機(jī)器視覺的概念及構(gòu)成

來(lái)源：admin 瀏覽：5880 發(fā)布日期：2023-04-04【大 中 小】

為人工智能快速發(fā)展的一個(gè)板塊，機(jī)器視覺在工業(yè)自動(dòng)化道路上也起著舉足輕重的作用。

機(jī)器視覺其實(shí)就是代替了人眼作用的科學(xué)生產(chǎn)技術(shù)，而且在工業(yè)應(yīng)用、科技應(yīng)用中存在著人眼無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。

機(jī)器視覺其實(shí)是一項(xiàng)比較綜合性的成體系的工業(yè)技術(shù)，除了常說(shuō)的圖像處理之外，它還包括電源光源照明、光學(xué)成像、數(shù)字模擬視頻、機(jī)械控制等模塊。

一個(gè)成熟的機(jī)器視覺從比較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊饬x上來(lái)說(shuō)應(yīng)該稱之為機(jī)器視覺系統(tǒng)。

它包括了圖像識(shí)別抓取、光源控制、圖像數(shù)字化、圖像成像處理、圖像反饋學(xué)習(xí)、機(jī)械執(zhí)行等模塊。

通過(guò)將目標(biāo)圖像轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)發(fā)送到圖像處理中心，根據(jù)圖像的大小、亮暗、顏色等信息合成數(shù)字信號(hào)，通過(guò)運(yùn)算和結(jié)果對(duì)設(shè)備的機(jī)械運(yùn)動(dòng)行為進(jìn)行控制，從而達(dá)到通過(guò)視覺實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)化生產(chǎn)的目的。

而且隨著機(jī)器視覺各項(xiàng)技術(shù)的更新迭代和快速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)模式變得越來(lái)越智能化，可以說(shuō)，機(jī)器視覺技術(shù)的應(yīng)用，是工業(yè)生產(chǎn)能夠智能自動(dòng)化的一大原因。

機(jī)器視覺

那么，從更加淺顯的角度來(lái)看，我們可以將機(jī)器視覺拆分為兩個(gè)部分，即機(jī)器、視覺，再加上一個(gè)視覺控制系統(tǒng)，總共三大組成部分。

其中，機(jī)器指的是非視覺的機(jī)械硬件組成；不同行業(yè)的zui外層機(jī)械控制大有不同，但都會(huì)配備一個(gè)核心的控制器。

視覺則是由光源、工業(yè)相機(jī)、工業(yè)鏡頭、圖像采集卡等組成的圖像抓取和處理模塊體系。

機(jī)器視覺

光源屬于圖形輸入輔助模板，光源的角度、亮度、顏色等參數(shù)會(huì)直接影響到圖像的成像質(zhì)量和應(yīng)用。

由于應(yīng)用場(chǎng)景的復(fù)雜性，所以市面上的光源設(shè)備都不具備普遍適用性，而是根據(jù)對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景的概括發(fā)行了不同款式和不同型號(hào)的光源設(shè)備，所以在具體的應(yīng)用實(shí)例中，需要根據(jù)具體環(huán)境情況選擇合適的光源，才能達(dá)到zui佳的視覺效果。

環(huán)形光源、同軸光源 、條形光源、點(diǎn)光源、背光光源、平行光源、線性光源等是常見以及常用的幾款光源。

工業(yè)鏡頭

工業(yè)鏡頭則屬于直接輸入設(shè)備之一，主要負(fù)責(zé)圖像成像中的光學(xué)參數(shù)調(diào)節(jié)，同時(shí)完成圖像信號(hào)的接收和傳輸。

鏡頭包括標(biāo)準(zhǔn)鏡頭、遠(yuǎn)心鏡頭、廣角鏡頭等，通常根據(jù)相機(jī)的具體參數(shù)進(jìn)行搭配選擇。

工業(yè)相機(jī)

工業(yè)相機(jī)可以直接將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，是一款專門為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)而研發(fā)的相機(jī)。

它具備的高速傳輸、抗干擾、以及成像穩(wěn)定性等特點(diǎn)是普通相機(jī)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)到的。

常見的工業(yè)相機(jī)分為CCD相機(jī)和CMOS相機(jī)兩大品類。

圖像采集卡

圖像采集卡并不是整個(gè)機(jī)器視覺的主要組成部分，但它的接口模式?jīng)Q定了鏡頭抓取的圖像的成像模式。

常見的有PCI采集卡、VGA采集卡、1394采集卡等。

視覺控制系統(tǒng)則是指相應(yīng)的軟件系統(tǒng)，是整個(gè)機(jī)器視覺的核心大腦控制中樞，通過(guò)對(duì)圖像進(jìn)行抓取并作處理，再進(jìn)行各種運(yùn)算抽取目標(biāo)特征，通過(guò)判別的結(jié)果對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。

視覺控制系統(tǒng)和與前兩個(gè)部分zui大的不同在于其屬于軟件組成部分，也是整個(gè)系統(tǒng)的核心。

一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)好的視覺控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)一半的視覺控制效果。

不同行業(yè)的視覺軟件應(yīng)用可能會(huì)存在差異，但其基礎(chǔ)原理是相通的，都是通過(guò)采集圖像，存儲(chǔ)圖像和處理圖像完成整個(gè)控制流程。

不論是硬件的升級(jí)還是軟件的升級(jí)，都可以讓機(jī)器視覺技術(shù)應(yīng)用更加規(guī)范化、精細(xì)化、智能化，而應(yīng)用到機(jī)器視覺的行業(yè)領(lǐng)域也會(huì)不停的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和產(chǎn)業(yè)擴(kuò)展。

機(jī)器視覺就是一雙科技范疇的人類瞳孔，讓工業(yè)生產(chǎn)“看得見”“夠得著”“走得動(dòng)”甚至不停的向前奔跑，工業(yè)人工智能的創(chuàng)新發(fā)展離不開機(jī)器視覺的應(yīng)用。