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(yong)機器代(dai)替人眼來做測量和判斷。

機器視覺(jue)系(xi)統是一種模仿人類視覺(jue)系(xi)統工(gong)作原理的系(xi)統，通(tong)過攝像(xiang)頭、圖像(xiang)處理算法和(he)人工(gong)智(zhi)能技術，實現圖像(xiang)或視頻的識別、分(fen)析和(he)理解。機器視覺(jue)系(xi)統在(zai)工(gong)業、醫療、農業、交通(tong)等領(ling)域有著廣泛(fan)的應(ying)用。

二、機器視覺系統由哪幾部分組成

機(ji)(ji)器視覺系統在信息化時代(dai)正扮演著越(yue)來越(yue)重(zhong)要(yao)的角色，一般完整的機(ji)(ji)器視覺系統由以(yi)下六個部(bu)分組成：

1、照明（光源）

照(zhao)(zhao)明(ming)是影響機(ji)(ji)器視覺系統(tong)(tong)輸入的(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)因素。光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)設(she)計非常(chang)(chang)重要(yao)，它(ta)與(yu)輸入數據直接相關，即圖像的(de)(de)(de)(de)(de)質量和應(ying)用效(xiao)果。工(gong)程(cheng)師需(xu)(xu)要(yao)首(shou)先確(que)定有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)照(zhao)(zhao)明(ming)條件，并根據用戶(hu)需(xu)(xu)求(qiu)和產(chan)品特(te)性選擇(ze)相應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)照(zhao)(zhao)明(ming)設(she)備，以確(que)保在這種(zhong)照(zhao)(zhao)明(ming)條件下生(sheng)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)圖像可以突出顯(xian)示(shi)用戶(hu)所需(xu)(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)目標信息(xi)特(te)征。光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源通常(chang)(chang)分為可見(jian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源和不(bu)可見(jian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源。工(gong)業上通常(chang)(chang)使用的(de)(de)(de)(de)(de)可見(jian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源是LED、鹵素燈、熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)燈等(deng)(deng)。不(bu)可見(jian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源主要(yao)是近紅外(wai)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)、紫外(wai)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)、X射線等(deng)(deng)。LED光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源是一種(zhong)廣泛應(ying)用于教學的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)器視覺光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源，具有(you)高效(xiao)率(lv)、長壽命(ming)、防潮、抗(kang)震、節能環保的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)點。這是工(gong)程(cheng)師在設(she)計照(zhao)(zhao)明(ming)系統(tong)(tong)時的(de)(de)(de)(de)(de)選擇(ze)。不(bu)可見(jian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源主要(yao)用于滿足某些特(te)定需(xu)(xu)求(qiu)，例(li)如管道焊接過程(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)檢(jian)測(ce)，因為不(bu)可見(jian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)穿(chuan)透只能到達檢(jian)測(ce)點。

2、鏡頭

鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)是(shi)機器(qi)視覺系統中的重要組(zu)件，其作(zuo)用(yong)是(shi)光學(xue)成(cheng)像。鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)的主(zhu)要參(can)數是(shi)焦(jiao)距(ju)(ju)、景(jing)深、分辨率、工(gong)作(zuo)距(ju)(ju)離和視場。景(jing)深是(shi)指(zhi)鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)可以獲取圖像時，被攝(she)(she)物體(ti)(ti)與焦(jiao)點前后之間(jian)的距(ju)(ju)離范圍(wei)。視場表示(shi)(shi)攝(she)(she)像機可以觀(guan)察(cha)到(dao)的范圍(wei)，通常以角度表示(shi)(shi)。一般來說，視野越大，觀(guan)察(cha)范圍(wei)越大。工(gong)作(zuo)距(ju)(ju)離是(shi)指(zhi)鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)與被攝(she)(she)物體(ti)(ti)之間(jian)的距(ju)(ju)離。工(gong)作(zuo)距(ju)(ju)離越長，成(cheng)本越高(gao)。在設計機器(qi)視覺系統時，請選擇參(can)數符(fu)合用(yong)戶需求(qiu)的鏡(jing)(jing)(jing)頭(tou)(tou)。

3、工業相機

在機(ji)(ji)(ji)(ji)器視覺(jue)系(xi)統中(zhong)，工業相(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)必不可(ke)少(shao)。它(ta)們(men)就像(xiang)人的(de)(de)眼(yan)睛，用(yong)于(yu)捕獲(huo)圖(tu)像(xiang)。工業相(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)根據(ju)感光器的(de)(de)不同可(ke)分(fen)(fen)(fen)為：CCD相(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)(he)(he)(he)CMOS相(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)。CCD照相(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)成(cheng)(cheng)本(ben)較(jiao)高，在機(ji)(ji)(ji)(ji)器視覺(jue)系(xi)統中(zhong)，工業相(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)必不可(ke)少(shao)。它(ta)們(men)就像(xiang)人的(de)(de)眼(yan)睛，用(yong)于(yu)捕獲(huo)圖(tu)像(xiang)。工業相(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)根據(ju)感光器的(de)(de)不同可(ke)分(fen)(fen)(fen)為：CCD相(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)(he)(he)(he)CMOS相(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)。CCD照相(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)成(cheng)(cheng)本(ben)較(jiao)高，但成(cheng)(cheng)像(xiang)質量(liang)，成(cheng)(cheng)像(xiang)透明(ming)度(du)(du)和(he)(he)(he)(he)色彩豐富度(du)(du)比CMOS照相(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)要(yao)(yao)好得多。CCD攝像(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)根據(ju)其(qi)使用(yong)的(de)(de)CCD感光元件可(ke)以分(fen)(fen)(fen)為線陣(zhen)(zhen)式和(he)(he)(he)(he)面陣(zhen)(zhen)式兩種(zhong)。線陣(zhen)(zhen)式CCD相(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)采(cai)用(yong)“線”的(de)(de)形式，并且圖(tu)像(xiang)信息(xi)只(zhi)能(neng)以行為為單位進行處理，分(fen)(fen)(fen)辨率高、速(su)度(du)(du)快。它(ta)主要(yao)(yao)用(yong)于(yu)工業，醫療(liao)，科研(yan)等領域相(xiang)配(pei)套(tao)的(de)(de)機(ji)(ji)(ji)(ji)器視覺(jue)系(xi)統上(shang)。面陣(zhen)(zhen)式相(xiang)機(ji)(ji)(ji)(ji)可(ke)以一次獲(huo)取整個圖(tu)像(xiang)的(de)(de)信息(xi)，價格相(xiang)對便(bian)宜(yi)。

4、圖像采集單元

圖(tu)像(xiang)采(cai)(cai)集單(dan)(dan)(dan)元中(zhong)的重要因素是圖(tu)像(xiang)采(cai)(cai)集卡，它是圖(tu)像(xiang)采(cai)(cai)集單(dan)(dan)(dan)元和(he)圖(tu)像(xiang)處理單(dan)(dan)(dan)元之間的接(jie)口。它用于數字化(hua)獲取的圖(tu)像(xiang)，并(bing)將其輸(shu)入并(bing)存儲在(zai)計算機中(zhong)。

5、圖像處理單元

包含大(da)量圖(tu)像處理(li)算法。采集圖(tu)像后，使(shi)用(yong)這些算法處理(li)數字圖(tu)像，進行分(fen)析和計算，然后輸出結果。

6、執行器和人機界面

完成圖像(xiang)采集和處理工(gong)作后(hou)，需(xu)要輸出圖像(xiang)處理結果(guo)，并(bing)進行(xing)與結果(guo)相匹(pi)配(pei)的操作，例如(ru)剔除不良品，報警等，并(bing)通(tong)過人機界面顯示生(sheng)產信息。

三、機器視覺的工作原理是什么

機器(qi)視覺的原理很簡(jian)單：

機(ji)(ji)器(qi)視(shi)覺檢測系(xi)(xi)統(tong)采(cai)用CCD照相機(ji)(ji)將被檢測的目標轉(zhuan)換(huan)成圖(tu)像信號，傳送給專用的圖(tu)像處理系(xi)(xi)統(tong)，根(gen)據像素分布和亮(liang)度(du)(du)、顏(yan)色等信息，轉(zhuan)變成數字(zi)化信號，圖(tu)像處理系(xi)(xi)統(tong)對這(zhe)些信號進行各種運算來抽取(qu)目標的特征，如面積、數量、位置、長度(du)(du)，再根(gen)據預設的允許度(du)(du)和其他條(tiao)件輸出結(jie)果，包括尺(chi)寸、角度(du)(du)、個數、合格(ge)(ge)/不合格(ge)(ge)、有/無等，實現自動識(shi)別功能，并(bing)根(gen)據判別結(jie)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(tong)時(shi)在大批量(liang)工業(ye)生產(chan)過(guo)程(cheng)中，用人工視覺檢查(cha)產(chan)品質量(liang)效率(lv)低且精度(du)(du)不(bu)高，用機器視覺檢測(ce)方法可以大大提高生產(chan)效率(lv)和生產(chan)的自動化程(cheng)度(du)(du)。

而且機器視(shi)覺易于實(shi)現(xian)(xian)信息集成，是實(shi)現(xian)(xian)計算機集成制造的基礎技(ji)術。