雖然近幾年機(jī)器視覺很火，但是了解的大多是從事工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、軍事、航天等相關(guān)工作的人。

機(jī)器視覺換句話就是給機(jī)器人（機(jī)械手）等自動化設(shè)備搭載視覺技術(shù)，實現(xiàn)測量、定位、識別等。機(jī)器視覺系統(tǒng)通過工業(yè)相機(jī)和工業(yè)鏡頭將目標(biāo)轉(zhuǎn)化成圖像信號，傳輸給專業(yè)的機(jī)器視覺軟件，根據(jù)圖像信號的像素分布、亮度、顏色等，轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號；通過對這些信號運(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)場的設(shè)備動作。

為什么使用機(jī)器視覺技術(shù)？

機(jī)器視覺技術(shù)可實現(xiàn)高效率、高精準(zhǔn)等，替代人從事高危場景作業(yè)，安全可靠。

【機(jī)器視覺系統(tǒng)組成】

1.照明光源

照明光源是影響機(jī)器視覺的重要因素，直接影響機(jī)器視覺系統(tǒng)輸出數(shù)據(jù)的質(zhì)量和應(yīng)用效果。針對特定的應(yīng)用實例，要選擇相應(yīng)的機(jī)器視覺光源裝置，以達(dá)到最佳的效果。一般來講，光源可分為可見光和不可見光，常見的幾種可見光源有白熾燈、日光燈等?？梢姽獾娜秉c(diǎn)是光能不穩(wěn)定，會影響圖像的質(zhì)量，所以在機(jī)器視覺應(yīng)用中，采用防護(hù)屏的方法來減少環(huán)境光的影響至關(guān)重要。

照明光源系統(tǒng)的主要方法：背向、前向、結(jié)構(gòu)光和頻閃光照明等。其中，背向光打光是將被測物放在光源和攝像機(jī)之間，這樣放的好處是獲得的圖像具有高對比度；前向照明是光源和攝像機(jī)位于被測物的同側(cè)，這種方式便于安裝；結(jié)構(gòu)光照明是將光柵或光源等投射到被測物上，根據(jù)它們產(chǎn)生的即便，調(diào)節(jié)出被測物體的三維信息。

2.鏡頭

工業(yè)鏡頭

選擇鏡頭需要注意：

①焦距②目標(biāo)高度③影像高度④放大倍數(shù)⑤影像至目標(biāo)的距離⑥中心點(diǎn)/節(jié)點(diǎn)⑦畸變

3.工業(yè)相機(jī)

按照不同標(biāo)準(zhǔn)可分為：數(shù)字相機(jī)和模擬相機(jī)等。要根據(jù)不同的實際應(yīng)用場合選不同的相機(jī)和高分辨率相機(jī)：CCD相機(jī)和CMOS相機(jī)、單色相機(jī)和彩色相機(jī)。

【工業(yè)鏡頭】

1.工業(yè)鏡頭的接口：

C型：C型接口鏡頭與攝像機(jī)接觸面至鏡頭焦平面的距離為17.5mm

CS型:CS型接口距離為12.5mm,CS型鏡頭與CS型相機(jī)可以配合使用。C型鏡頭與CS型攝像機(jī)之間增加一個5mm的C/CS轉(zhuǎn)接環(huán)可以配合使用，CS型鏡頭與C型攝像機(jī)無法配合使用。

F型：通用型接口，一般適用于焦距大于25mm的鏡頭。

【基本參數(shù)】

視場：即FOV，也叫視野范圍，指觀測物體的可視范圍，也就是充滿相機(jī)采集芯片的物體部分。

工作距離：即WD，指從鏡頭前部到受檢測物體的距離，即清晰成像的表面距離。

分辨率：圖像系統(tǒng)可以測到的受檢驗物體上的最小可分辨率特征尺寸，在多數(shù)情況下，視野越小，分辨率越好。

景深：即DOF，物體離最佳焦點(diǎn)較近或比較較遠(yuǎn)時，鏡頭保持所需分辨率的能力。

焦距（f）：是光學(xué)系統(tǒng)中衡量光的聚集或發(fā)散的度量方式，指從透鏡的光心到光聚焦之焦點(diǎn)的距離，也是照相機(jī)中，從鏡片中心到底片或CCD等成像平面的距離。

焦距大小的影響情況：焦距越小，景深越大；焦距越小，畸變越大；焦距越小，漸暈現(xiàn)象越嚴(yán)重，使像差邊緣的照度降低。

失真：又稱為畸變，指被攝物平面內(nèi)的主軸直線，經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)成像后變?yōu)榍€，則此光學(xué)系統(tǒng)的成像誤差稱為畸變，畸變像差只影響影像的幾何形狀，而不影響影像的清晰度。

光圈與F值：光圈是一個用來控制鏡頭通光量的裝置，它通常是在鏡頭內(nèi)，表達(dá)光圈大小我們是用F值，如f2,f4。

【工業(yè)相機(jī)的選擇要點(diǎn)】

1.視野范圍、光學(xué)放大倍數(shù)及期望的工作距離：在選擇鏡頭時，我們會選擇比被測物體視野稍大一點(diǎn)的鏡頭，有利于運(yùn)動控制。

2.景深要求：對于對景深有要求的項目，盡可能使用小光圈；在選擇放大倍率的鏡頭時，在項目許可下盡可能選用低倍率鏡頭；如果項目要求比較苛刻時，傾向選擇高景深的尖端鏡頭。

3.芯片大小和相機(jī)接口：例如2/3鏡頭支持最大的工業(yè)相機(jī)耙面為2/3，它是不能支持1英寸以上的工業(yè)相機(jī)。

4.注意與光源的配合，選配合適的鏡頭。

5.可安裝空間：在方案可選擇情況下，讓客戶更改設(shè)備尺寸是不現(xiàn)實的。

【機(jī)器視覺的工作原理】

機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)是采用CCD照相機(jī)將被檢測的目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號，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，圖像處理系統(tǒng)對這些信號進(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、個數(shù)、合格/不合格、有/無等，實現(xiàn)自動識別功能。

【機(jī)器視覺特點(diǎn)】

⒈攝像機(jī)的拍照速度自動與被測物的速度相匹配，拍攝到理想的圖像;

⒉零件的尺寸范圍為2.4mm到12mm，厚度可以不同;

⒊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，并輸出結(jié)果;

⒋針對不同尺寸的零件，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)動并進(jìn)行視覺檢測;

⒌機(jī)器視覺系統(tǒng)分辨率達(dá)到2448×2048，動態(tài)檢測精度可以達(dá)到0.02mm;

⒍廢品漏檢率為0;

⒎本系統(tǒng)可通過顯示圖像監(jiān)視檢測過程，也可通過界面顯示的檢測數(shù)據(jù)動態(tài)查看檢測結(jié)果;

⒏具有對錯誤工件及時準(zhǔn)確發(fā)出剔除控制信號、剔除廢品的功能;

⒐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;

⒑實時顯示檢測畫面，中文界面，可以瀏覽幾次不合格品的圖像，具有能夠存儲和實時察看錯誤工件圖像的功能;

⒒能生成錯誤結(jié)果信息文件，包含對應(yīng)的錯誤圖像，并能打印輸出。

【機(jī)器視覺的應(yīng)用領(lǐng)域】

1.識別

2.標(biāo)準(zhǔn)一維碼、二維碼的解碼

3.光學(xué)字符識別（OCR）和確認(rèn)（OCV）

4.檢測

5.色彩和瑕疵檢測

6.零件或部件的有無檢測

7.目標(biāo)位置和方向檢測和測量

8.尺寸和容量檢測

9.預(yù)設(shè)標(biāo)記的測量，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

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