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(dai)替人(ren)眼來做測量(liang)和判斷(duan)。

機器視(shi)覺系(xi)統是一(yi)種模(mo)仿人(ren)(ren)類(lei)視(shi)覺系(xi)統工作(zuo)原理(li)的系(xi)統，通過攝(she)像頭、圖像處理(li)算法和(he)人(ren)(ren)工智能技術(shu)，實現圖像或(huo)視(shi)頻的識別、分析和(he)理(li)解。機器視(shi)覺系(xi)統在工業、醫療(liao)、農業、交通等領域有(you)著廣泛的應用。

二、機器視覺系統由哪幾部分組成

機器視覺(jue)系(xi)統(tong)在信息化時代正扮演著越來越重要(yao)的角色，一般完整的機器視覺(jue)系(xi)統(tong)由以(yi)下六個(ge)部分組成：

1、照明（光源）

照明(ming)(ming)是影響機器視(shi)覺(jue)系統輸入的(de)(de)重要因素(su)。光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)(yuan)系統的(de)(de)設(she)計非常重要，它(ta)與(yu)輸入數據(ju)直接(jie)相關，即圖像的(de)(de)質量和應用(yong)(yong)效果。工(gong)程師(shi)需要首先確定(ding)有(you)(you)效的(de)(de)照明(ming)(ming)條件，并(bing)根據(ju)用(yong)(yong)戶(hu)需求和產(chan)品特(te)(te)(te)性選擇(ze)相應的(de)(de)照明(ming)(ming)設(she)備(bei)，以(yi)確保在這種照明(ming)(ming)條件下生(sheng)成的(de)(de)圖像可(ke)以(yi)突(tu)出顯示用(yong)(yong)戶(hu)所需的(de)(de)目(mu)標信息特(te)(te)(te)征。光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)(yuan)通常分為(wei)可(ke)見(jian)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)(yuan)和不(bu)可(ke)見(jian)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)(yuan)。工(gong)業上通常使用(yong)(yong)的(de)(de)可(ke)見(jian)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)(yuan)是LED、鹵素(su)燈(deng)、熒(ying)光(guang)(guang)(guang)燈(deng)等。不(bu)可(ke)見(jian)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)(yuan)主要是近(jin)紅外光(guang)(guang)(guang)、紫外光(guang)(guang)(guang)、X射線(xian)等。LED光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)(yuan)是一種廣泛應用(yong)(yong)于教學的(de)(de)機器視(shi)覺(jue)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)(yuan)，具(ju)有(you)(you)高效率、長壽命、防潮、抗震、節能環保的(de)(de)特(te)(te)(te)點。這是工(gong)程師(shi)在設(she)計照明(ming)(ming)系統時的(de)(de)選擇(ze)。不(bu)可(ke)見(jian)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)(yuan)主要用(yong)(yong)于滿足某些(xie)特(te)(te)(te)定(ding)需求，例如管(guan)道焊接(jie)過(guo)程的(de)(de)檢測，因為(wei)不(bu)可(ke)見(jian)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)穿透只能到達檢測點。

2、鏡頭

鏡頭(tou)是(shi)機器(qi)(qi)視覺(jue)系(xi)統中的(de)(de)重要(yao)組件，其作用(yong)是(shi)光學成像。鏡頭(tou)的(de)(de)主要(yao)參數是(shi)焦(jiao)距(ju)(ju)(ju)、景(jing)深(shen)、分辨率(lv)、工(gong)作距(ju)(ju)(ju)離(li)(li)和視場(chang)。景(jing)深(shen)是(shi)指(zhi)(zhi)鏡頭(tou)可以(yi)獲(huo)取圖像時，被攝物(wu)(wu)體(ti)與焦(jiao)點(dian)前(qian)后之間(jian)的(de)(de)距(ju)(ju)(ju)離(li)(li)范圍。視場(chang)表示(shi)攝像機可以(yi)觀察到的(de)(de)范圍，通常以(yi)角度(du)表示(shi)。一般來說，視野(ye)越大(da)，觀察范圍越大(da)。工(gong)作距(ju)(ju)(ju)離(li)(li)是(shi)指(zhi)(zhi)鏡頭(tou)與被攝物(wu)(wu)體(ti)之間(jian)的(de)(de)距(ju)(ju)(ju)離(li)(li)。工(gong)作距(ju)(ju)(ju)離(li)(li)越長，成本越高。在設(she)計機器(qi)(qi)視覺(jue)系(xi)統時，請選擇參數符合(he)用(yong)戶需求(qiu)的(de)(de)鏡頭(tou)。

3、工業相機

在機(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)視覺(jue)系統(tong)中，工業(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)必不可(ke)(ke)少。它(ta)們就(jiu)像(xiang)(xiang)人的(de)眼睛，用(yong)(yong)于捕獲(huo)圖(tu)像(xiang)(xiang)。工業(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)根(gen)據感(gan)光(guang)器(qi)的(de)不同可(ke)(ke)分(fen)(fen)(fen)為(wei)(wei)(wei)：CCD相(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)和CMOS相(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)。CCD照相(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)成(cheng)本(ben)較高，在機(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)視覺(jue)系統(tong)中，工業(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)必不可(ke)(ke)少。它(ta)們就(jiu)像(xiang)(xiang)人的(de)眼睛，用(yong)(yong)于捕獲(huo)圖(tu)像(xiang)(xiang)。工業(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)根(gen)據感(gan)光(guang)器(qi)的(de)不同可(ke)(ke)分(fen)(fen)(fen)為(wei)(wei)(wei)：CCD相(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)和CMOS相(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)。CCD照相(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)成(cheng)本(ben)較高，但成(cheng)像(xiang)(xiang)質量，成(cheng)像(xiang)(xiang)透(tou)明度和色彩豐富度比CMOS照相(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)要好得多。CCD攝像(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)根(gen)據其使用(yong)(yong)的(de)CCD感(gan)光(guang)元件(jian)可(ke)(ke)以分(fen)(fen)(fen)為(wei)(wei)(wei)線陣(zhen)式(shi)(shi)和面(mian)陣(zhen)式(shi)(shi)兩種。線陣(zhen)式(shi)(shi)CCD相(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)采(cai)用(yong)(yong)“線”的(de)形(xing)式(shi)(shi)，并且圖(tu)像(xiang)(xiang)信息只能以行為(wei)(wei)(wei)為(wei)(wei)(wei)單位進行處理，分(fen)(fen)(fen)辨(bian)率高、速(su)度快。它(ta)主要用(yong)(yong)于工業(ye)，醫療，科研等(deng)領域相(xiang)(xiang)(xiang)配套的(de)機(ji)(ji)(ji)(ji)器(qi)視覺(jue)系統(tong)上。面(mian)陣(zhen)式(shi)(shi)相(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)可(ke)(ke)以一次獲(huo)取整個圖(tu)像(xiang)(xiang)的(de)信息，價(jia)格(ge)相(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)便宜。

4、圖像采集單元

圖(tu)像采(cai)集單元中(zhong)的重(zhong)要因素是圖(tu)像采(cai)集卡，它是圖(tu)像采(cai)集單元和圖(tu)像處理單元之間的接口。它用于數字化獲(huo)取的圖(tu)像，并(bing)將其輸入并(bing)存儲在計算機中(zhong)。

5、圖像處理單元

包含大量圖(tu)(tu)像處(chu)(chu)理(li)算法(fa)。采(cai)集圖(tu)(tu)像后，使用這(zhe)些(xie)算法(fa)處(chu)(chu)理(li)數字圖(tu)(tu)像，進行(xing)分析和計(ji)算，然后輸出結果。

6、執行器和人機界面

完成圖像采集和處理工作(zuo)后，需要輸(shu)出圖像處理結(jie)果，并(bing)進行與(yu)結(jie)果相匹配的(de)操作(zuo)，例如(ru)剔除不良品，報警等，并(bing)通過(guo)人機界面顯示生產信息。

三、機器視覺的工作原理是什么

機器視覺的原理很簡(jian)單：

機(ji)器視(shi)覺檢(jian)(jian)測系統(tong)采(cai)用(yong)CCD照相(xiang)機(ji)將被(bei)檢(jian)(jian)測的(de)目(mu)標轉換成圖像(xiang)信(xin)號，傳送給專(zhuan)用(yong)的(de)圖像(xiang)處理系統(tong)，根據(ju)(ju)像(xiang)素分布和(he)亮度、顏(yan)色等信(xin)息，轉變成數(shu)字化信(xin)號，圖像(xiang)處理系統(tong)對這些信(xin)號進行各種運算(suan)來抽取目(mu)標的(de)特征，如面積、數(shu)量、位置、長度，再(zai)根據(ju)(ju)預設的(de)允許度和(he)其他條(tiao)件輸出結果，包(bao)括(kuo)尺寸、角度、個(ge)數(shu)、合(he)格/不合(he)格、有/無等，實現自動識別功(gong)能(neng)，并根據(ju)(ju)判別結果指導設備執行相(xiang)應的(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)批(pi)量(liang)工業生產(chan)過程中，用(yong)人工視覺(jue)檢查產(chan)品質量(liang)效(xiao)率(lv)低且(qie)精度不(bu)高，用(yong)機器視覺(jue)檢測方(fang)法(fa)可以大(da)大(da)提高生產(chan)效(xiao)率(lv)和生產(chan)的自動化程度。

而且機(ji)器視覺(jue)易于實現信息集成，是實現計算機(ji)集成制造的(de)基礎技(ji)術。