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來做(zuo)測量和判斷。

機器視覺系(xi)(xi)統是一種模仿人類(lei)視覺系(xi)(xi)統工作(zuo)原理(li)(li)的(de)(de)系(xi)(xi)統，通過攝像頭、圖像處理(li)(li)算法和(he)人工智能技術，實現圖像或視頻的(de)(de)識別(bie)、分析和(he)理(li)(li)解。機器視覺系(xi)(xi)統在工業(ye)、醫療(liao)、農業(ye)、交通等(deng)領域有(you)著(zhu)廣泛的(de)(de)應用。

二、機器視覺系統由哪幾部分組成

機器視覺系(xi)統在信息化時(shi)代正扮演著越(yue)(yue)來越(yue)(yue)重要的角色，一般(ban)完(wan)整的機器視覺系(xi)統由(you)以下六個部(bu)分組成：

1、照明（光源）

照(zhao)明是(shi)影響機(ji)器(qi)視覺(jue)系統(tong)輸入的(de)(de)(de)重要(yao)因素(su)。光(guang)(guang)源系統(tong)的(de)(de)(de)設(she)(she)計非常(chang)重要(yao)，它與(yu)輸入數據(ju)直接(jie)相關(guan)，即圖像(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)質量(liang)和(he)(he)應(ying)(ying)用(yong)效果。工程(cheng)(cheng)師需要(yao)首先(xian)確定有效的(de)(de)(de)照(zhao)明條(tiao)件，并根據(ju)用(yong)戶需求(qiu)和(he)(he)產品特(te)性選(xuan)擇相應(ying)(ying)的(de)(de)(de)照(zhao)明設(she)(she)備，以確保在這種(zhong)照(zhao)明條(tiao)件下生成的(de)(de)(de)圖像(xiang)(xiang)可以突出(chu)顯示(shi)用(yong)戶所需的(de)(de)(de)目(mu)標信息特(te)征。光(guang)(guang)源通(tong)常(chang)分為可見光(guang)(guang)源和(he)(he)不可見光(guang)(guang)源。工業上通(tong)常(chang)使用(yong)的(de)(de)(de)可見光(guang)(guang)源是(shi)LED、鹵素(su)燈(deng)、熒光(guang)(guang)燈(deng)等(deng)(deng)。不可見光(guang)(guang)源主(zhu)要(yao)是(shi)近(jin)紅外(wai)光(guang)(guang)、紫外(wai)光(guang)(guang)、X射線等(deng)(deng)。LED光(guang)(guang)源是(shi)一種(zhong)廣泛應(ying)(ying)用(yong)于教學的(de)(de)(de)機(ji)器(qi)視覺(jue)光(guang)(guang)源，具(ju)有高效率、長壽命、防潮、抗(kang)震(zhen)、節能環保的(de)(de)(de)特(te)點(dian)。這是(shi)工程(cheng)(cheng)師在設(she)(she)計照(zhao)明系統(tong)時的(de)(de)(de)選(xuan)擇。不可見光(guang)(guang)源主(zhu)要(yao)用(yong)于滿足某(mou)些(xie)特(te)定需求(qiu)，例如管道焊(han)接(jie)過程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)檢(jian)測，因為不可見光(guang)(guang)的(de)(de)(de)穿(chuan)透只能到達檢(jian)測點(dian)。

2、鏡頭

鏡(jing)(jing)頭是(shi)機器(qi)視(shi)覺系統中(zhong)的重要(yao)組件，其作用是(shi)光學成(cheng)(cheng)像。鏡(jing)(jing)頭的主要(yao)參數(shu)是(shi)焦距(ju)(ju)(ju)、景深、分辨率、工作距(ju)(ju)(ju)離和視(shi)場。景深是(shi)指(zhi)鏡(jing)(jing)頭可以(yi)(yi)獲(huo)取圖像時(shi)，被攝(she)物(wu)體與(yu)焦點(dian)前后(hou)之間(jian)的距(ju)(ju)(ju)離范圍(wei)。視(shi)場表示(shi)攝(she)像機可以(yi)(yi)觀察到的范圍(wei)，通常(chang)以(yi)(yi)角(jiao)度表示(shi)。一(yi)般(ban)來說，視(shi)野(ye)越(yue)大，觀察范圍(wei)越(yue)大。工作距(ju)(ju)(ju)離是(shi)指(zhi)鏡(jing)(jing)頭與(yu)被攝(she)物(wu)體之間(jian)的距(ju)(ju)(ju)離。工作距(ju)(ju)(ju)離越(yue)長，成(cheng)(cheng)本越(yue)高。在(zai)設計機器(qi)視(shi)覺系統時(shi)，請選擇參數(shu)符合用戶需求的鏡(jing)(jing)頭。

3、工業相機

在機(ji)(ji)(ji)器(qi)視覺系(xi)統中(zhong)，工(gong)(gong)業(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)必不可(ke)(ke)(ke)少。它們就(jiu)像人的(de)眼(yan)睛(jing)，用于(yu)(yu)捕獲圖(tu)像。工(gong)(gong)業(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)根據感(gan)光(guang)(guang)器(qi)的(de)不同可(ke)(ke)(ke)分(fen)(fen)為(wei)：CCD相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)和(he)CMOS相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)。CCD照相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)的(de)成本較高，在機(ji)(ji)(ji)器(qi)視覺系(xi)統中(zhong)，工(gong)(gong)業(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)必不可(ke)(ke)(ke)少。它們就(jiu)像人的(de)眼(yan)睛(jing)，用于(yu)(yu)捕獲圖(tu)像。工(gong)(gong)業(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)根據感(gan)光(guang)(guang)器(qi)的(de)不同可(ke)(ke)(ke)分(fen)(fen)為(wei)：CCD相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)和(he)CMOS相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)。CCD照相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)的(de)成本較高，但成像質量(liang)，成像透明度和(he)色彩豐富度比CMOS照相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)要好得(de)多。CCD攝像機(ji)(ji)(ji)根據其使(shi)用的(de)CCD感(gan)光(guang)(guang)元件可(ke)(ke)(ke)以分(fen)(fen)為(wei)線陣(zhen)(zhen)式和(he)面陣(zhen)(zhen)式兩種。線陣(zhen)(zhen)式CCD相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)采用“線”的(de)形式，并且圖(tu)像信息只能以行為(wei)為(wei)單位進行處理，分(fen)(fen)辨(bian)率高、速度快。它主要用于(yu)(yu)工(gong)(gong)業(ye)，醫療，科研等領(ling)域相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)配套的(de)機(ji)(ji)(ji)器(qi)視覺系(xi)統上(shang)。面陣(zhen)(zhen)式相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)可(ke)(ke)(ke)以一次獲取整個圖(tu)像的(de)信息，價格(ge)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對便宜。

4、圖像采集單元

圖像采(cai)集單(dan)元中的重(zhong)要因素是圖像采(cai)集卡，它是圖像采(cai)集單(dan)元和(he)圖像處理(li)單(dan)元之間的接口。它用于數(shu)字化獲取的圖像，并將(jiang)其輸入并存儲在計算機中。

5、圖像處理單元

包(bao)含大量圖像處理算法(fa)。采集圖像后，使(shi)用這些(xie)算法(fa)處理數字(zi)圖像，進行分析和計(ji)算，然(ran)后輸出(chu)結果。

6、執行器和人機界面

完成(cheng)圖像采集和處理工作后，需要輸出圖像處理結(jie)(jie)果(guo)，并進行與結(jie)(jie)果(guo)相匹(pi)配的操作，例如(ru)剔除不良品，報警等，并通過人(ren)機界面顯示生(sheng)產信(xin)息(xi)。

三、機器視覺的工作原理是什么

機(ji)器視覺的原理很(hen)簡單(dan)：

機器(qi)視覺檢測系(xi)統(tong)(tong)采(cai)用CCD照相機將被(bei)檢測的目(mu)標轉(zhuan)換成圖像信(xin)(xin)號(hao)，傳送給專用的圖像處(chu)理(li)系(xi)統(tong)(tong)，根(gen)據(ju)(ju)像素分布和(he)亮度(du)(du)、顏色等信(xin)(xin)息，轉(zhuan)變成數(shu)字化信(xin)(xin)號(hao)，圖像處(chu)理(li)系(xi)統(tong)(tong)對(dui)這些信(xin)(xin)號(hao)進行(xing)各種運(yun)算來抽取目(mu)標的特征，如(ru)面(mian)積、數(shu)量、位置、長度(du)(du)，再根(gen)據(ju)(ju)預設的允許(xu)度(du)(du)和(he)其他條件(jian)輸出結果，包括尺(chi)寸、角度(du)(du)、個數(shu)、合(he)格(ge)/不(bu)合(he)格(ge)、有/無等，實(shi)現自(zi)動識(shi)別(bie)功能，并根(gen)據(ju)(ju)判別(bie)結果指導設備執行(xing)相應的動作(zuo)。

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)批量工(gong)業生(sheng)產(chan)過程中，用人工(gong)視覺(jue)檢(jian)查產(chan)品質量效(xiao)(xiao)率低(di)且精度不高(gao)(gao)，用機器視覺(jue)檢(jian)測方法可以大(da)大(da)提高(gao)(gao)生(sheng)產(chan)效(xiao)(xiao)率和生(sheng)產(chan)的(de)自動(dong)化程度。

而且機(ji)器視覺易于實現信(xin)息(xi)集(ji)成(cheng)，是實現計算機(ji)集(ji)成(cheng)制造的基礎(chu)技(ji)術。