如果說機器視覺是全球智(zhi)能的(de)“慧(hui)眼(yan)”，那麼視覺傳感器就是機(ji)器視覺的“眼(yan)球”。視覺傳感器虽(sui)然出現(xian)於50年代后期(qi)，但由於其精準性、易用(yong)性、功能豐富及成本合理(li)的特點(dian)，发展十分迅(xun)速，被廣泛地被應用於機(ji)器人視覺领域(yu)，是機器人中最重要的傳感器之一。
原理與結構
“視(shi)覺傳感器是整個機器(qi)視覺系統信息的直接來源，其主要功能就是获取(qu)足够的機器視覺(jue)系統要處理的最原始圖像，再將其與内存中存储的基準圖像進行比(bi)较，以做出分(fen)析，為后面的智能系統提供視覺(jue)判断(duan)依據。
視覺傳感器能够从一整幅圖像(xiang)捕获光線(xian)的数以千計的像素，圖像的清晰和細(xi)腻程度通常(chang)用分辨率來衡量，以像素数(shu)量表示。部(bu)分視覺傳(chuan)感器能够捕获的像素值很高，无论距离(li)目標数米或数厘(li)米远，傳(chuan)感(gan)器都能“看到”十分細腻(ni)的目標圖像。在捕获圖像之后，視覺傳感器將其與内存(cun)中存储的基(ji)準圖像進行比较，以做出分(fen)析，判断其與標準圖像是否相同。
視覺傳感器原理圖
如上圖(tu)所示(shi)，視覺傳感器的基本(ben)結構(gou)與人眼接受、處(chu)理圖像(xiang)的過程類似，主要(yao)有照明、相機(ji)、控(kong)製器三部分組(zu)成。工作時首先照明部分將物(wu)體照(zhao)亮，然后相機部分將物(wu)體的反射光轉(zhuan)化為電子信號，再(zai)由控製(zhi)器部分對電子信號進行分析處理。
高速視覺傳感器
近年來，随着人工智(zhi)能的(de)高速发展，機器(qi)視覺系統行業也開始取得了許多创新性的突破。為了打破現(xian)有視覺傳感器无法捕获快速(su)移動的物體或現象和只能重复特定動作的局限，日前出現了一種(zhong)全新高速(su)視覺傳感器，该傳感器可以每秒1000帧的速度對物體進行檢測和跟蹤，可能讓機器人能够實時(shi)快速地對運動中(zhong)的對象作出反應，讓視覺傳感(gan)器也變的(de)更加智能。
精彩視頻——機器人+高速視覺檢測：
从結構來看，高速視覺傳(chuan)感器為堆(dui)叠式構造，具有(you)背照式(shi)像素阵列和信號處理電路層。電路(lu)層配有影像處理電(dian)路和可编程列並行處理器，可進行高速目標檢測和跟蹤。基(ji)於背照式像素阵列，这種構(gou)造可實現高灵(ling)敏度成像，檢測和跟蹤目標(biao)的速(su)度為每秒1000帧。
在此之前，裝有30fps處理的影像傳感器系統並不总是能(neng)够捕获快(kuai)速移動的物體或現象。在1,000fps下，視覺傳感器成像(xiang)速度比傳統芯片快約33倍，可以捕获快(kuai)速移動的物體，並从(cong)影像信(xin)息中檢測物體，同時使用(yong)高速處理功(gong)能提取質心、力矩和運動矢量等(deng)信息。
在視頻中我們可以看(kan)到，在快速(su)劃(hua)過的硬幣当中，系統能對每一枚硬幣進行识別，並能跟蹤(zong)硬幣的轨迹，整(zheng)個過程中无(wu)需終止硬幣運動就能檢查硬幣的一些項目情况。
傳統的工業機(ji)器人一般通過使用程(cheng)序的既定運動坐標來工作，反(fan)饋较慢。如果在檢測工廠和其它地方(fang)生產線异常(chang)或故障時发生延误，可能會產生致命(ming)的結果。高速視覺(jue)傳感器所具備的高(gao)速跟蹤功能，能够瞬間捕获异常或故障，處理結果从傳感器逐帧輸出，以比傳統方法更(geng)快的時間反(fan)饋到系統，从而讓系(xi)統做出判断(duan)。甚至視覺傳感器内部芯片本身可以(yi)自行處理(li)圖像，所(suo)以人們(men)无需過分地將圖像发送到單独的計算機内進行處理，實現機器人(ren)的(de)實時反饋、自主操(cao)作。
在傳(chuan)統系統中，用於檢測和跟蹤目標的影像處(chu)理必须用電脑等其它設備后(hou)期執行，而將(jiang)傳送影像数據、檢測目標和跟蹤影像處理等功(gong)能集成在一枚芯片上的(de)全新視覺傳感器，改變了这一點。高速視覺傳感器不但使后期設(she)備(bei)變得更紧凑小巧、降低系統整體(ti)能耗，還通過(guo)消除某些物理限製，从而擴展了新系統的開发潜力。
这項技術可(ke)能(neng)會改善未來摄像機的AF系統方(fang)面发挥(hui)作用。此外如(ru)果(guo)把这項機器視覺傳感器技術用在工(gong)業機器人的實時反饋系統上(shang)，利用高速視覺傳感器(qi)的高速跟蹤功能(neng)，實現自主機器人響應移(yi)動和状態的操(cao)作，这有助於機器人工(gong)作更有(you)效率。
