機(ji)器視覺，是經過光學設(she)備(bei)和非接触式的傳感器，自動(dong)地接納和處(chu)理一個實在物體的圖画，以取得所需信息或用於操控機器人運動的設備(bei)。
这是(shi)美國製作工程師协會(SME)機器視覺分會(hui)和美國機器人工業协(xie)會(RIA)主(zhu)動化視覺分會，對機(ji)器視覺的界說(shuo)。
機(ji)器視覺，就是用(yong)機(ji)器代替人眼，來做丈量和(he)判別。本質(zhi)上，機器視覺(jue)是圖画剖析技能在工廠主動(dong)化中的運用，經過運用光學體系、工業数字(zi)相機和圖(tu)画處理东西，來模(mo)擬人的視覺(jue)才干，並做出相應的決議計劃，終究經過指挥某種特定的設備履行这些決(jue)議計劃(hua)。
在現代主(zhu)動化出產過程中，機器視覺現已開端渐(jian)渐代替人工視覺，尤其是在工(gong)况檢測、成品查驗、質量操控(kong)等範畴，運(yun)用廣泛，随着工業4.0年代的到來，这一趨(qu)勢不(bu)可逆轉。
為(wei)什麼要用機器視覺代替人工視(shi)覺
原(yuan)因有許多，以下列出较首要的几點：
1、从出產功率的視點(dian)來說(shuo)，因為操作工在长(zhang)期作業下簡單疲(pi)乏，人工視覺(jue)質量功率低下且精度(du)不高，而機器視覺(jue)可以大大進步出產功率和主動化(hua)程度。
2、从本錢操(cao)控的視點來說，訓練一個合格(ge)的操作工需求企業管(guan)理者花費許多的人力物力，但是單純的訓練還远远(yuan)不(bu)够，后(hou)續還需求花費許(xu)多的時間，使操作工的水平在實践中得到進步。而機器視覺系統只需規劃、調試和操作妥当(dang)，可(ke)以在很长一段時間内不間断運(yun)用，一起保證(zheng)出產作用。
3、在某些特殊工業環境(jing)中施行工况檢測，如(ru)焊接、火药製作(zuo)等(deng)，人工視覺可能會對(dui)操作(zuo)工的人身安全形成要挟，而機器視覺从某種程度上(shang)有效地規避了这(zhe)些危险。
機器視覺包括哪些範畴
一個機器(qi)視覺系統是由不(bu)同的功能模块共同組成，規劃出一個成功(gong)的機器視覺系統，對工程師要(yao)求很高。
一般(ban)來說，機器視覺所包括的(de)專業範(fan)畴如下：
1、電氣工程：用於機器視覺(jue)系統中硬(ying)件和软件的規劃。
2、工程数學：圖画處理技能的根底。
3、物理：照明體系規劃的根底。
4、機械工程：機器(qi)視覺系統最廣泛的運用。好的機器視覺系統能更好地為製作業供給更多有利於進步(bu)產質量量和出產功率的技(ji)能支持。
機器視覺系統的(de)構成(cheng)模块
一個完好的(de)機器(qi)視覺系統一般由光學體系(光源、镜头、工業相機)、圖画(hua)收集單元、圖画處理(li)單元、履行(xing)機構及人機界面(mian)等模块組成，一切功能模块相(xiang)得益彰，缺一不可。
照明(光源)
照明是影響機器視覺系統輸入的重要因素，光源體系的(de)規劃至關重(zhong)要，直接(jie)關系到輸入数據，即圖画(hua)的質量和運用作用(yong)。
工程師需依據用戶(hu)需(xu)求和產品特性，首要断定有效的照明条件，挑選(xuan)相(xiang)應的照明設備，才干保證在此(ci)光照条件下生成的圖画能突顯出用戶需求的(de)方针信息特征。
光源一般分為可见(jian)光源和不(bu)可见光源，工業上常用的可见光源有LED、卤素燈、荧光燈等;不可见(jian)光源首要為近(jin)紅外光、紫外光、X射線等。
LED光源是現在運用最多的機(ji)器視覺光源(yuan)，它具有功(gong)率高、寿命长、防潮(chao)抗震、節能環保等特點，是工程師在規(gui)劃照明體系時的最佳挑(tiao)選。
不可见光源(yuan)首要用來應對一些特定(ding)的需求，如管道焊接工藝的檢測，因為不可见(jian)光的可穿透性(xing)，才干抵達檢測點(dian)。
镜头
镜头是機器視覺系統中的重要組件，其作用是光學成像。
镜头的首(shou)要參数有焦距、景深(DOF，Depth of Field)、分辨率、作業間隔、視場(FOV，Field of View)等。
景深，是指镜(jing)头(tou)可以取得最佳圖画時，被摄物(wu)體离此最佳(jia)焦點前后的間隔規模。
視場，表明(ming)摄像头所能觀測到的最大(da)規模，通常以視(shi)點表明，一般說來，視場越大(da)，觀測(ce)規模越大。
作(zuo)業間隔，是指(zhi)镜头到被摄物體的間(jian)隔，作業間隔越长，本錢越(yue)高。
在規(gui)劃機器視覺系統(tong)時，要挑選參数與用戶需求相匹配的(de)镜头。
工業相機
在機器(qi)視覺系統中工業(ye)相機必不可少，它就像人眼相同，用來捕获圖画。相機按其感光器的不同，可分為：CCD相機;CMOS 相機。
CCD相(xiang)機的本錢较高，但成像質(zhi)量、成像通透性、色(se)彩的豐富性等较CMOS相機超卓許多。CCD相機按其運用的CCD感光元件可分為線阵式和(he)面阵(zhen)式兩大類。
線阵相機，是呈“線”状的，對圖画的信息只能(neng)以行為單(dan)位進行處理，分辨率(lv)高，速度快，首要運用(yong)於工業(ye)、医(yi)疗、科研等範(fan)畴中，相配(pei)套的機器(qi)視覺系統上。
面阵式相機則一次可以取(qu)得整幅圖画的信(xin)息，价格相對廉价。
圖画收集單元
圖画收集單元中最重(zhong)要的元件(jian)是圖画收集卡，它是圖画收集單元與圖画處理單元的接口，用來將收集到(dao)的圖画進行数字化，並(bing)輸入(ru)、存储到核算機中。
圖画處(chu)理單元包含許多圖画處理算法(fa)。在取得圖画后，用这些算法對数字圖画進(jin)行處理，剖析核算，並輸(shu)出成果。
履行機構與人機界面
在完結圖画收集和處理(li)作業之(zhi)后，需求將圖画處理的成果(guo)輸出，並做(zuo)出與成果相匹配的動(dong)作，如(ru)剔(ti)废、報警(jing)等，並經過人(ren)機界面顯現出產(chan)信息。
機器視覺系統的原理
經過光(guang)學體(ti)系，將需求(qiu)拍照的方针變换成(cheng)為圖画信號，再將圖画信號傳送至圖画(hua)收集卡(ka)，並依(yi)據像素散布、亮(liang)度、色彩等信(xin)息(xi)，變换成為(wei)数字信號。
圖画處理單元對这些数字信號(hao)進行有效(xiao)地運算並取得拍照方针的特征值，然(ran)后(hou)依據判別的成果來指挥設備進行相對應的動作。
機器視覺系統的流程
以(yi)安(an)瓿注射剂中异物主動燈檢為例，该機器視覺系統的作業流程如下：
首要，待檢(jian)的安瓿瓶由機械運送設備運送至(zhi)檢測工位，PLC宣布“物體已抵達”信號。
随后，相機(camera and lens)和光源(light source)被触(chu)发並同步敞開，對待檢安瓿瓶中(zhong)液體進行圖画获取(qu)。
接着，获取(qu)到(dao)的药液状態圖画在圖画收集卡(image processing hardware)中進行数(shu)字化，並將被数字化的圖画存(cun)储在核(he)算機中。
然后，所存储的信息被運到圖画(hua)處理(li)软件，對数(shu)字圖画信(xin)號進行處理與异物特征剖析，判別液(ye)體(ti)質量是否符合要求並做出決議計劃，如好(hao)品GOOD，坏品NOTGOOD。
終究，由操控體系，如PLC指挥某(mou)特定設備履(lv)行上述決議計劃，行(xing)將好品和坏品經過不同的輸出通(tong)道分選開來，並在(zai)人機界面上顯(xian)現相關数據。
