机器视觉就是用机器代替人眼来做丈量和判别。机器视觉体系是指经过机器视觉产品（即图画吸取设备，分 CMOS 和CCD 两种）将被吸取方针变换成图画信号，传送给专用的图画处理体系，根据像素散布和亮度、色彩等信息，转变成数字化信号；图画体系对这些信号进行各种运算来抽取方针的特征，进而根据判别的成果来操控现场的设备动作。

机器视觉（Machine vision）

机器视觉体系的特色是进步出产的柔性和自动化程度。在一些不适合于人作业业的风险作业环境或人工视觉难以满意要求的场合，常用机器视觉来代替人工视觉；一起在大批量工业出产进程中，用人工视觉查看产品质量功率低且精度不高，用机器视觉检测办法能够大大进步出产功率和出产的自动化程度。并且机器视觉易于完结信息集成，是完结计算机集成制作的基础技能。正是因为机器视觉体系能够快速获取很多信息，并且易于自动处理，也易于同设计信息以及加工操控信息集成，因而，在现代自动化出产进程中，人们将机器视觉体系广泛地用于工况监督、制品查验和质量操控等范畴。

根本结构

一个典型的工业机器视觉体系包含：光源、镜头、 相机（包含CCD 相机和COMS相机）、图画处理单元（或图画捕获卡）、图画处理软件、监督器、通讯 / 输入输出单元等。

体系可再分为：主端电脑（Host Computer）、印象撷取卡（Frame Grabber）与印象处理器、印象摄影机、CCT镜头、显微镜头、照明设备、Halogen光源、LED光源、高周波萤光灯源、亮光灯源、其他特殊光源、印象显现器、LC机构及操控体系、PLC、PC-Base操控器、精细桌台、伺服运动机台。

作业原理

机器视觉检测体系选用CCD照相机将被检测 的方针变换成图画信号，传送给专用的图画处理体系，根据像素散布和亮度、色彩等信息，转变成数字化信号，图画处理体系对这些信号进行各种运算来抽取方针的特征，如面积、数量、方位、长度，再根据预设的答应度和其他条件输出成果，包含尺度、视点、个数、合格 / 不合格、有 / 无等，完结自动辨认功用。

照明

照明是影响机器视觉体系输入的重要因素，它直接影响输入数据的质量和运用效果。因为没有通用的机器视觉照明设备，所以针对每个特定的运用实例，要挑选相应的照明设备，以到达最佳效果。光源可分为可见光和不可见光。常用的几种可见光源是白帜灯、日光灯、水银灯和钠光灯。可见光的缺点是光能不能保持安稳。怎么使光能在必定的程度上保持安稳，是实用化进程中急需求处理的问题。另一方面，环境光有可能影响图画的质量，所以可选用加防护屏的办法来减少环境光的影响。照明体系按其照耀办法可分为：背向照明、前向照明、结构光和频亮光照明等。其中，背向照明是被测物放在光源和摄像机之间，它的长处是能获得高对比度的图画。前向照明是光源和摄像机坐落被测物的同侧，这种办法便于设备。结构光照明是将光栅或线光源等投射到被测物上，根据它们发生的畸变，解调出被测物的三维信息。频亮光照明是将高频率的光脉冲照耀到物体上，摄像机摄影要求与光源同步。

镜头

FOV（Field Of Vision）=所需分辨率*亚象素*相机尺度/PRTM（零件丈量公役比）镜头挑选应留意：①焦距②方针高度 ③印象高度 ④放大倍数 ⑤印象至方针的间隔 ⑥中心点 /节点 ⑦畸变

相机

依照不同规范可分为：规范分辨率数字相机和模仿相机等。要根据不同的实践运用场合选不同的相机和高分辨率相机：线扫描CCD和面阵CCD；单色相机和五颜六色相机。

图画采集卡

图画采集卡仅仅完好的机器视觉体系的一个部件，可是它扮演一个非常重要的人物。图画采集卡直接决议了摄像头的接口：是非、五颜六色、模仿、数字等等。

比较典型的是PCI或AGP兼容的捕获卡，能够将图画迅速地传送到计算机存储器进行处理。有些采集卡有内置的多路开关。例如，能够衔接8个不同的摄像机，然后通知采集卡选用那一个相机抓拍到的信息。有些采集卡有内置的数字输入以触发采集卡进行捕捉，当采集卡抓拍图画时数字输出口就触发闸口。

视觉处理器

视觉处理器集采集卡与处理器于一体。以往计算机速度较慢时，选用视觉处理器加速视觉处理任务。现在因为采集卡能够快速传输图画到存储器，并且计算机也快多了，所以现在视觉处理器用的较少了。

运用范畴

机器视觉的运用首要有检测和机器人视觉两个方面：

1. 检测：又可分为高精度定量检测（例如显微照片的细胞分类、机械零部件的尺度和方位丈量）和不必量器的定性或半定量检测（例如产品的外观查看、装置线上的零部件辨认定位、缺点性检测与装置完全性检测）。

2. 机器人视觉：用于指引机器人在大规模内的操作和举动，如从料斗送出的凌乱工件堆中拣取工件并按必定的方位放在传输带或其他设备上（即料斗拣取问题）。至于小规模内的操作和举动，还需求借助于触觉传感技能。

此外还有：（1）自动光学查看（2）人脸侦测（3）无人驾驶轿车

机器视觉特色

1.摄像机的摄影速度自动与被测物的速度相匹配，摄影到抱负的图画；

2.零件的尺度规模为2.4mm到12mm，厚度能够不同；

3.体系根据操作者挑选不同尺度的工件，调用相应视觉程序进行尺度检测，并输出成果；

4.针对不同尺度的零件，排序设备和输送设备能够准确调整料道的宽度，使零件在固定途径上运动并进行视觉检测；

5.机器视觉体系分辨率到达1600×1200，动态检测精度能够到达0.02mm；

6.废品漏检率为0；

7.本体系可经过显现图画监督检测进程，也可经过界面显现的检测数据动态查看检测成果；

8.具有对过错工件及时准确宣布除掉操控信号、除掉废品的功用；

9.体系能够自检其首要设备的状况是否正常，配有状况指示灯；一起能够设置体系维护人员、运用人员不同的操作权限；

10.实时显现检测画面，中文界面，能够阅读最近几回不合格品的图画，具有能够存储和实时观察过错工件图画的功用；

11.能生成过错成果信息文件，包含对应的过错图画，并能打印输出。

运用实例

1. 根据机器视觉的外表板总成智能集成测验体系

EQ140-II轿车外表板总成是我国某轿车公司出产的外表产品，外表板上设备有速度里程表、水温表、汽油表、电流表、信号报警灯等，其出产批量大，出厂前需求进行一次质量终检。检测项目包含：检测速度表等五个外表指针的指示差错；检测24个信号报警灯和若干照明9灯是否损坏或漏装。一般选用人工目测办法查看，差错大，牢靠性差，不能满意自动化出产的需求。根据机器视觉的智能集成测验体系，改变了这种现状，完结了对外表板总成智能化、全自动、高精度、快速质量检测，克服了人工检测所形成的各种差错，大大进步了检测功率。

整个体系分为四个部分：为外表板供给模仿信号源的集成化多路规范信号源、具有图画信息反馈定位的双坐标CNC体系、摄像机图画获取体系和主从机平行处理体系。

2. 金属板外表自动控伤体系

金属板如大型电力变压器线圈扁平线收音机模糊皮等的外表质量都有很高的要求，但原始的选用人工目视或用百分表加控针的检测办法不仅易受主观因素的影响，并且可能会绘被测外表带来新的划伤。金属板外表自动探伤体系使用机器视觉技能对金属外表缺点进行自动查看，在出产进程中高速、准确地进行检测，一起因为选用非接角式丈量，避免了发生新划伤的可能。其作业原理图如图8-6所示；在此体系中，选用激光器作为光源，经过针孔滤波器滤除激光束周围的杂散光，扩束镜和准直镜使激光束变为平行光并以45度的入射角均匀照明被查看的金属板外表。金属板放在查验台上。查验台可在X、Y、Z三个方向上移动，摄像机选用TCD142D型2048线陈CCD，镜头选用一般照相机镜头。CCD接口电路选用单片机体系。主机PC机首要完结图画预处理及缺点的分类或划痕的深度运算等，并可将检测到的缺点或划痕图画在显现器上显现。CCD接口电路和PC机之间经过RS-232口进行双向通讯，结合异步A/D变换办法，构成人机交互式的数据采集与处理。

该体系首要使用线阵CCD的自扫描特性与被查看钢板X方向的移动相结合，获得金属板外表的三维图画信息。

3. 轿车车身检测体系

英国ROVER轿车公司800系列轿车车身概括尺度精度的100%在线检测，是机器视觉体系用于工业检测中的一个较为典型的比如，该体系由62个丈量单元组成，每个丈量单元包含一台激光器和一个CCD摄像机，用以检测车身外壳上288个丈量点。轿车车身置于丈量框架下，经过软件校准车身的准确方位。

丈量单元的校准将会影响检测精度，因而遭到特别注重。每个激光器/摄像机单元均在离线状况下经过校准。一起还有一个在离线状况下用三坐标丈量机校准过的校准设备，可对摄像顶进行在线校准。

检测体系以每40秒检测一个车身的速度，检测三种类型的车身。体系将检测成果与人、从CAD模型中撮出来的合格尺度相比较，丈量精度为±0.1mm。　ROVER的质量检测人员用该体系来判别要害部分的尺度一致性，如车身全体外型、门、玻璃窗口等。实践证明，该体系是成功的，并将用于ROVER公司其它体系列轿车的车身检测。

4. 纸币印刷质量检测体系

该体系使用图画处理技能，经过对纸币出产流水线上的纸币20多项特征（号码、盲文、色彩、图画等）进行比较剖析，检测纸币的质量，代替传统的人眼区分的办法。

5. 智能交通办理体系

经过在交通要道放置摄像头，当有违章车辆（如闯红灯）时，摄像头将车辆的车牌摄影下来，传输给中心办理体系，体系使用图画处理技能，对摄影的图片进行剖析，提取出车商标，存储在数据库中，能够供办理人员进行检索。

6.金相剖析

金相图象剖析体系能对金属或其它资料的基体安排、杂质含量、安排成分等进行准确、客观地剖析，为产品质量供给牢靠的根据。

7. 医疗图画剖析

血液细胞自动分类计数、染色体剖析、癌症细胞辨认等。

8. 瓶装啤酒出产流水线检测体系

能够检测啤酒是否到达规范的容量、啤酒标签是否完好

9. 大型工件平行度、笔直度丈量仪

选用激光扫描与CCD勘探体系的大型工件平行度、笔直度丈量仪，它以安稳的准直激光束为丈量基线，配以回转轴系，旋转五角标棱镜扫出互相平行或笔直的基准平面，将其与被测大型工件的各面进行比较。在加工或设备大型工件时，可用该认错器丈量面间的平行度及笔直度。

10. 螺纹钢外形概括尺度的勘探器件

以频亮光作为照明光源，使用面陈和线陈CCD作为螺纹钢外形概括尺度的勘探器件，完结热轧螺纹钢几许参数在线丈量的动态检测体系。

11.轴承实时监控

视觉技能实时监控轴承的负载和温度改变，消除过载和过热的风险。将传统上经过丈量滚珠外表确保加工质量和安全操作的被动式丈量变为自动式监控。

12. 金属外表的裂纹丈量

用微波作为信号源，根据微波发生器宣布不同波澜率的方波，丈量金属外表的裂纹，微波的波的频率越高，可测的裂纹越狭小。