工業(yè)機(jī)器人視頻系統(tǒng)就是利用各種傳感器代替人眼來作各種測(cè)量和判斷蝎疹。視覺系統(tǒng)在機(jī)器人技術(shù)中具有重要的作用啸需。

依據(jù)視覺傳感器的數(shù)量和特性，主流的工業(yè)機(jī)器人視覺系統(tǒng)分別有全景視覺眼栽、單目視覺俱菜、雙目立體視覺、多目視覺和混合視覺系統(tǒng)等贸渐。

全景視覺

全景視覺系統(tǒng)是具有較大水平視場(chǎng)的多方向成像系統(tǒng)恕琅，突出的優(yōu)點(diǎn)是有較大的視場(chǎng)，可以達(dá)到360度当盘，這是其他常規(guī)鏡頭無法比擬的接窍，全景視覺系統(tǒng)可以通過圖像拼的方法或者通過折反射光學(xué)元件實(shí)現(xiàn)渣雁。圖像拼接的方法使用單個(gè)或多個(gè)相機(jī)旋轉(zhuǎn)，對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行大角度掃描川霞，獲取不同方向上連續(xù)的多幀圖像兑蹦，再用拼接技術(shù)得到全景圖。折反射全景視覺系統(tǒng)由CCD攝像機(jī)勇垛、折反射光學(xué)元件等組成脖母，利用反射鏡成像原理，可以觀察360度場(chǎng)景闲孤，成像速度快谆级，能達(dá)到實(shí)時(shí)要求，具有十分重要的應(yīng)用前景讼积，可以應(yīng)用在機(jī)器人導(dǎo)航中肥照。全景視覺系統(tǒng)本質(zhì)上也是一種單目視覺系統(tǒng)，也無法得到場(chǎng)景的深度信息勤众。其另一個(gè)特點(diǎn)是獲取的圖像分辨率較低舆绎，并且圖像存在很大的畸變，從而會(huì)影響圖像處理的穩(wěn)定性和精度决摧。在進(jìn)行圖像處理時(shí)首先需要根據(jù)成像模型對(duì)畸變圖像進(jìn)行校正亿蒸，這種較正過程不但會(huì)影響視覺系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，而且還會(huì)造成信息的損失掌桩。另外這種視覺系統(tǒng)對(duì)全景反射鏡的加工精度要求很多边锁，若雙曲反射鏡面的精度達(dá)不到要求，利用理想模型對(duì)圖像校正則會(huì)存在較大偏差波岛。

單目視覺

單目視覺系統(tǒng)只使用一個(gè)視覺傳感器乾哆。單目視覺系統(tǒng)在成像過程中由于從三維客觀世界投影到N維圖像上，從而損失了深度信息锅吝，這是此類視覺系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)( 盡管如此翩愧，單目視覺系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、算法成熟且計(jì)算量較小询晦，在自主移動(dòng)機(jī)器人中已得到廣泛應(yīng)用坑箭，如用于目標(biāo)跟蹤、基于單目特征的室內(nèi)定位導(dǎo)航等捉泣。同時(shí)弹臂，單目視覺是其他類型視覺系統(tǒng)的基礎(chǔ)，如雙目立體視覺舵素、多目視覺等都是在單目視覺系統(tǒng)的基礎(chǔ)上梨伸，通過附加其他手段和措施而實(shí)現(xiàn)的。

雙目立體視覺

雙目視覺系統(tǒng)由兩個(gè)攝像機(jī)組成，利用三角測(cè)量原理獲得場(chǎng)景的深度信息痪罐，并且可以重建周圍景物的三維形狀和位置逸萄，類似人眼的體視功能，原理簡(jiǎn)單竭鞍。雙目 視覺系統(tǒng)需要精確地知道兩個(gè)攝像機(jī)之間的空間位置關(guān)系板惑，而且場(chǎng)景環(huán)境的3D信息需要兩 個(gè)攝像機(jī)從不同角度，同時(shí)拍攝同一場(chǎng)景的兩幅圖像笼蛛，并進(jìn)行復(fù)雜的匹配洒放，才能準(zhǔn)確得到 立體視覺系統(tǒng)能夠比較準(zhǔn)確地恢復(fù)視覺場(chǎng)景的三維信息，在移動(dòng)機(jī)器人定位導(dǎo)航滨砍、避障和地圖構(gòu)建等方面得到了廣泛的應(yīng)用用。然而妖异，立體視覺系統(tǒng)的難點(diǎn)是對(duì)應(yīng)點(diǎn)匹配的問題惋戏，該問題在很大程度上制約著立體視覺在機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

多目視覺系統(tǒng)

多目視覺系統(tǒng)采用三個(gè)或三個(gè)以上攝像機(jī)他膳，三目視覺系統(tǒng)居多响逢，主要用來解決又目立體視覺系統(tǒng)中匹配多義性的問題，提高匹配精度棕孙。多目視覺系統(tǒng)最早由莫拉維克研究舔亭，他為"Stanford Cart"研制的視覺導(dǎo)航系統(tǒng)采用單個(gè)攝像機(jī)的“滑動(dòng)立體視覺”來實(shí)現(xiàn)，雅西達(dá)提出了三目立體視覺系統(tǒng)解決對(duì)應(yīng)點(diǎn)匹配的問題椅洗，真正突破了《目立體視覺系統(tǒng)的局限巧焕，并指出以邊界點(diǎn)作為匹配特征的三目視覺系統(tǒng)中，其三元的配的準(zhǔn)確率比較高耍缩，艾雅湜提出了用多邊形近似宕的邊界點(diǎn)段作為特征的三目匹配算法转甥，并用到移動(dòng)機(jī)器人中，取得了較好的效果交印，三目視覺系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是充分利用了第三個(gè)攝像機(jī)的信息享立，減少了錯(cuò)誤匹配，解決了雙目視覺系統(tǒng)匹配的多義性丘梭，提高了定位精度嫂镇，但三目視覺系統(tǒng)要合理安置三個(gè)攝像機(jī)的相對(duì)位置，其結(jié)構(gòu)配置比雙目視覺系統(tǒng)更煩瑣柄叹，而且匹配算法更復(fù)雜需要 消耗更多的時(shí)間竞茂，實(shí)時(shí)性更差。

混合視覺系統(tǒng)

混合視覺系統(tǒng)哪蒙，混合視覺系統(tǒng)吸收各種視覺系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)斜劳，采用兩種或兩種以上的視覺系統(tǒng)組成復(fù)合視覺系統(tǒng)，多采用單目或雙目視覺系統(tǒng)，同時(shí)配備其他視覺系統(tǒng)揍瑟。全景視覺系統(tǒng)由球面反射系統(tǒng)組成白翻，其中全景視覺系統(tǒng)提供大視角的環(huán)境信息，雙目立體視覺系統(tǒng)和激光測(cè)距儀檢測(cè)近距離的障礙物绢片，清化大學(xué)的朱志剛使用一個(gè)攝像機(jī)研制了多尺度視覺傳感系統(tǒng)POST,實(shí)現(xiàn)了雙目注視滤馍、全方位環(huán)視和左右兩側(cè)的時(shí)代全景成像，為機(jī)器人提供了導(dǎo)航底循。全景視覺系統(tǒng)具有全景視覺系統(tǒng)視場(chǎng)范圍大的優(yōu)點(diǎn)巢株，同時(shí)又具備雙目視覺系統(tǒng)精度高的長(zhǎng)處，但是該類系統(tǒng)配置復(fù)雜熙涤，費(fèi)用比較高阁苞。

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