机器视觉入门知识
一、 机器视觉概念
“机器视觉”是基于视觉技术的一门边缘科学，其核心技术是视觉处理，并通过对视觉处理来执行进一步的检测与控制等。美国制造工程师协会（ SME Society of Manufacturing Engineers ）机器视觉分会和美国机器人工业协会（ RIA Robotic Industries Association ） 的自动化视觉分会对机器视觉的定义为：“机器视觉是通过光学的装置和非接触的传感器自动地接收和处理一个真实物体的图像，以获得所需信息或用于控制机器人运动的装置”。
简单地说，机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。与人工视觉相比，机器视觉具有准确、高速、实时的特点，因而这一技术被广泛应用于印刷、包装、医药、半导体、电子等行业。机器视觉系统就是通过机器视觉产品，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。
二、 机器视觉系统构成
通常机器视觉系统由如下的子系统或其中部分子系统构成：
1) 光源系统：光源以及与其配套使用的光源控制器等；
2) 光学系统：光圈、镜头及光学接口等；
3) 采集系统：数码相机、CCD、CMOS、红外相机、超声探头等；
4) 图像处理系统：图像采集卡、数据控制卡等；
5) 图像测控系统：图像采集、图像处理、图像分析、自动控制等软件；
运动控制部分：
1) 通讯/输入输出系统：通讯链路或输入输出设备；
2) 执行机构：机械手及控制单元；
3) 警报系统：警报设备及控制单元；
4) 根据具体行业需要所形成的具有某种特殊功能的机器视觉系统设备。
这些产品群中具有机器视觉系统产品典型特征的是：光源、镜头、相机、采集卡、测控板卡、嵌入系统、软件、芯片、机械手、根据具体行业应用而形成的机器视觉系统设备等。
三、 机器视觉技术的应用范围
机器视觉运用领域广泛，几乎覆盖着任何一个存在检测应用的行业，随着配套基础建设的完善，技术、资金的积累，各行各业对采用图像和机器视觉技术的工业自动化、智能化需求开始广泛出现，国内有关大专院校、研究所和企业近两年在图像和机器视觉技术领域进行了积极思索和大胆的尝试，逐步开始了工业现场的应用。其主要应用于以下行业：
1) 电子行业、半导体行业： PCB印刷电路、SMT表面贴装、电子生产加工设备、PCB板钻孔定位及测量 、BGA锡珠检测
2) 汽车制造行业：气缸盖监测、汽车车身检测、汽车制造业金属铸件检测、航天电池片检测、汽车发动机装配线上检测、汽车整车尺寸机器视觉测量。
3) 烟草行业：条包在线油封质量检测、小包在线包装质量检测、烟支外观检测、新型铝箔纸检测、烟草杂物剔除、卷烟条盒包装质量检测
4) 金属加工行业：工件表面质量在线检测、工件识别测量定位、圆孔直径测量、齿轮缺陷检测、钢材尺寸检测、螺丝流水线自动检测、金属复合材料缺陷检测、金属球表面二维码在线识别系统、硬币边缘字符在线
5) 包装行业：证件配页装订在线检测、票据号码印刷质量在线检测、啤酒瓶盖高速检测
6) 医疗、制药行业：数字化病理图像的采集方法包装带（Carri Tape）缺陷高速自动检测、医药产品的标签检测、药片包装缺损检测
7) 智能交通： 智能运输系统（ITS）和GPS车辆导航系统 、视频交通流检测及车辆识别系统的设计、 汽车牌照自动识别系统、高等级公路路面裂缝检测系统、高速公路收费站远程视频监控系统、现代化高速公路视频监控系统、车载图像数据采集压缩存储及传输系统、交通场景的视觉监控、停车场自动管理系统
8) 纺织行业：布匹生产在线检测、棉花杂质检测
9) 生物识别：指纹检测人脸识别、细胞分析系统
10) 其他行业：电池喷吐条码自动检测、瓶罐商标检测、手机按键表面检测、探针检测领域、复杂形状非接触精密测量、键盘表面缺陷检测、全息防伪线分切质量在线检测、不干胶标签质量高速在线检测、玻璃瓶质量在线检测。
11) 科学研究： 机器人足球系统、运动目标自动跟踪识别系统、双目标物体自动跟踪识别系统
四、 机器视觉系统特点
1) 精度高：设计优秀的机器视觉系统能够对一千个或更多目标的一个进行空间测量。因为此种测量不需要接触目标，所以对目标没有损伤和危险，同时由于采用了计算机技术，因此具有极高的精确度。
2) 连续性：机器视觉系统可以使人们免受疲劳之苦。因为没有人工操作者，也就没有了人为造成的操作变化。多个系统可以设定单独运行。
3) 灵活性：机器视觉系统能够进行各种不同的信息获取或测量。当应用变化以后，只需软件做相应变化或者升级以适应新的需求即可。
4) 标准性：机器视觉系统的核心是视觉图像技术，因此不同厂商的机器视觉系统产品其标准是一致的，这为机器视觉的广泛应用提供了极大的方便。
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