【機(jī)器視覺的工作原理】

機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)是采用CCD照相機(jī)將被檢測(cè)的目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號(hào)，圖像處理系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來收取目標(biāo)的特征，如面積、數(shù)量、位置、長度，再根據(jù)預(yù)設(shè)的允許度和其他條件輸出結(jié)果，包括尺寸、角度、個(gè)數(shù)、合格/不合格、有/無等，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別功能。

【機(jī)器視覺特點(diǎn)】

1.攝像機(jī)的拍照速度自動(dòng)與被測(cè)物的速度相匹配，拍攝到理想的圖像;

2.零件的尺寸范圍為2.4mm到12mm，厚度可以不同;

3.系統(tǒng)根據(jù)操作者選擇不同尺寸的工件，調(diào)用相應(yīng)視覺程序進(jìn)行尺寸檢測(cè)，并輸出結(jié)果;

4.針對(duì)不同尺寸的零件，排序裝置和輸送裝置可以精確調(diào)整料道的寬度，使零件在固定路徑上運(yùn)動(dòng)并進(jìn)行視覺檢測(cè);

5.機(jī)器視覺系統(tǒng)分辨率達(dá)到2448×2048，動(dòng)態(tài)檢測(cè)精度可以達(dá)到0.02mm;

6.廢品漏檢率為0;

7.本系統(tǒng)可通過顯示圖像監(jiān)視檢測(cè)過程，也可通過界面顯示的檢測(cè)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)查看檢測(cè)結(jié)果;

8.具有對(duì)錯(cuò)誤工件及時(shí)準(zhǔn)確發(fā)出剔除控制信號(hào)、剔除廢品的功能;

9.系統(tǒng)能夠自檢其主要設(shè)備的狀態(tài)是否正常，配有狀態(tài)指示燈;同時(shí)能夠設(shè)置系統(tǒng)維護(hù)人員、使用人員不同的操作權(quán)限;

10.實(shí)時(shí)顯示檢測(cè)畫面，中文界面，可以瀏覽幾次不合格品的圖像，具有能夠存儲(chǔ)和實(shí)時(shí)察看錯(cuò)誤工件圖像的功能;

11.能生成錯(cuò)誤結(jié)果信息文件，包含對(duì)應(yīng)的錯(cuò)誤圖像，并能打印輸出。

【機(jī)器視覺的應(yīng)用領(lǐng)域】

1.識(shí)別

2.標(biāo)準(zhǔn)一維碼、二維碼的解碼

3.光學(xué)字符識(shí)別（OCR）和確認(rèn)（OCV）

4.檢測(cè)

5.色彩和瑕疵檢測(cè)

6.零件或部件的有無檢測(cè)

7.目標(biāo)位置和方向檢測(cè)和測(cè)量

8.尺寸和容量檢測(cè)

9.預(yù)設(shè)標(biāo)記的測(cè)量，如孔位到孔位的距離

10.機(jī)械手引導(dǎo)

11.輸出空間坐標(biāo)引導(dǎo)機(jī)械手精確定位

視覺是人類觀察和認(rèn)知世界的重要手段。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，人類逐漸把這種技能賦予計(jì)算機(jī)、機(jī)器人或者其他智能機(jī)器，這就是我們今天所要提到的機(jī)器視覺技術(shù)。

目前機(jī)器視覺技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品化、實(shí)用化，鏡頭、高速相機(jī)、光源、圖像軟件、圖像采集卡、視覺處理器等相關(guān)產(chǎn)品功能日益完善。機(jī)器視覺技術(shù)在信息化時(shí)代正扮演著越來越重要的角色。

與計(jì)算機(jī)視覺相比，機(jī)器視覺偏重于計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)工程化，能夠自動(dòng)獲取和分析特定的圖像，對(duì)準(zhǔn)確度和處理速度要求都比較高，一般而言，計(jì)算機(jī)視覺多用來識(shí)別“人”，而機(jī)器視覺則多用來識(shí)別“物”。

具體來講，計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用的場(chǎng)景相對(duì)復(fù)雜，要識(shí)別的物體類型也多，形狀不規(guī)則、規(guī)律性不強(qiáng)，有時(shí)甚至很難用客觀量作為是被的依據(jù)，比如識(shí)別年齡、性別，對(duì)于光線、距離、角度等條件要求較低；而對(duì)準(zhǔn)確度和處理速度要求都比較高，一般機(jī)器視覺的分辨率遠(yuǎn)高于計(jì)算機(jī)視覺，而且往往要求實(shí)時(shí)，處理速度非常關(guān)鍵。

那么一個(gè)典型的機(jī)器視覺系統(tǒng)應(yīng)該包括哪些硬件呢？

一個(gè)典型的機(jī)器視覺系統(tǒng)包括以下五大塊：

照明是影響機(jī)器視覺系統(tǒng)輸入的重要因素，它直接影響輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量和應(yīng)用效果。由于沒有通用的機(jī)器視覺光源照明設(shè)備，所以針對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用實(shí)例，要選擇相應(yīng)的照明裝置，已達(dá)到最佳效果。光源可分為可見光可不可見光。

FOV=所需分辨率亞像素相機(jī)尺寸/PRTM（零件測(cè)量公差比）

選擇鏡頭時(shí)應(yīng)注意：

按照不同的標(biāo)準(zhǔn)可分為：標(biāo)準(zhǔn)分辨率數(shù)字相機(jī)和模擬相機(jī)

要根據(jù)不同的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合選擇不同的相機(jī)和高分辨率相機(jī)：線掃描CCD和面陣CDD、單色相機(jī)和彩色相機(jī)

圖像采集卡是完整的機(jī)器視覺系統(tǒng)的一個(gè)部件，但是它扮演的角色非常重要，圖像采集卡直接決定了攝像頭的接口：黑白、彩色、模擬、數(shù)字等。

視覺處理器集采集卡與處理器與一體。以往計(jì)算機(jī)速度較慢時(shí)，采用視覺處理器加快視覺處理任務(wù)。現(xiàn)在由于采集卡可以快速傳輸圖像到存儲(chǔ)器，而且計(jì)算機(jī)也快很多，所以現(xiàn)在視覺處理器用的少了。

什么是機(jī)器視覺系統(tǒng)？

機(jī)器視覺系統(tǒng)是指通過機(jī)器視覺產(chǎn)品（即圖像獲取裝置，分為CMOS和CCD兩種）將被獲取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號(hào)；圖像系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來抽取目標(biāo)的特征，進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備動(dòng)作。

機(jī)器視覺的工作原理：

機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)采用CCD照相機(jī)將被檢測(cè)的目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號(hào)，圖像處理系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來抽取目標(biāo)的特征，如面積、數(shù)量、位置、長度，再根據(jù)預(yù)設(shè)的允許度和其他條件輸出結(jié)果，包括尺寸、角度、個(gè)數(shù)、合格/不合格、有/無等，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別功能。

機(jī)器視覺與計(jì)算機(jī)視覺的區(qū)別？

計(jì)算機(jī)視覺，主要是對(duì)質(zhì)的分析，比如分類識(shí)別，這是一個(gè)杯子那是一條狗。或者做身份確認(rèn)，比如人臉識(shí)別，車牌識(shí)別。或者做行為分析，比如人員入侵，徘徊，遺留物，人群聚集等。

機(jī)器視覺，主要側(cè)重對(duì)量的分析，比如通過視覺去測(cè)量一個(gè)零件的直徑，一般來說，對(duì)準(zhǔn)確度要求很高。我記得以前接觸過一個(gè)需求: 視覺測(cè)量鐵路道岔缺口。

當(dāng)然，也不能完全按質(zhì)或量一刀切，有些計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用也需要分析量，比如商場(chǎng)的人數(shù)統(tǒng)計(jì)。有些機(jī)器視覺也需要分析質(zhì)，比如零件自動(dòng)分揀。

機(jī)器視覺是圖像技術(shù)、模式識(shí)別技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，是實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化、信息化的先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域。機(jī)器視覺的發(fā)展帶動(dòng)了人工智能的進(jìn)步。

機(jī)器視覺系統(tǒng)從物理結(jié)構(gòu)上來講，一般包括以下幾個(gè)部分：光源、攝像機(jī)和鏡頭、圖像采集卡、機(jī)器視覺軟件等運(yùn)動(dòng)控制部分。在機(jī)器視覺系統(tǒng)中，合適的光源為視覺系統(tǒng)提供良好的外界條件，使得系統(tǒng)得到的圖像信號(hào)有很高的信噪比。

今天我們主要探討一下光源。

判斷機(jī)器視覺的照明的好壞，首先必須了解什么是光源需要做到的，光源的作用并不僅僅局限于使檢測(cè)部件能夠被攝像頭“看見”，有時(shí)候，一個(gè)完整的機(jī)器視覺系統(tǒng)無法支持工作，很大一部分原因是光源造成的。

照明系統(tǒng)是機(jī)器視覺系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部分之一，機(jī)器視覺光源直接影響到圖像的質(zhì)量，進(jìn)而影響到系統(tǒng)的性能。好的打光設(shè)計(jì)能夠使我們得到一幅好的圖像，從而改善整個(gè)系統(tǒng)的分辨率，簡(jiǎn)化軟件的運(yùn)算。