機(jī)器視覺的概念及原理

機(jī)器視覺就是用機(jī)器代替人眼來做測(cè)量和判斷。通過機(jī)器視覺產(chǎn)品(如工業(yè)相機(jī)等)，將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號(hào)，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng);圖像系統(tǒng)會(huì)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來抽取目標(biāo)的表面特征或行為特征，進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備動(dòng)作。

在一些不適合于人工作業(yè)的危險(xiǎn)工作環(huán)境或人工視覺難以滿足要求的場(chǎng)合，常用機(jī)器視覺來替代人工視覺;同時(shí)在大批量工業(yè)生產(chǎn)過程中，用人工視覺檢查產(chǎn)品質(zhì) 量效率低且精度不高，用機(jī)器視覺檢測(cè)方法可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。機(jī)器視覺易于實(shí)現(xiàn)信息集成，是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造的基礎(chǔ)技術(shù)。

如上圖，是一個(gè)完整的機(jī)器視覺系統(tǒng)，左邊矩形框內(nèi)，屬于機(jī)器視覺的范疇。機(jī)器視覺的范疇包含相機(jī)、鏡頭、光源和相應(yīng)的算法和軟件。

機(jī)器視覺技術(shù)在安防領(lǐng)域的應(yīng)用

機(jī)器視覺在安防領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛。比如：

智能交通：在交通行業(yè)，與其他識(shí)別技術(shù)相比，機(jī)器視覺具有成本低、穩(wěn)定性強(qiáng)、準(zhǔn)確性高、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)在國內(nèi)外高速公路和公路的交通監(jiān)控系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用,比如車牌識(shí)別、車身顏色識(shí)別、車型識(shí)別、違章識(shí)別、車流量統(tǒng)計(jì)、流量控制等。

雙目/多目立體視覺：雙目立體視覺技術(shù)是基于視差原理，并利用成像設(shè)備從不同的位置獲取被測(cè)物體的兩幅圖像，通過計(jì)算圖像對(duì)應(yīng)點(diǎn)間的位置偏差，來獲取物 體三維幾何信息的方法。雙目立體技術(shù)核心目的是提高識(shí)別的準(zhǔn)確率，由于立體視覺技術(shù)形成的視場(chǎng)中帶有物體的三維幾何信息，因此能夠有效的設(shè)定檢測(cè)規(guī)則，排 除光線、影子等干擾因素，大幅度提高智能分析的準(zhǔn)確度。采用雙相機(jī)或者多相機(jī)，對(duì)視場(chǎng)內(nèi)空間的自由運(yùn)動(dòng)的三維位置坐標(biāo)及姿態(tài)進(jìn)行高精度的測(cè)量，可以根據(jù)標(biāo) 定結(jié)果對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行高精度跟蹤。由于雙目/多目立體視覺能夠辨識(shí)目標(biāo)的三維坐標(biāo)、姿態(tài)、相對(duì)距離、與背景環(huán)境的空間距離，因此能適應(yīng)復(fù)雜的跟蹤背景環(huán) 境。

儀表讀數(shù)獲取和監(jiān)測(cè)：目前儀表主要分為指針式儀表和數(shù)顯式儀表。指針式儀表簡單可靠,維護(hù)容易,價(jià)格低廉.不僅種類多,而且數(shù)量 大,如壓力表、百分表、千分表、汽車儀表、航空儀表等等.數(shù)顯式儀表讀數(shù)準(zhǔn)確方便，測(cè)量速度快。在某些情況下，需要對(duì)這些儀表的讀書進(jìn)行監(jiān)控。而這對(duì)于檢 定人員來說無疑是一項(xiàng)枯燥而令人厭倦的工作。受人的主觀因素如人的觀測(cè)角度、觀測(cè)距離及疲勞強(qiáng)度等影響,誤差可能會(huì)很大,可靠性不高,而且檢定效率低,勞 動(dòng)強(qiáng)度大。機(jī)器視覺的數(shù)顯儀表讀數(shù)技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)各種數(shù)顯儀表互聯(lián)、集成和監(jiān)控，方便實(shí)現(xiàn)管控一體化技術(shù)。

機(jī)器視覺的發(fā)展前景

采用機(jī)器視覺可以完成人工很難實(shí)現(xiàn)的任務(wù)，特別是在需要高速、高精度要求的系統(tǒng)中。比如，電子制造業(yè)、汽車制造業(yè)、包裝與印刷業(yè)、化工、能源、加工機(jī)械 等行業(yè)都是機(jī)器視覺的用戶或者潛在用戶。一方面，從國際市場(chǎng)看，機(jī)器視覺目前最大的應(yīng)用領(lǐng)域是半導(dǎo)體電子制造業(yè)。而中國目前已經(jīng)成為全球最主要的生產(chǎn)制造 基地，全球一半以上的手機(jī)是中國制造，很多半導(dǎo)體公司都在中國設(shè)有生產(chǎn)工廠，這些企業(yè)需要大量的機(jī)器視覺系統(tǒng)。另一方面，中國的工業(yè)生產(chǎn)正從依賴廉價(jià)勞動(dòng) 力轉(zhuǎn)向更高程度的自動(dòng)化生產(chǎn)，這也帶來了對(duì)自動(dòng)化設(shè)備的大量需求。另外，中國早期的工業(yè)設(shè)備自動(dòng)化程度普遍較低，需要大量的更新?lián)Q代，這些都構(gòu)成了對(duì)包括 機(jī)器視覺在內(nèi)的自動(dòng)化設(shè)備的龐大市場(chǎng)需求。

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