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(jiu)是用機器代(dai)替人眼來做測量和判斷。

機(ji)器視覺系統是一種模仿人(ren)(ren)類視覺系統工(gong)作原理的系統，通過攝像(xiang)頭、圖像(xiang)處理算(suan)法和人(ren)(ren)工(gong)智能(neng)技術，實現(xian)圖像(xiang)或視頻的識別、分(fen)析和理解(jie)。機(ji)器視覺系統在工(gong)業(ye)、醫療、農(nong)業(ye)、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(xi)統在信(xin)息化時代正扮演著越來越重(zhong)要的角色(se)，一(yi)般完(wan)整的機器視覺系(xi)統由(you)以下六個部分(fen)組成：

1、照明（光源）

照(zhao)明(ming)是影響(xiang)機器(qi)視覺系(xi)(xi)統輸入的(de)(de)(de)重要(yao)(yao)因素。光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)設(she)計非常重要(yao)(yao)，它與輸入數據直接(jie)相關，即(ji)圖像的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)和應用(yong)(yong)效果。工(gong)程師需要(yao)(yao)首(shou)先確定(ding)有效的(de)(de)(de)照(zhao)明(ming)條件，并根據用(yong)(yong)戶需求(qiu)和產品(pin)特性選擇相應的(de)(de)(de)照(zhao)明(ming)設(she)備，以(yi)確保在這種照(zhao)明(ming)條件下(xia)生成的(de)(de)(de)圖像可(ke)以(yi)突出顯示用(yong)(yong)戶所需的(de)(de)(de)目(mu)標(biao)信息(xi)特征。光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)通常分(fen)為(wei)可(ke)見(jian)光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)和不(bu)可(ke)見(jian)光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)。工(gong)業(ye)上通常使用(yong)(yong)的(de)(de)(de)可(ke)見(jian)光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)是LED、鹵素燈、熒光(guang)(guang)(guang)(guang)燈等。不(bu)可(ke)見(jian)光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)主(zhu)要(yao)(yao)是近紅外(wai)光(guang)(guang)(guang)(guang)、紫外(wai)光(guang)(guang)(guang)(guang)、X射線等。LED光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)是一種廣泛應用(yong)(yong)于教學的(de)(de)(de)機器(qi)視覺光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)，具(ju)有高效率、長(chang)壽命、防(fang)潮、抗(kang)震(zhen)、節(jie)能(neng)環保的(de)(de)(de)特點。這是工(gong)程師在設(she)計照(zhao)明(ming)系(xi)(xi)統時的(de)(de)(de)選擇。不(bu)可(ke)見(jian)光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)主(zhu)要(yao)(yao)用(yong)(yong)于滿足某些特定(ding)需求(qiu)，例(li)如(ru)管道焊接(jie)過(guo)程的(de)(de)(de)檢測(ce)，因為(wei)不(bu)可(ke)見(jian)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)穿透只能(neng)到達檢測(ce)點。

2、鏡頭

鏡頭是(shi)(shi)機(ji)器視覺(jue)系統中的(de)(de)重要(yao)組件，其作(zuo)用是(shi)(shi)光學成(cheng)像(xiang)。鏡頭的(de)(de)主要(yao)參數是(shi)(shi)焦(jiao)距(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)、景深、分(fen)辨率、工作(zuo)距(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)離(li)(li)(li)和視場。景深是(shi)(shi)指鏡頭可以(yi)獲取圖像(xiang)時，被攝(she)物體與焦(jiao)點前后之間的(de)(de)距(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)離(li)(li)(li)范圍。視場表示攝(she)像(xiang)機(ji)可以(yi)觀(guan)察到的(de)(de)范圍，通常以(yi)角(jiao)度表示。一般來說，視野(ye)越(yue)(yue)大，觀(guan)察范圍越(yue)(yue)大。工作(zuo)距(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)離(li)(li)(li)是(shi)(shi)指鏡頭與被攝(she)物體之間的(de)(de)距(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)離(li)(li)(li)。工作(zuo)距(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)離(li)(li)(li)越(yue)(yue)長，成(cheng)本越(yue)(yue)高。在設(she)計機(ji)器視覺(jue)系統時，請選(xuan)擇參數符合用戶需求的(de)(de)鏡頭。

3、工業相機

在機(ji)(ji)器(qi)視覺(jue)(jue)系統中(zhong)，工業(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)必不(bu)可少。它們就像(xiang)人的眼(yan)睛(jing)，用(yong)于捕獲圖(tu)像(xiang)。工業(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)根據(ju)感(gan)光(guang)器(qi)的不(bu)同可分為：CCD相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)和(he)CMOS相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)。CCD照(zhao)(zhao)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)的成(cheng)(cheng)本較(jiao)高(gao)，在機(ji)(ji)器(qi)視覺(jue)(jue)系統中(zhong)，工業(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)必不(bu)可少。它們就像(xiang)人的眼(yan)睛(jing)，用(yong)于捕獲圖(tu)像(xiang)。工業(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)根據(ju)感(gan)光(guang)器(qi)的不(bu)同可分為：CCD相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)和(he)CMOS相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)。CCD照(zhao)(zhao)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)的成(cheng)(cheng)本較(jiao)高(gao)，但成(cheng)(cheng)像(xiang)質量，成(cheng)(cheng)像(xiang)透明度和(he)色(se)彩豐(feng)富(fu)度比CMOS照(zhao)(zhao)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)要好得多。CCD攝像(xiang)機(ji)(ji)根據(ju)其使用(yong)的CCD感(gan)光(guang)元件可以分為線(xian)陣(zhen)(zhen)式和(he)面(mian)陣(zhen)(zhen)式兩種(zhong)。線(xian)陣(zhen)(zhen)式CCD相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)采用(yong)“線(xian)”的形式，并(bing)且圖(tu)像(xiang)信(xin)息只能(neng)以行為為單(dan)位進行處(chu)理，分辨率高(gao)、速度快。它主要用(yong)于工業(ye)，醫療，科研等領域相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)配套的機(ji)(ji)器(qi)視覺(jue)(jue)系統上。面(mian)陣(zhen)(zhen)式相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)可以一次獲取整個圖(tu)像(xiang)的信(xin)息，價格(ge)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)對便宜。

4、圖像采集單元

圖像采集單(dan)元(yuan)中的重要因素是(shi)圖像采集卡，它是(shi)圖像采集單(dan)元(yuan)和(he)圖像處理單(dan)元(yuan)之間的接口。它用于數字(zi)化(hua)獲取(qu)的圖像，并將其輸入并存儲在計算機中。

5、圖像處理單元

包含大量圖像處理算(suan)(suan)法。采(cai)集圖像后，使用這些算(suan)(suan)法處理數(shu)字圖像，進行(xing)分(fen)析和計算(suan)(suan)，然(ran)后輸(shu)出結果。

6、執行器和人機界面

完(wan)成圖像采(cai)集(ji)和(he)處理(li)工(gong)作后(hou)，需要輸出圖像處理(li)結果(guo)，并進(jin)行(xing)與結果(guo)相匹配的操作，例如剔除(chu)不(bu)良品，報警等(deng)，并通過(guo)人機(ji)界面顯示生(sheng)產信息。

三、機器視覺的工作原理是什么

機器視覺的原理(li)很簡單：

機(ji)器(qi)視覺檢(jian)測系統采(cai)用CCD照相機(ji)將被檢(jian)測的目(mu)(mu)標轉換成(cheng)圖像(xiang)(xiang)信(xin)號，傳送給專用的圖像(xiang)(xiang)處(chu)理(li)系統，根據像(xiang)(xiang)素分布和亮度、顏(yan)色等信(xin)息，轉變(bian)成(cheng)數字化信(xin)號，圖像(xiang)(xiang)處(chu)理(li)系統對(dui)這些(xie)信(xin)號進行各種運算來(lai)抽取目(mu)(mu)標的特征，如面積、數量、位置(zhi)、長度，再根據預設的允許度和其他(ta)條(tiao)件(jian)輸出結果，包括尺寸(cun)、角度、個數、合格/不(bu)合格、有/無等，實現自動識別功能，并根據判別結果指導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。

同時在大批量工業生產(chan)過程(cheng)中，用人工視覺檢(jian)查產(chan)品質量效率(lv)低且精度(du)(du)不高，用機器視覺檢(jian)測方法可以大大提高生產(chan)效率(lv)和生產(chan)的自動化(hua)程(cheng)度(du)(du)。

而且機器視覺易于實現(xian)信息集(ji)成(cheng)，是(shi)實現(xian)計算(suan)機集(ji)成(cheng)制造的(de)基礎(chu)技術。