我们常说,眼睛是人类心灵的窗户,那么给机器装一双眼睛,赋予它感知能力,使得它看懂世界,这便是机器视觉作为人工智能最重要的环节之一。
机器视觉系统
机器视觉系统是指利用机器替代人眼做出各种测量和判断。机器视觉是工程领域和科学领域中的一个非常重要的研究领域,它是一门涉及光学、机械、计算机、模式识别、图像处理、人工智能、信号处理以及光电一体化等多个领域的综合性学科,其能以及应用范围随着工业自动化的发展逐渐完善和推广,其中母子图像传感器、CMOS和CCD摄像机、DSP、ARM嵌入式技术、图像处理和模式识别等技术的快速发展,有力地推动了机器视觉的发展。
机器视觉是一种比较复杂的系统。因为大多数系统监控对象都是运动物体,系统与运动物体的匹配和协调动作尤为重要,所以给系统各部分的动作时间和处理速度带来了严格的要求。在某些应用领域,例如机器人、飞行物体导制等,对整个系统或者系统的一部分的重量、体积和功耗都会有严格的要求。
机器视觉系统的构成和工作过程
一个完整的机器视觉系统包括:照明光源、光学镜头、 CCD 摄相机、图像采集卡、图像检测软件、监视器、通讯单元等。
工业机器视觉系统的工作过程主要如下:
1、当传感器探测到被捡测物体接近运动至摄像机的拍摄中心,将触发脉冲发送给图像采集卡;
2、图像采集卡根据已设定的程序和延时,将启动脉冲分别发送给照明系统和摄像机;
3、一个启动脉冲送给摄像机,摄像机结束当前的拍照,重新开始一副新的拍照,或者在启动脉冲到来前摄像机处于等待状态,检测到启动脉冲后启动,在开始新的一副拍照前摄像机打开曝光构件(曝光时间事先设定好);另一个启动脉冲送给光源,光源的打开时间需要与摄像机的曝光时间匹配;摄像机扫描和输出一副图像;
4、图像采集卡接收信号并通过A/D转换将模拟信号数字化,或者是直接接收摄像机数字化后的数字视频数据;
5、图像采集卡将数字图像存储在计算机的内存中;
6、计算机对图像进行处理、分析和识别,获得检测结果;
7、处理结果控制流水线的动作、进行定位、纠正运动的误差等。