工業(yè)視覺應(yīng)用一般分成四大類：定位、測量、檢測和識(shí)別，其中測量對(duì)光照的穩(wěn)定性要求最高纸兔。

機(jī)器視覺系統(tǒng)的組成

機(jī)器視覺系統(tǒng)是指用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)人的視覺功能，也就是用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)對(duì)客觀的三維世界的識(shí)別否副。按現(xiàn)在的理解汉矿，人類視覺系統(tǒng)的感受部分是視網(wǎng)膜，它是一個(gè)三維采樣系統(tǒng)备禀。三維物體的可見部分投影到網(wǎng)膜上洲拇，人們按照投影到視網(wǎng)膜上的二維的像來對(duì)該物體進(jìn)行三維理解。所謂三維理解是指對(duì)被觀察對(duì)象的形狀曲尸、尺寸赋续、離開觀察點(diǎn)的距離、質(zhì)地和運(yùn)動(dòng)特征（方向和速度）等的理解。

機(jī)器視覺系統(tǒng)的輸入裝置可以是攝像機(jī)纽乱、轉(zhuǎn)鼓等蛾绎，它們都把三維的影像作為輸入源，即輸入計(jì)算機(jī)的就是三維管觀世界的二維投影鸦列。如果把三維客觀世界到二維投影像看作是一種正變換的話租冠，則機(jī)器視覺系統(tǒng)所要做的是從這種二維投影圖像到三維客觀世界的逆變換，也就是根據(jù)這種二維投影圖像去重建三維的客觀世界策退。

機(jī)器視覺系統(tǒng)主要由三部分組成：圖像的獲取振沾、圖像的處理和分析、輸出或顯示柳竟。

將近80%的工業(yè)視覺系統(tǒng)主要用在檢測方面，包括用于提高生產(chǎn)效率肩卡、控制生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品質(zhì)量慰乾、采集產(chǎn)品數(shù)據(jù)等。產(chǎn)品的分類和選擇也集成于檢測功能中嗦忍。下面通過一個(gè)用于生產(chǎn)線上的單攝像機(jī)視覺系統(tǒng)殊童，說明系統(tǒng)的組成及功能。

視覺系統(tǒng)檢測生產(chǎn)線上的產(chǎn)品阿绣，決定產(chǎn)品是否符合質(zhì)量要求海泵，并根據(jù)結(jié)果，產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)輸入上位機(jī)郁邪。圖像獲取設(shè)備包括光源围婴、攝像機(jī)等；圖像處理設(shè)備包括相應(yīng)的軟件和硬件系統(tǒng)昧识；輸出設(shè)備是與制造過程相連的有關(guān)系統(tǒng)钠四，包括過程控制器和報(bào)警裝置等。數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)跪楞，進(jìn)行分析和產(chǎn)品控制缀去，若發(fā)現(xiàn)不合格品，則報(bào)警器告警甸祭，并將其排除出生產(chǎn)線缕碎。機(jī)器視覺的結(jié)果是CAQ系統(tǒng)的質(zhì)量信息來源，也可以和CIMS其它系統(tǒng)集成池户。

那么咏雌，機(jī)器視覺系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)都有哪些？本文主要總結(jié)了以下五點(diǎn)：

第一：打光的穩(wěn)定性：

工業(yè)視覺應(yīng)用一般分成四大類：定位煞檩、測量处嫌、檢測和識(shí)別，其中測量對(duì)光照的穩(wěn)定性要求最高，因?yàn)楣庹罩灰l(fā)生10-20%的變化熏迹，測量結(jié)果將可能偏差出1-2個(gè)像素檐薯，這不是軟件的問題，這是光照變化挫勿，導(dǎo)致了圖像上邊緣位置發(fā)生了變化上辖，即使再厲害的軟件也解決不了問題，必須從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度琴哗，排除環(huán)境光的干擾绎探，同時(shí)要保證主動(dòng)照明光源的發(fā)光穩(wěn)定性。當(dāng)然通過硬件相機(jī)分辨率的提升也是提高精度吟叙，抗環(huán)境干擾的一種辦法了闲堆。比如之前的相機(jī)對(duì)應(yīng)物空間尺寸是1個(gè)像素10um，而通過提升分辨率后變成1個(gè)像素5um揍丘，精度近似可以認(rèn)為提升1倍捍辫，對(duì)環(huán)境的干擾自然增強(qiáng)了。

第二：工件位置的不一致性

一般做測量的項(xiàng)目楞庸，無論是離線檢測沉年，還是在線檢測，只要是全自動(dòng)化的檢測設(shè)備晾胡，首先做的第一步工作都是要能找到待測目標(biāo)物脾婚。每次待測目標(biāo)物出現(xiàn)在拍攝視場中時(shí)，要能精確知道待測目標(biāo)物在哪里罢猪，即使你使用一些機(jī)械夾具等近她，也不能特別高精度保證待測目標(biāo)物每次都出現(xiàn)在同一位置的，這就需要用到定位功能膳帕，如果定位不準(zhǔn)確泄私，可能測量工具出現(xiàn)的位置就不準(zhǔn)確，測量結(jié)果有時(shí)會(huì)有較大偏差

第三：標(biāo)定

一般在高精度測量時(shí)需要做以下幾個(gè)標(biāo)定备闲，一光學(xué)畸變標(biāo)定（如果您不是用的軟件鏡頭晌端，一般都必須標(biāo)定），二投影畸變的標(biāo)定恬砂，也就是因?yàn)槟惭b位置誤差代表的圖像畸變校正咧纠，三物像空間的標(biāo)定，也就是具體算出每個(gè)像素對(duì)應(yīng)物空間的尺寸泻骤。

不過目前的標(biāo)定算法都是基于平面的標(biāo)定漆羔，如果待測量的物理不是平面的，標(biāo)定就會(huì)需要作一些特種算法來處理狱掂，通常的標(biāo)定算法是解決不了的演痒。

此外有些標(biāo)定亲轨，因?yàn)椴环矫媸褂脴?biāo)定板，也必須設(shè)計(jì)特殊的標(biāo)定方法深牲，因此標(biāo)定不一定能通過軟件中已有的標(biāo)定算法全部解決熬席。

第四：物體的運(yùn)動(dòng)速度

如果被測量的物體不是靜止的，而是在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)辽松，那么一定要考慮運(yùn)動(dòng)模糊對(duì)圖像精度（模糊像素=物體運(yùn)動(dòng)速度*相機(jī)曝光時(shí)間）贝狈，這也不是軟件能夠解決的。

第五：軟件的測量精度

在測量應(yīng)用中軟件的精度只能按照1/2—1/4個(gè)像素考慮裸努，最好按照1/2芦终，而不能向定位應(yīng)用一樣達(dá)到1/10-1/30個(gè)像素精度，因?yàn)闇y量應(yīng)用中軟件能夠從圖像上提取的特征點(diǎn)非常少垃桨。

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