機器視覺基本原理

　　機器視覺就是機器的視覺，換句話說：就是將視覺感知賦予機器，使機器具有和生物視覺系統類似的場景感知能力。

　　視覺是我們最強大的感知方式，我們可以在不實際接觸的情況下，通過視覺感知的方式獲取周圍環境的很多信息。在計算機出現后，人們開始嘗試將視覺感知能力賦予機器。

　　由于生物視覺系統非常復雜，我們目前還不能使得某一機器系統完全具備這一強大的視覺感知能力。我們現階段還是致力于：構建一個在可控環境中處理特定任務的機器視覺系統。由于工業中的視覺環境可控，并且處理任務特定，所以現如今大部分的機器視覺被應用在工業當中。

　　機器視覺的任務

　　機器視覺的主要任務：通過分析圖像，對圖像中所涉及到的場景或物體生成一組描述信息。

　　也就是說，機器視覺系統的輸入是圖像（或者圖像序列），輸出是對這些圖像的感知描述。這組描述與這些圖像中的物體或場景息息相關，并且這些描述可以幫助機器來完成特定的后續任務，指導機器人系統與周圍的環境進行交互。

　　舉個例子：指導機器手臂按要求抓取傳送帶上的零件。零件的種類、位置和朝向是任意的，那么當傳送帶上零件經過上方攝像頭時，通過機器視覺就可以生成零件的一組描述：種類、位置和朝向，從而指導機器手臂按要求進行抓取。下面給出機器視覺系統的示意圖。

　　機器視覺的基本工作過程是怎樣的

　　機器視覺是工業自動化的一個分支，我們來了解一下機器視覺的工作流程是怎么樣的。

　　1：首先通過工件檢測器檢測物體是否接近或運動到攝像機視野的中心，如果是，向圖像采集卡發送觸發脈沖信號；

　　2：圖像采集卡按照設計人員預先設定的程序和延時，分別向攝像機或照明設備發出啟動脈沖，但也有攝像機和照明設備在系統初始化話時，就開始啟動；

　　3：攝像機停止目前的掃描，重新開始新的一幀掃描；有的時候需要攝像機在啟動脈沖來到之前一直處于等待狀態，啟動脈沖到來后啟動以幀掃描；

　　4：如果所采用的策略是曝光策略，那么在攝像機開始新的一幀掃描之前，要打開曝光結構，其曝光時間要根據你的實際需要通過程序或者硬件設定好；

　　5：如果采用曝光策略的話，要用另一個啟動脈沖打開照明設備，特別要保持啟動時間應該與攝像機曝光時間匹配；

　　6：攝像機曝光后，正式開始一幀圖像的掃描和輸出；

　　7：如果攝像機輸出的是模擬信號，圖像采集卡就把從攝像機接受過來的信號進行A/D轉化將其數字化，如果輸出的是數字信號，這樣就省圖像采集卡的事情拉；

　　8：圖像采集卡將圖像信號送到緩沖器、處理器或者計算機的內存中，以便圖像的處理和顯示；

　　9：處理器或者計算機對圖像進行處理、分析、識別以得到測量結果或邏輯控制量，然后根據這些結果進行處理以控制別的裝置（比如機械裝置等）來完成相關動作，進行定位。糾正運動的誤差等等，比如修正機器手臂的位置。

　　從上述的工作流程可以看出，機器視覺是一種比較復雜的系統。因為大多數系統監控對象都是運動物體，系統與運動物體的匹配和協調動作尤為重要，所以給系統各部分的動作時間和處理速度帶來了嚴格的要求。

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