一、什么是機器視覺系統

視覺是人類觀察和認知世界的重要手段，隨著信息技術的發展，人類逐漸把這種技能賦予計算機、機器人或者其他智能機器，這就是我們今天所要提到的機器視覺技術，機器視覺就是用機器代替人眼(yan)來做測量和(he)判斷。

機器視(shi)覺(jue)系(xi)統(tong)是一(yi)種模仿人類視(shi)覺(jue)系(xi)統(tong)工作原理的系(xi)統(tong)，通過攝像頭、圖(tu)像處理算法和人工智(zhi)能技術，實現圖(tu)像或(huo)視(shi)頻的識(shi)別(bie)、分析和理解(jie)。機器視(shi)覺(jue)系(xi)統(tong)在工業、醫療(liao)、農(nong)業、交通等領域有著廣泛的應用。

二、機器視覺系統由哪幾部分組成

機器視覺系統(tong)在信息化時代正扮演著越來越重要的角色，一般完整的機器視覺系統(tong)由以下(xia)六個(ge)部分組成(cheng)：

1、照明（光源）

照明是影響機(ji)器視(shi)覺系統(tong)輸入的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要因素(su)。光(guang)源系統(tong)的(de)(de)(de)(de)設計非常重(zhong)要，它與輸入數據(ju)直接相(xiang)關，即圖像的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量和應用(yong)效(xiao)果。工(gong)程師(shi)需要首(shou)先確定(ding)有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)照明條(tiao)件，并根(gen)據(ju)用(yong)戶需求和產品特性選擇相(xiang)應的(de)(de)(de)(de)照明設備，以確保在(zai)這(zhe)種照明條(tiao)件下生成的(de)(de)(de)(de)圖像可以突(tu)出顯示(shi)用(yong)戶所(suo)需的(de)(de)(de)(de)目標信息特征。光(guang)源通常分(fen)為可見(jian)光(guang)源和不可見(jian)光(guang)源。工(gong)業(ye)上通常使用(yong)的(de)(de)(de)(de)可見(jian)光(guang)源是LED、鹵素(su)燈(deng)、熒(ying)光(guang)燈(deng)等。不可見(jian)光(guang)源主要是近紅外(wai)光(guang)、紫外(wai)光(guang)、X射線等。LED光(guang)源是一種廣泛應用(yong)于(yu)教學(xue)的(de)(de)(de)(de)機(ji)器視(shi)覺光(guang)源，具有(you)高效(xiao)率、長壽命(ming)、防潮、抗震、節能環保的(de)(de)(de)(de)特點。這(zhe)是工(gong)程師(shi)在(zai)設計照明系統(tong)時的(de)(de)(de)(de)選擇。不可見(jian)光(guang)源主要用(yong)于(yu)滿足某些特定(ding)需求，例如管道焊(han)接過(guo)程的(de)(de)(de)(de)檢測(ce)，因為不可見(jian)光(guang)的(de)(de)(de)(de)穿透只能到達檢測(ce)點。

2、鏡頭

鏡(jing)頭是機器(qi)視覺系統中(zhong)的重(zhong)要(yao)組件，其作(zuo)用是光學成像(xiang)。鏡(jing)頭的主要(yao)參數(shu)是焦(jiao)距、景深、分辨率、工(gong)作(zuo)距離(li)(li)和視場。景深是指鏡(jing)頭可以獲取圖(tu)像(xiang)時，被攝(she)物(wu)體(ti)與焦(jiao)點前后之間的距離(li)(li)范(fan)圍(wei)。視場表示攝(she)像(xiang)機可以觀(guan)察(cha)到的范(fan)圍(wei)，通常以角度表示。一般來(lai)說(shuo)，視野越(yue)大，觀(guan)察(cha)范(fan)圍(wei)越(yue)大。工(gong)作(zuo)距離(li)(li)是指鏡(jing)頭與被攝(she)物(wu)體(ti)之間的距離(li)(li)。工(gong)作(zuo)距離(li)(li)越(yue)長，成本越(yue)高。在設計機器(qi)視覺系統時，請(qing)選擇參數(shu)符合用戶(hu)需求(qiu)的鏡(jing)頭。

3、工業相機

在機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器視(shi)(shi)覺系(xi)統(tong)中(zhong)，工(gong)業(ye)(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)必(bi)不(bu)(bu)可少。它(ta)們就像(xiang)(xiang)(xiang)人的眼(yan)睛，用于捕獲(huo)(huo)圖像(xiang)(xiang)(xiang)。工(gong)業(ye)(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)根(gen)據感光(guang)器的不(bu)(bu)同可分為(wei)(wei)(wei)：CCD相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)和CMOS相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)。CCD照相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的成本(ben)較高，在機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器視(shi)(shi)覺系(xi)統(tong)中(zhong)，工(gong)業(ye)(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)必(bi)不(bu)(bu)可少。它(ta)們就像(xiang)(xiang)(xiang)人的眼(yan)睛，用于捕獲(huo)(huo)圖像(xiang)(xiang)(xiang)。工(gong)業(ye)(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)根(gen)據感光(guang)器的不(bu)(bu)同可分為(wei)(wei)(wei)：CCD相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)和CMOS相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)。CCD照相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的成本(ben)較高，但成像(xiang)(xiang)(xiang)質量，成像(xiang)(xiang)(xiang)透明度(du)(du)和色彩豐富度(du)(du)比CMOS照相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)要好得多。CCD攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)根(gen)據其使(shi)用的CCD感光(guang)元(yuan)件可以分為(wei)(wei)(wei)線(xian)陣式(shi)和面陣式(shi)兩種。線(xian)陣式(shi)CCD相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)采(cai)用“線(xian)”的形式(shi)，并(bing)且(qie)圖像(xiang)(xiang)(xiang)信息只能以行(xing)為(wei)(wei)(wei)為(wei)(wei)(wei)單位進行(xing)處理，分辨率高、速(su)度(du)(du)快。它(ta)主(zhu)要用于工(gong)業(ye)(ye)，醫(yi)療，科研(yan)等領域相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)配(pei)套的機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器視(shi)(shi)覺系(xi)統(tong)上(shang)。面陣式(shi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)可以一次(ci)獲(huo)(huo)取整個圖像(xiang)(xiang)(xiang)的信息，價格相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對便宜。

4、圖像采集單元

圖(tu)像(xiang)采(cai)集(ji)單(dan)(dan)元中(zhong)的(de)重要因素是圖(tu)像(xiang)采(cai)集(ji)卡，它是圖(tu)像(xiang)采(cai)集(ji)單(dan)(dan)元和(he)圖(tu)像(xiang)處理單(dan)(dan)元之(zhi)間的(de)接口。它用于數字化獲取的(de)圖(tu)像(xiang)，并(bing)將其輸(shu)入并(bing)存(cun)儲在計(ji)算機中(zhong)。

5、圖像處理單元

包含大量圖像處(chu)理算(suan)法。采(cai)集圖像后，使用這些(xie)算(suan)法處(chu)理數字圖像，進行分(fen)析和計算(suan)，然后輸出(chu)結果。

6、執行器和人機界面

完(wan)成圖(tu)(tu)像采集和處理工(gong)作后，需要輸出圖(tu)(tu)像處理結果，并進行與結果相(xiang)匹(pi)配的操(cao)作，例(li)如剔除不良品，報警等，并通過(guo)人(ren)機界面顯示生產信息(xi)。

三、機器視覺的工作原理是什么

機器視覺(jue)的原(yuan)理(li)很簡單：

機(ji)(ji)器視覺檢測系統(tong)采用CCD照相機(ji)(ji)將被檢測的目(mu)標轉換(huan)成圖像(xiang)信號，傳(chuan)送給專用的圖像(xiang)處理系統(tong)，根據(ju)像(xiang)素分布和(he)亮度(du)、顏色等信息，轉變成數(shu)(shu)字(zi)化信號，圖像(xiang)處理系統(tong)對這些信號進(jin)行(xing)各種運算來抽(chou)取目(mu)標的特征，如(ru)面積、數(shu)(shu)量、位置、長度(du)，再根據(ju)預設(she)的允許度(du)和(he)其他條(tiao)件輸(shu)出結果，包括尺(chi)寸、角度(du)、個(ge)數(shu)(shu)、合格(ge)/不合格(ge)、有/無等，實(shi)現自(zi)動識別(bie)功能，并根據(ju)判(pan)別(bie)結果指導設(she)備執行(xing)相應的動作。

四、機器視覺系統有哪些特點

機器視覺系統的特點是提高生產的柔性和自動化程度。在一些不適合于人工作業的危險工作環境或人工視覺難以滿足要求的場合，常用機器視覺來替代人工視覺。

同時(shi)在(zai)大(da)批量(liang)工(gong)業生產(chan)過程中，用人工(gong)視覺檢查(cha)產(chan)品質量(liang)效率(lv)低且精度(du)不(bu)高(gao)，用機器視覺檢測(ce)方法可以大(da)大(da)提(ti)高(gao)生產(chan)效率(lv)和生產(chan)的自動化(hua)程度(du)。

而且機(ji)器視覺易于(yu)實現信息集(ji)成，是實現計算機(ji)集(ji)成制造(zao)的基礎(chu)技(ji)術。