機(jī)器視覺系統(tǒng)主要組成部分及原理詳解
來源：m.dyhbzj.cn2014年11月12日熱度：817
導(dǎo)讀：20世紀(jì)60年代，機(jī)器視覺系統(tǒng)開始在國外研究。后來隨著大規(guī)模集成電路發(fā)展，機(jī)器視覺系統(tǒng)開始走向?qū)嵱没瘧?yīng)用。進(jìn)入80年代，微型計(jì)算機(jī)崛起，使得機(jī)器視覺系統(tǒng)應(yīng)用開始了深入發(fā)展，視覺應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,今天我們一起來認(rèn)識(shí)一下機(jī)器視覺系統(tǒng)各個(gè)部分組成及工作原理。
機(jī)器視覺系統(tǒng)組成：
從機(jī)器視覺系統(tǒng)字面意思就可看出主要分為三部分：機(jī)器、視覺和系統(tǒng)。
機(jī)器負(fù)責(zé)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)和控制；
視覺通過照明光源、工業(yè)鏡頭、工業(yè)相機(jī)、圖像采集卡等來實(shí)現(xiàn)；
系統(tǒng)主要是指軟件，也可理解為整套的機(jī)器視覺設(shè)備。
下面我們重點(diǎn)說下機(jī)器視覺系統(tǒng)中的五大模塊：
1.機(jī)器視覺光源（即照明光源）
照明光源作為機(jī)器視覺系統(tǒng)輸入的重要部件，它的好壞直接影響輸入數(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)的視覺光源，以達(dá)到最佳效果。常見的光源有：LED環(huán)形光源、低角度光源、背光源、條形光源、同軸光源、冷光源、點(diǎn)光源、線型光源和平行光源等。
2.工業(yè)鏡頭
鏡頭在機(jī)器視覺系統(tǒng)中主要負(fù)責(zé)光束調(diào)制，并完成信號(hào)傳遞。鏡頭類型包括：標(biāo)準(zhǔn)、遠(yuǎn)心、廣角、近攝和遠(yuǎn)攝等，選擇依據(jù)一般是根據(jù)相機(jī)接口、拍攝物距、拍攝范圍、CCD尺寸、畸變?cè)试S范圍、放大率、焦距和光圈等。
3.工業(yè)相機(jī)
工業(yè)相機(jī)在機(jī)器視覺系統(tǒng)中最本質(zhì)功能就是將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，與普通相機(jī)相比，它具有更高的傳輸力、抗干擾力以及穩(wěn)定的成像能力。按照不同標(biāo)準(zhǔn)可有多種分類：按輸出信號(hào)方式，可分為模擬工業(yè)相機(jī)和數(shù)字工業(yè)相機(jī)；按芯片類型不同，可分CCD工業(yè)相機(jī)和CMOS工業(yè)相機(jī)，這種分類方式最為常見。
4.圖像采集卡
圖像采集卡雖然只是完整機(jī)器視覺系統(tǒng)的一個(gè)部件，但它同樣非常重要，直接決定了攝像頭的接口：黑白、彩色、模擬、數(shù)字等。比較典型的有PCI采集卡、1394采集卡、VGA采集卡和GigE千兆網(wǎng)采集卡。這些采集卡中有的內(nèi)置多路開關(guān)，可以連接多個(gè)攝像機(jī)，同時(shí)抓拍多路信息。
5.機(jī)器視覺軟件
機(jī)器視覺軟件是機(jī)器視覺系統(tǒng)中自動(dòng)化處理的關(guān)鍵部件，根據(jù)具體應(yīng)用需求，對(duì)軟件包進(jìn)行二次開發(fā)，可自動(dòng)完成對(duì)圖像采集、顯示、存儲(chǔ)和處理。在選購機(jī)器視覺軟件時(shí)，一定要注意開發(fā)硬件環(huán)境、開發(fā)操作系統(tǒng)、開發(fā)語言等，確保軟件運(yùn)行穩(wěn)定，方便二次開發(fā)。
機(jī)器視覺系統(tǒng)原理：機(jī)器視覺系統(tǒng)的目得就是通過機(jī)器視覺產(chǎn)品（即光源、鏡頭、相機(jī)、采集卡）將被拍攝的目標(biāo)轉(zhuǎn)換為圖像信號(hào)，傳送給機(jī)器視覺軟件（即圖像處理系統(tǒng)），來代替人眼的測(cè)量、檢測(cè)和判斷。其原理是由計(jì)算機(jī)、圖像處理器以及相關(guān)設(shè)備來模擬人的視覺行為，完成得到人的視覺系統(tǒng)所得到的信息。隨著微型計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、大數(shù)據(jù)融入技術(shù)發(fā)展，相信未來機(jī)器視覺系統(tǒng)將會(huì)代替人類完成更多難以完成的工作。
