件需要精确贴合。处方中必须包含有说明和注意事项的小册子。每个盒子上的条码都应该在相同的位置。PatMax 可保证生产系统符合这些以及更多参数。核心功能之一是配准（生成使机器人能够对准多个元素的几何形状）。
半导体：集成电路是世界上最精密的制造产品之一。为了保护百万上亿个硅蚀刻微观晶体管的有效性，其制造必须极其小心和精确。PatMax 在 20 多年前便已进入半导体领域。该软件可帮助制造商识别计算机芯片中的结构，并找到确切的切割或装配点。
面向精确工作的精密图案匹配工具
PatMax 工具只是有效的机器视觉系统中的一个组件。要获得最佳性能，必须将它正确地集成到相机、软件和机器人流程构成的系统中。PatMax 非常适合环境光、反光零件和不均匀表面会影响较小系统的苛刻的生产环境。
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