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(yong)機器代(dai)替人(ren)眼來做測量和(he)判斷。

機器視(shi)覺系統(tong)是一種模(mo)仿人類視(shi)覺系統(tong)工作原理(li)的(de)(de)系統(tong)，通過(guo)攝像頭、圖像處理(li)算法和人工智能技術，實(shi)現圖像或視(shi)頻的(de)(de)識別、分析和理(li)解。機器視(shi)覺系統(tong)在(zai)工業(ye)(ye)、醫療、農(nong)業(ye)(ye)、交通等領域有著(zhu)廣(guang)泛(fan)的(de)(de)應(ying)用。

二、機器視覺系統由哪幾部分組成

機器視(shi)覺系(xi)統在信息化時代正扮演著(zhu)越(yue)來越(yue)重要(yao)的(de)(de)角色，一(yi)般完整的(de)(de)機器視(shi)覺系(xi)統由以下(xia)六個部分組成(cheng)：

1、照明（光源）

照(zhao)明(ming)是(shi)(shi)影(ying)響(xiang)機器(qi)視覺系(xi)統(tong)輸入的(de)(de)重要(yao)(yao)因(yin)素。光源(yuan)系(xi)統(tong)的(de)(de)設計(ji)非(fei)常(chang)重要(yao)(yao)，它(ta)與輸入數據直(zhi)接相(xiang)關，即圖像的(de)(de)質量和(he)應(ying)用(yong)(yong)效(xiao)果。工(gong)程(cheng)(cheng)師需(xu)要(yao)(yao)首(shou)先確(que)定(ding)有(you)(you)效(xiao)的(de)(de)照(zhao)明(ming)條件(jian)，并根據用(yong)(yong)戶需(xu)求(qiu)和(he)產品特(te)(te)性選擇相(xiang)應(ying)的(de)(de)照(zhao)明(ming)設備(bei)，以(yi)確(que)保在(zai)這(zhe)種照(zhao)明(ming)條件(jian)下生成(cheng)的(de)(de)圖像可(ke)(ke)以(yi)突出顯示(shi)用(yong)(yong)戶所需(xu)的(de)(de)目標(biao)信(xin)息特(te)(te)征。光源(yuan)通常(chang)分為可(ke)(ke)見(jian)光源(yuan)和(he)不可(ke)(ke)見(jian)光源(yuan)。工(gong)業上通常(chang)使用(yong)(yong)的(de)(de)可(ke)(ke)見(jian)光源(yuan)是(shi)(shi)LED、鹵素燈(deng)、熒光燈(deng)等。不可(ke)(ke)見(jian)光源(yuan)主要(yao)(yao)是(shi)(shi)近紅(hong)外(wai)光、紫外(wai)光、X射線等。LED光源(yuan)是(shi)(shi)一種廣(guang)泛應(ying)用(yong)(yong)于教(jiao)學的(de)(de)機器(qi)視覺光源(yuan)，具有(you)(you)高效(xiao)率、長(chang)壽命(ming)、防潮、抗震、節能環(huan)保的(de)(de)特(te)(te)點(dian)。這(zhe)是(shi)(shi)工(gong)程(cheng)(cheng)師在(zai)設計(ji)照(zhao)明(ming)系(xi)統(tong)時的(de)(de)選擇。不可(ke)(ke)見(jian)光源(yuan)主要(yao)(yao)用(yong)(yong)于滿(man)足(zu)某些特(te)(te)定(ding)需(xu)求(qiu)，例如管道焊接過(guo)程(cheng)(cheng)的(de)(de)檢測，因(yin)為不可(ke)(ke)見(jian)光的(de)(de)穿透只能到(dao)達檢測點(dian)。

2、鏡頭

鏡頭是機器(qi)視覺系統中的(de)重要組件(jian)，其作(zuo)(zuo)用(yong)是光學成像。鏡頭的(de)主要參數(shu)是焦距、景深(shen)、分(fen)辨率、工作(zuo)(zuo)距離和(he)視場。景深(shen)是指鏡頭可以(yi)(yi)獲取(qu)圖像時(shi)，被攝物體與(yu)焦點前后之間(jian)的(de)距離范圍。視場表(biao)(biao)示(shi)攝像機可以(yi)(yi)觀察到的(de)范圍，通常以(yi)(yi)角度(du)表(biao)(biao)示(shi)。一(yi)般來說(shuo)，視野越(yue)(yue)大(da)，觀察范圍越(yue)(yue)大(da)。工作(zuo)(zuo)距離是指鏡頭與(yu)被攝物體之間(jian)的(de)距離。工作(zuo)(zuo)距離越(yue)(yue)長，成本越(yue)(yue)高。在設(she)計機器(qi)視覺系統時(shi)，請選擇參數(shu)符(fu)合用(yong)戶(hu)需求的(de)鏡頭。

3、工業相機

在(zai)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)視覺(jue)系(xi)(xi)統(tong)中，工(gong)業(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)必不可(ke)少。它們就(jiu)像(xiang)(xiang)人(ren)的(de)(de)(de)眼睛，用于捕獲圖(tu)像(xiang)(xiang)。工(gong)業(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)根據感(gan)光器(qi)(qi)的(de)(de)(de)不同可(ke)分(fen)為(wei)：CCD相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)和CMOS相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)。CCD照相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)成(cheng)本較高，在(zai)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)視覺(jue)系(xi)(xi)統(tong)中，工(gong)業(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)必不可(ke)少。它們就(jiu)像(xiang)(xiang)人(ren)的(de)(de)(de)眼睛，用于捕獲圖(tu)像(xiang)(xiang)。工(gong)業(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)根據感(gan)光器(qi)(qi)的(de)(de)(de)不同可(ke)分(fen)為(wei)：CCD相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)和CMOS相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)。CCD照相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)成(cheng)本較高，但成(cheng)像(xiang)(xiang)質量，成(cheng)像(xiang)(xiang)透明度和色彩(cai)豐富度比CMOS照相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)要(yao)好(hao)得多(duo)。CCD攝像(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)根據其(qi)使用的(de)(de)(de)CCD感(gan)光元件可(ke)以分(fen)為(wei)線(xian)陣(zhen)(zhen)式(shi)(shi)和面陣(zhen)(zhen)式(shi)(shi)兩種。線(xian)陣(zhen)(zhen)式(shi)(shi)CCD相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)采用“線(xian)”的(de)(de)(de)形式(shi)(shi)，并且圖(tu)像(xiang)(xiang)信(xin)息只(zhi)能以行為(wei)為(wei)單位(wei)進行處(chu)理，分(fen)辨率(lv)高、速(su)度快。它主要(yao)用于工(gong)業(ye)，醫療(liao)，科研等領域相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)配套的(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)視覺(jue)系(xi)(xi)統(tong)上。面陣(zhen)(zhen)式(shi)(shi)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)可(ke)以一次獲取整個圖(tu)像(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)信(xin)息，價格相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對便宜。

4、圖像采集單元

圖(tu)像(xiang)采集單(dan)元中(zhong)(zhong)的(de)(de)重要因素是圖(tu)像(xiang)采集卡，它是圖(tu)像(xiang)采集單(dan)元和圖(tu)像(xiang)處理單(dan)元之間的(de)(de)接口。它用于數字化獲取(qu)的(de)(de)圖(tu)像(xiang)，并(bing)將其輸(shu)入并(bing)存(cun)儲在計算機中(zhong)(zhong)。

5、圖像處理單元

包含(han)大量圖(tu)(tu)像處(chu)理算(suan)法(fa)。采(cai)集圖(tu)(tu)像后，使(shi)用(yong)這些算(suan)法(fa)處(chu)理數字圖(tu)(tu)像，進行分析和計算(suan)，然(ran)后輸出結(jie)果。

6、執行器和人機界面

完成圖(tu)像采集和處理(li)(li)工作后(hou)，需要輸出圖(tu)像處理(li)(li)結果，并進行與結果相匹配的(de)操(cao)作，例(li)如(ru)剔除不(bu)良(liang)品，報(bao)警等，并通(tong)過人機界面(mian)顯(xian)示生(sheng)產信息。

三、機器視覺的工作原理是什么

機(ji)器視覺的原理很簡單：

機(ji)器視覺檢測系統采用(yong)CCD照(zhao)相機(ji)將被(bei)檢測的目(mu)標轉(zhuan)換成(cheng)圖(tu)像信(xin)(xin)號(hao)(hao)，傳送給專用(yong)的圖(tu)像處(chu)理(li)系統，根據像素分布和(he)亮度(du)、顏色等信(xin)(xin)息，轉(zhuan)變成(cheng)數字(zi)化信(xin)(xin)號(hao)(hao)，圖(tu)像處(chu)理(li)系統對這(zhe)些信(xin)(xin)號(hao)(hao)進行各種運(yun)算來抽取目(mu)標的特(te)征，如面(mian)積(ji)、數量(liang)、位(wei)置、長度(du)，再根據預(yu)設的允許度(du)和(he)其他條件輸(shu)出(chu)結果(guo)，包(bao)括尺(chi)寸(cun)、角度(du)、個數、合格/不合格、有/無(wu)等，實現(xian)自動識別功(gong)能，并根據判別結果(guo)指導(dao)設備執行相應的動作。

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。

同時在大(da)批量(liang)工業(ye)生產(chan)過程(cheng)中(zhong)，用人(ren)工視覺檢(jian)查(cha)產(chan)品(pin)質量(liang)效率低且精度不高，用機器(qi)視覺檢(jian)測方法可以(yi)大(da)大(da)提高生產(chan)效率和生產(chan)的自動化程(cheng)度。

而且機器(qi)視覺易于實(shi)現(xian)信息集(ji)成，是實(shi)現(xian)計算(suan)機集(ji)成制造的基礎技術(shu)。