一文get什么是机器视觉？

机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视觉产品（即图像摄取装置，分 CMOS 和CCD 两种）将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

本质上，机器视觉是图像分析技术在各行业中的应用，通过使用光学系统、工业数字相机和图像处理工具，来模拟人的视觉能力，并做出相应的决策，最终通过指挥某种特定的装置执行这些决策。

一、视觉系统由以下组成部分：

1、工业相机

2、镜头

3、照明光源

4、图像采集/处理卡

5、图像处理系统

6、其它外部设备

工业相机又俗称摄像机，相比于传统的民用相机（摄像机）而言，它具有高的图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等，目前市面上工业相机大多是基于CCD（Charge Coupled Device）或CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）芯片的相机。CMOS图像传感器以其良好的集成性、低功耗、高速传输和宽动态范围等特点在高分辨率和高速场合得到了广泛的应用。

dalsa工业相机

二、工业相机与普通相机的区别

1、工业相机的性能稳定可靠易于安装，相机结构紧凑结实不易损坏，连续工作时间长，可在较差的环境下使用，一般的数码相机是做不到这些的。例如：让民用数码相机一天工作24小时或连续工作几天肯定会受不了的。

2、工业相机的快门时间非常短，可以抓拍高速运动的物体。例如，把名片贴在电风扇扇叶上，以最大速度旋转，设置合适的快门时间，用工业相机抓拍一张图像，仍能够清晰辨别名片上的字体。用普通的相机来抓拍，是不可能达到同样效果的。

3、工业相机的图像传感器是逐行扫描的，而普通的相机的图像传感器是隔行扫描的， 逐行扫描的图像传感器生产工艺比较复杂，例如Dalsa、baumer等而且价格昂贵。

4、工业相机的帧率远远高于普通相机。工业相机每秒可以拍摄十幅到几百幅图片，而普通相机只能拍摄2-3幅图像，相差较大。

5、工业相机输出的是裸数据(raw data)，其光谱范围也往往比较宽，比较适合进行高质量的图像处理算法，例如机器视觉(Machine Vision)应用。而普通相机拍摄的图片，其光谱范围只适合人眼视觉，并且经过了mjpeg压缩，图像质量较差，不利于分析处理。

6、工业相机(Industrial Camera)相对普通相机(DSC)来说价格较贵。

镜头的基本功能就是实现光束变换（调制），在机器视觉系统中，镜头的主要作用是将成像目标在图像传感器的光敏面上。镜头的质量直影响到机器视觉系统的整体性能，合理地选择和安装镜头，是机器视觉系统设计的重要环节。镜头选配时需要选择与相机接口和芯片的尺寸相匹配的镜头。

Moritex镜头

机器视觉中常用的光源以LED光源最常用，光源可帮助打光采集到更清晰的图像。

LED光源按形状通常可分为以下几类：

1、环形光源提供不同照射角度、不同颜色组合，更能突出物体的三维信息；高密度LED阵列，高亮度；多种紧凑设计，节省安装空间；解决对角照射阴影问题；可选配漫射板导光，光线均匀扩散。应用领域:PCB基板检测，IC元件检测，显微镜照明，液晶校正，塑胶容器检测，集成电路印字检查。

2、背光源用高密度LED阵列面提供高强度背光照明，能突出物体的外形轮廓特征，尤其适合作为显微镜的载物台。红白两用背光源、红蓝多用背光源，能调配出不同颜色，满足不同被测物多色要求。应用领域:机械零件尺寸的测量，电子元件、IC的外型检测，胶片污点检测，透明物体划痕检测等。

3、条形光源是较大方形结构被测物的首选光源；颜色可根据需求搭配，自由组合；照射角度与安装随意可调。应用领域:金属表面检查，图像扫描，表面裂缝检测，LCD面板检测等。

4、同轴光源可以消除物体表面不平整引起的阴影，从而减少干扰；部分采用分光镜设计，减少光损失，提高成像清晰度，均匀照射物体表面。应用领域:系列光源最适宜用于反射度极高的物体，如金属、玻璃、胶片、晶片等表面的划伤检测，芯片和硅晶片的破损检测，Mark点定位，包装条码识别。

5、AOI专用光源不同角度的三色光照明，照射凸显焊锡三维信息；外加漫射板导光，减少反光；不同角度组合；应用领域:用于电路板焊锡检测。

6、球积分光源具有积分效果的半球面内壁，均匀反射从底部360度发射出的光线，使整个图像的照度十分均匀。应用领域:表面凹凸，弧形表面检测，或金属、玻璃表面反光较强的物体表面检测。

7、线形光源超高亮度，采用柱面透镜聚光，适用于各种流水线连续检测场合。应用领域:线阵相机照明专用，AOI专用。

8、点光源大功率LED，体积小，发光强度高；光纤卤素灯的替代品，尤其适合作为镜头的同轴光源等；高效散热装置，大大提高光源的使用寿命。应用领域:适合远心镜头使用，用于芯片检测，Mark点定位，晶片及液晶玻璃底基校正。

9、组合条形光源四边配置条形光，每边照明独立可控；可根据被测物要求调整所需照明角度，适用性广。应用案例:PCB基板检测，IC元件检测，焊锡检查，Mark点定位，显微镜照明，包装条码照明，球形物体照明等。

10、对位光源对位速度快；视场大；精度高；体积小，便于检测集成；亮度高，可选配辅助环形光源。应用领域:全自动电路板、印刷机对位的专用光源。

CCS光源

三、为什么要用机器视觉替代人工视觉原因有很多，主要以下几点：

1、从生产效率的角度来说，由于操作工在长时间工作下容易疲惫，人工视觉质量效率低下且精度不高，而机器视觉可以大大提高生产效率和自动化程度。
2、从成本控制的角度来说，培训一个合格的操作工需要企业管理者花费大量的人力物力，然而单纯的培训还远远不够，后续还需要花费大量的时间，使操作工的水平在实践中得到提升。而机器视觉系统只要设计、调试和操作得当，可以在很长一段时间内不间断使用，同时确保生产效果。
3、在某些特殊工业环境中实施工况检测，如焊接、火药制造等，人工视觉可能会对操作工的人身安全造成威胁，而机器视觉从某种程度上有效地规避了这些风险。

4、机器视觉易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术。

四、机器视觉涵盖哪些专业领域
一个机器视觉系统是由不同的功能模块共同组成，设计出一个成功的机器视觉系统，对工程师要求很高。一般来说，机器视觉所涵盖的专业领域如下：
1、电气工程：用于机器视觉系统中硬件和软件的设计。
2、工程数学：图像处理技术的基础。
3、物理：照明系统设计的基础。
4、机械工程：机器视觉系统最广泛的应用。好的机器视觉系统能更好地为制造业提供更多有利于提高产品质量和生产效率的技术支持。

五、机器视觉的应用领域

机器视觉技术的应用主要有检测、识别、定位、测量等，另外还应用在机器人视觉方面。

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、机械零部件的尺寸和位置测量）和不用量器的定性或半定量检测（例如产品的外观检查、装配线上的零部件识别定位、缺陷性检测与装配完全性检测）。

2、机器人视觉：用于指引机器人在大范围内的操作和行动，如从料斗送出的杂乱工件堆中拣取工件并按一定的方位放在传输带或其他设备上（即料斗拣取问题）。至于小范围内的操作和行动，还需要借助于触觉传感技术。

此外还有：

1、医疗

2、农业

3、娱乐运动

4、半导体检测

5、印刷品质量自动化检测

6、航空

7、太阳能硅片检测

8、轨道交通

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