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(shi)用機(ji)器代替(ti)人(ren)眼來做測(ce)量和(he)判斷。

機器視(shi)覺系(xi)(xi)統是一種模仿人類視(shi)覺系(xi)(xi)統工(gong)作原理(li)的系(xi)(xi)統，通過攝像頭、圖(tu)像處理(li)算法和人工(gong)智(zhi)能技術，實現圖(tu)像或視(shi)頻的識別、分(fen)析和理(li)解。機器視(shi)覺系(xi)(xi)統在工(gong)業、醫療、農業、交通等領域有著廣(guang)泛的應用(yong)。

二、機器視覺系統由哪幾部分組成

機器視覺(jue)系統在信息(xi)化時(shi)代正扮(ban)演(yan)著越來越重要的角色(se)，一般完整的機器視覺(jue)系統由以(yi)下六個部分(fen)組成：

1、照明（光源）

照明(ming)(ming)(ming)(ming)是(shi)(shi)影(ying)響機器視(shi)覺系(xi)統輸入的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)因(yin)素。光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)計非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)，它與輸入數(shu)據直接相關，即圖像(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)質量和(he)應用(yong)(yong)(yong)效果。工(gong)程師(shi)(shi)需(xu)(xu)要(yao)首先確定有效的(de)(de)(de)(de)照明(ming)(ming)(ming)(ming)條(tiao)件，并根據用(yong)(yong)(yong)戶需(xu)(xu)求和(he)產品特(te)性選擇相應的(de)(de)(de)(de)照明(ming)(ming)(ming)(ming)設(she)(she)備，以確保(bao)(bao)在這(zhe)種照明(ming)(ming)(ming)(ming)條(tiao)件下生成的(de)(de)(de)(de)圖像(xiang)(xiang)可(ke)(ke)以突出顯示用(yong)(yong)(yong)戶所(suo)需(xu)(xu)的(de)(de)(de)(de)目標信(xin)息特(te)征。光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)通(tong)常(chang)分(fen)為(wei)可(ke)(ke)見(jian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)和(he)不(bu)可(ke)(ke)見(jian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)。工(gong)業上通(tong)常(chang)使用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)可(ke)(ke)見(jian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)是(shi)(shi)LED、鹵素燈(deng)、熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)燈(deng)等。不(bu)可(ke)(ke)見(jian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)主(zhu)要(yao)是(shi)(shi)近紅外(wai)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)、紫外(wai)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)、X射(she)線等。LED光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)是(shi)(shi)一種廣泛應用(yong)(yong)(yong)于教(jiao)學的(de)(de)(de)(de)機器視(shi)覺光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)，具有高效率、長壽命、防潮、抗震、節能環保(bao)(bao)的(de)(de)(de)(de)特(te)點(dian)。這(zhe)是(shi)(shi)工(gong)程師(shi)(shi)在設(she)(she)計照明(ming)(ming)(ming)(ming)系(xi)統時的(de)(de)(de)(de)選擇。不(bu)可(ke)(ke)見(jian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)主(zhu)要(yao)用(yong)(yong)(yong)于滿(man)足某些特(te)定需(xu)(xu)求，例(li)如(ru)管道焊(han)接過程的(de)(de)(de)(de)檢(jian)測(ce)，因(yin)為(wei)不(bu)可(ke)(ke)見(jian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)穿透(tou)只能到(dao)達檢(jian)測(ce)點(dian)。

2、鏡頭

鏡(jing)頭是(shi)機器視(shi)覺(jue)系(xi)統中的(de)(de)重(zhong)要(yao)(yao)組件(jian)，其(qi)作(zuo)用(yong)是(shi)光學成像(xiang)。鏡(jing)頭的(de)(de)主(zhu)要(yao)(yao)參(can)數(shu)是(shi)焦(jiao)距(ju)(ju)、景深、分辨率、工(gong)(gong)作(zuo)距(ju)(ju)離和(he)視(shi)場。景深是(shi)指鏡(jing)頭可(ke)以獲取圖像(xiang)時，被攝物體與(yu)焦(jiao)點前(qian)后之間的(de)(de)距(ju)(ju)離范圍。視(shi)場表(biao)示(shi)攝像(xiang)機可(ke)以觀察(cha)到(dao)的(de)(de)范圍，通常以角度(du)表(biao)示(shi)。一般來說，視(shi)野(ye)越大，觀察(cha)范圍越大。工(gong)(gong)作(zuo)距(ju)(ju)離是(shi)指鏡(jing)頭與(yu)被攝物體之間的(de)(de)距(ju)(ju)離。工(gong)(gong)作(zuo)距(ju)(ju)離越長，成本越高。在設計機器視(shi)覺(jue)系(xi)統時，請選(xuan)擇參(can)數(shu)符合(he)用(yong)戶需求的(de)(de)鏡(jing)頭。

3、工業相機

在機(ji)(ji)器視覺系統中(zhong)，工業(ye)(ye)相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)必不可少。它們就像(xiang)(xiang)人的(de)(de)眼睛，用于(yu)捕獲圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)。工業(ye)(ye)相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)根據感光器的(de)(de)不同可分為(wei)：CCD相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)和(he)(he)(he)(he)CMOS相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)。CCD照相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)的(de)(de)成(cheng)本較高，在機(ji)(ji)器視覺系統中(zhong)，工業(ye)(ye)相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)必不可少。它們就像(xiang)(xiang)人的(de)(de)眼睛，用于(yu)捕獲圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)。工業(ye)(ye)相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)根據感光器的(de)(de)不同可分為(wei)：CCD相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)和(he)(he)(he)(he)CMOS相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)。CCD照相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)的(de)(de)成(cheng)本較高，但成(cheng)像(xiang)(xiang)質(zhi)量(liang)，成(cheng)像(xiang)(xiang)透明度和(he)(he)(he)(he)色彩(cai)豐富(fu)度比CMOS照相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)要好(hao)得多。CCD攝像(xiang)(xiang)機(ji)(ji)根據其使用的(de)(de)CCD感光元件可以(yi)分為(wei)線陣式(shi)和(he)(he)(he)(he)面陣式(shi)兩(liang)種。線陣式(shi)CCD相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)采用“線”的(de)(de)形式(shi)，并且圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)信(xin)息(xi)只能以(yi)行為(wei)為(wei)單位進行處理(li)，分辨率高、速(su)度快(kuai)。它主要用于(yu)工業(ye)(ye)，醫療，科研等領(ling)域(yu)相(xiang)(xiang)配套的(de)(de)機(ji)(ji)器視覺系統上。面陣式(shi)相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)可以(yi)一(yi)次獲取整個(ge)圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)的(de)(de)信(xin)息(xi)，價格(ge)相(xiang)(xiang)對便(bian)宜。

4、圖像采集單元

圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)采集單(dan)元中的重要因素(su)是圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)采集卡，它是圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)采集單(dan)元和圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)處(chu)理單(dan)元之間的接口(kou)。它用(yong)于數(shu)字化獲(huo)取的圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)，并將其輸入并存儲在計(ji)算(suan)機中。

5、圖像處理單元

包含大量圖(tu)像(xiang)(xiang)處理算(suan)法。采(cai)集圖(tu)像(xiang)(xiang)后，使用這些算(suan)法處理數字圖(tu)像(xiang)(xiang)，進行分析和(he)計(ji)算(suan)，然后輸(shu)出結(jie)果。

6、執行器和人機界面

完(wan)成圖像(xiang)采集和(he)處(chu)理工作(zuo)(zuo)后，需(xu)要輸(shu)出圖像(xiang)處(chu)理結果(guo)，并進行與結果(guo)相匹配的操作(zuo)(zuo)，例(li)如剔除不良(liang)品，報警(jing)等(deng)，并通過(guo)人機界面顯(xian)示生產信息。

三、機器視覺的工作原理是什么

機器視覺的原理很簡單：

機器視(shi)覺檢測系統采用(yong)CCD照相機將被檢測的(de)(de)目標(biao)(biao)轉(zhuan)換成(cheng)圖像(xiang)信(xin)號，傳送給專用(yong)的(de)(de)圖像(xiang)處理(li)系統，根(gen)據像(xiang)素分布和(he)亮度(du)、顏色等(deng)信(xin)息，轉(zhuan)變成(cheng)數字化信(xin)號，圖像(xiang)處理(li)系統對這些信(xin)號進行各種(zhong)運(yun)算(suan)來抽取目標(biao)(biao)的(de)(de)特征，如面積(ji)、數量、位(wei)置、長度(du)，再根(gen)據預設的(de)(de)允許度(du)和(he)其他(ta)條件(jian)輸(shu)出結果，包(bao)括尺寸、角度(du)、個數、合格/不合格、有/無等(deng)，實現自動識(shi)別功能，并(bing)根(gen)據判別結果指導設備執行相應的(de)(de)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。

同時在大(da)(da)批量工(gong)業生產過程中，用(yong)人工(gong)視覺檢查產品質量效率(lv)低且精(jing)度不高，用(yong)機器視覺檢測方(fang)法可以大(da)(da)大(da)(da)提高生產效率(lv)和生產的自動(dong)化程度。

而且(qie)機器視覺(jue)易于實(shi)現(xian)(xian)信息集成(cheng)，是(shi)實(shi)現(xian)(xian)計算機集成(cheng)制造的基礎技術(shu)。