機器視覺
機器視覺是配有感測視覺儀器的檢測機器，其中光學檢測儀器占有比重非常高，可用于檢測出各種產品的缺陷，或者用與判斷并選擇出物體等，應用在自動化生產在線對物料進行校準與定位。是計算機視覺中最具有產業化的部分，主要大量應用于工廠自動化檢測及機器人產業等。
機器視覺（Machine vision）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；同時在大批量工業生產過程中，用人工視覺檢查產品質量效率低且精度不高，用機器視覺檢測方法可以大大提高生產效率和生產的自動化程度。而且機器視覺易于實現信息集成，是實現計算機集成制造的基礎技術。
將近80%的工業視覺系統主要用在檢測方面，包括用于提高生產效率、控制生產過程中的產品質量、采集產品資料等。產品的分類和選擇也集成于檢測功能中。
視覺系統檢測生產線上的產品，決定產品是否符合質量要求，并根據結果，產生相應的信號輸入上位機。圖像獲取設備包括光源、攝像機等；圖像處理設備包括相應的軟件和硬件系統；輸出設備是與制造過程相連的有關系統，包括可編程控制器和警報設備等。
資料傳輸到電腦，進行分析和產品控制，若發現不合格品，則報警器告警，并將其排除出生產線。機器視覺的結果是CAQ系統的質量信息來源，也可以和CIMS其他系統集成。
簡介定義 編輯本段
機器視覺是一項綜合技術，包括圖像處理、機械工程技術、控制、電光源照明、光學成像、傳感器、模擬與數字視頻技術、計算機軟硬件技術(圖像增強和分析算法、圖像卡、I/O卡等)。一個典型的機器視覺應用系統包括圖像捕捉、光源系統、圖像數字化模塊、數字圖像處理模塊、智能判斷決策模塊和機械控制執行模塊。
機器視覺系統最基本的特點就是提高生產的靈活性和自動化程度。在一些不適于人工作業的危險工作環境或者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。同時，在大批量重復性工業生產過程中，用機器視覺檢測方法可以大大提高生產的效率和自動化程度。
基本構造 編輯本段
一個典型的工業機器視覺系統包括：光源、鏡頭（定焦鏡頭、變倍鏡頭、遠心鏡頭、顯微鏡頭）、相機（包括CCD相機和COMS相機）、圖像處理單元（或圖像捕獲卡）、圖像處理軟件、監視器、通訊 / 輸入輸出單元等。
系統可再分為
一、采集和分析分開的系統。
主端電腦（Host Computer)
影像擷取卡（Frame Grabber)與影像處理器
影像攝影機
定焦鏡頭鏡頭
顯微鏡頭
照明設備
Halogen光源LED光源
高周波螢光燈源
閃光燈源
其他特殊光源
影像顯示器
LCD
機構及控制系統
PLC、PC-Base控制器
精密桌臺
伺服運動機臺
二、采集和分析一體的系統
智能相機（圖像采集和分析一體）
其他配套外圍設備：光源、顯示、PLC控制系統等等。
工作原理 編輯本段
機器視覺檢測系統采用CCD照相機將被檢測的目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統，根據像素分布和亮度、顏色等信息，轉變成數字化信號，圖像處理系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，如面積、數量、位置、長度，再根據預設的允許度和其他條件輸出結果，包括尺寸、角度、個數、合格 / 不合格、有 / 無等，實現自動識別功能。
典型結構 編輯本段
一個典型的機器視覺系統包括以下五大塊：
照明
照明是影響機器視覺系統輸入的重要因素，它直接影響輸入數據的質量和應用效果。由于沒有通用的機器視覺照明設備，所以針對每個特定的應用實例，要選擇相應的照明裝置，以達到最佳效果。光源可分為可見光和不可見光。常用的幾種可見光源是白熾燈、日光燈、水銀燈和鈉光燈。可見光的缺點是光能不能保持穩定。如何使光能在一定的程度上保持穩定，是實用化過程中急需要解決的問題。另一方面，環境光有可能影響圖像的質量，所以可采用加防護屏的方法來減少環境光的影響。照明系統按其照射方法可分為：背向照明、前向照明、結構光和頻閃光照明等。其中，背向照明是被測物放在光源和攝像機之間，它的優點是能獲得高對比度的圖像。前向照明是光源和攝像機位于被測物的同側，這種方式便于安裝。結構光照明是將光柵或線光源等投射到被測物上，根據它們產生的畸變，解調出被測物的三維信息。頻閃光照明是將高頻率的光脈沖照射到物體上，攝像機拍攝要求與光源同步。
鏡頭
FOV（Field of Vision）=所需分辨率*亞象素*相機尺寸/PRTM（零件測量公差比）
鏡頭選擇應注意：
①焦距②目標高度③影像高度④放大倍數⑤影像至目標的距離⑥中心點/節點⑦畸變
視覺檢測中如何確定鏡頭的焦距
為特定的應用場合選擇合適的工業鏡頭時必須考慮以下因素：
·視野-被成像區域的大小。
·工作距離(WD)-攝像機鏡頭與被觀察物體或區域之間的距離。
·CCD-攝像機成像傳感器裝置的尺寸。
·這些因素必須采取一致的方式對待。如果在測量物體的寬度，則需要使用水平方向的CCD規格，等等。如果以英寸為單位進行測量，則以英尺進行計算，最后再轉換為毫米。
參考如下例子：有一臺1/3” C 型安裝的 CCD 攝像機（水平方向為 4.8 毫米）。物體到鏡頭前部的距離為 12”（305 毫米）。視野或物體的尺寸為2.5”（64 毫米）。換算系數為 1” = 25.4 毫米（經過圓整）。
FL = 4.8 毫米 x 305 毫米 / 64 毫米
FL = 1464 毫米 / 64 毫米
FL = 按 23 毫米鏡頭的要求
FL = 0.19” x 12” / 2.5”
FL = 2.28” / 2.5”
FL = 0.912” x 25.4 毫米/inch
FL = 按 23 毫米鏡頭的要求
注：勿將工作距離與物體到像的距離混淆。工作距離是從工業鏡頭前部到被觀察物體之間的距離。而物體到像的距離是 CCD 傳感器到物體之間的距離。計算要求的工業鏡頭焦距時，必須使用工作距離
高速相機
按照不同標準可分為：標準分辨率數字相機和模擬相機等。要根據不同的實際應用場合選不同的相機和高分辨率相機：
按成像色彩劃分，可分為彩色相機和黑白相機；
按分辨率劃分，像素數在38萬以下的為普通型，像素數在38萬以上的高分辨率型；
按光敏面尺寸大小劃分，可分為1/4、1/3、1/2、1英寸相機；
按掃描方式劃分，可分為行掃描相機（線陣相機）和面掃描相機（面陣相機）兩種方式；（面掃描相機又可分為隔行掃描相機和逐行掃描相機）；
按同步方式劃分，可分為普通相機（內同步）和具有外同步功能的相機等。
圖像采集卡
圖像采集卡只是完整的機器視覺系統的一個部件，但是它扮演一個非常重要的角色。圖像采集卡直接決定了攝像頭的接口：黑白、彩色、模擬、數字等等。
比較典型的是PCI或AGP兼容的捕獲卡，可以將圖像迅速地傳送到計算機存儲器進行處理。有些采集卡有內置的多路開關。例如，可以連接8個不同的攝像機，然后告訴采集卡采用那一個相機抓拍到的信息。有些采集卡有內置的數字輸入以觸發采集卡進行捕捉，當采集卡抓拍圖像時數字輸出口就觸發閘門。
視覺處理器
視覺處理器集采集卡與處理器于一體。以往計算機速度較慢時，采用視覺處理器加快視覺處理任務。采集卡傳輸圖像到存儲器，進而計算分析。當前主流配置的PLC，且配置較高，視覺處理器已經幾乎退出市場。
?應用領域 編輯本段
機器視覺的應用主要有檢測和機器人視覺兩個方面：
⒈ 檢測：又可分為高精度定量檢測（例如顯微照片的細胞分類、機械零部件的尺寸和位置測量）和不用量器的定性或半定量檢測（例如產品的外觀檢查、裝配線上的零部件識別定位、缺陷性檢測與裝配完全性檢測）。
⒉機器人視覺：用于指引機器人在大范圍內的操作和行動，如從料斗送出的雜亂工件堆中揀取工件并按一定的方位放在傳輸帶或其他設備上（即料斗揀取問題）。至于小范圍內的操作和行動，還需要借助于觸覺傳感技術。
此外還有：
1自動光學檢查
2人臉識別
3無人駕駛汽車
4產品質量等級分類
5印刷品質量自動化檢測
6文字識別
7紋理識別
8追蹤定位......
等機器視覺圖像識別的應用。
【機器視覺特點】
⒈攝像機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系統根據操作者選擇不同尺寸的工件，調用相應視覺程序進行尺寸檢測，并輸出結果；
⒋針對不同尺寸的零件，排序裝置和輸送裝置可以精確調整料道的寬度，使零件在固定路徑上運動并進行視覺檢測；
⒌機器視覺系統分辨率達到2448×2048，動態檢測精度可以達到0.02mm；
⒍廢品漏檢率為0；
⒎本系統可通過顯示圖像監視檢測過程，也可通過界面顯示的檢測數據動態查看檢測結果；
⒏具有對錯誤工件及時準確發出剔除控制信號、剔除廢品的功能；
⒐系統能夠自檢其主要設備的狀態是否正常，配有狀態指示燈；同時能夠設置系統維護人員、使用人員不同的操作權限；
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；
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