在工業(yè)4.0時(shí)代，我國智能制造快速發(fā)展，傳統(tǒng)的編程來執(zhí)行單一的機(jī)器人已經(jīng)無法滿足目前的工業(yè)自動(dòng)化需求。在很多工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下，需為工業(yè)機(jī)器人安裝“一雙眼睛”，即機(jī)器視覺成像感知系統(tǒng)，使機(jī)器人具備識(shí)別、分析、處理等更高級(jí)的功能，可以正確對(duì)目標(biāo)場(chǎng)景的情況進(jìn)行辨別與分析，做到靈活地自行處理出現(xiàn)的問題。

　　機(jī)器視覺系統(tǒng)的主要功能是模擬人眼視覺成像與人腦智能判斷和決策功能，采用圖像傳感技術(shù)獲取目標(biāo)對(duì)象的圖像信息，通過對(duì)圖像信息提取、處理并理解，最終用于機(jī)器系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)實(shí)施測(cè)量、檢測(cè)、識(shí)別與定位等任務(wù)，或用于機(jī)械人自身的伺服控制。

　　下面我們了解機(jī)器視覺系統(tǒng)的組成：

　　常見的機(jī)器視覺系統(tǒng)可以劃分為：圖像采集部分、圖像處理部分和運(yùn)動(dòng)控制部分。基于PC的視覺系統(tǒng)具體由如圖1所示的幾部分組成：

　　                    圖1機(jī)器視覺系統(tǒng)組成

　　1.工業(yè)相機(jī)與工業(yè)鏡頭——這部分屬于成像器件，通常的視覺系統(tǒng)都是由一套或者多套如此一來的成像系統(tǒng)組成，如果有多路相機(jī)，可由圖像卡切換來獲取圖像數(shù)據(jù)，也可由同步控制同時(shí)獲取多相機(jī)通道的數(shù)據(jù)。根據(jù)應(yīng)用的需用相機(jī)可能是非標(biāo)準(zhǔn)的逐行掃描信號(hào)、線掃描信號(hào)、高分辨率信號(hào)，也可能是輸出標(biāo)準(zhǔn)的單色視頻(RS-170/CCIR)、復(fù)合信號(hào)(Y/C)、RGB信號(hào)等。

　　2.傳感器——通常以光纖開關(guān)、接近開關(guān)等的形式出現(xiàn)，用以辨別被測(cè)對(duì)象的位置和情況，告知圖像傳感器進(jìn)行正確的采集。

　　3.圖像采集卡——通常以插入卡的形式安裝在PC中，圖像采集卡的主要工作是把相機(jī)輸出的圖像輸送給電腦主機(jī)。它將來源于相機(jī)的模擬或數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成圖像數(shù)據(jù)流，同時(shí)它可以控制工業(yè)相機(jī)的一些參數(shù)，例如觸發(fā)信號(hào)，曝光/積分時(shí)間，快門速度等。圖像采集卡通常有其他的硬件結(jié)構(gòu)以針對(duì)其他類型的工業(yè)相機(jī)，同時(shí)也有其他的總線形式，例如PCI、PCI64、CompactPCI，PC104，ISA等。

　　4.光源——作為輔助成像器件，對(duì)成像 質(zhì)量 的優(yōu)劣 通常 能起到 非常重要 的作用 ，常見包括：各種形狀的LED燈、高頻熒光燈、光纖鹵素?zé)舻取?/p>

　　5.PC平臺(tái)——工業(yè)級(jí)pc電腦是視覺系統(tǒng)的核心，在這里完成圖像數(shù)據(jù)的處理和大量的控制邏輯，對(duì)于需要檢測(cè)類型的應(yīng)用，通常都需用較高頻率的CPU，如此一來可以降低處理的時(shí)間。同時(shí)，為了減少工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)電磁、振動(dòng)、灰塵、溫度等對(duì)電腦的影響，必須挑選工業(yè)級(jí)的電腦。

　　⑥視覺處理軟件——機(jī)器視覺軟件用來完成輸入的圖像數(shù)據(jù)的處理，然后通過一定的運(yùn)算得出結(jié)果，這個(gè)輸出的結(jié)果可能是PASS/FAIL信號(hào)、坐標(biāo)位置、字符串等。常見的機(jī)器視覺軟件以C/C++圖像庫，ActiveX控件，圖形式編程環(huán)境等形式出現(xiàn)，可以是專用功能的(例如僅僅用于LCD檢測(cè)，BGA檢測(cè)，模版對(duì)準(zhǔn)等)，也可以是通用目的的(包括定位、測(cè)量、條碼/字符識(shí)別、斑點(diǎn)檢測(cè)等)。

　　⑦控制單元(包含I/O、運(yùn)動(dòng)控制、電平轉(zhuǎn)化單元等)——一旦視覺軟件完成圖像分析，緊接著需要和外部單元進(jìn)行通信以完成對(duì)生產(chǎn)過程的控制。簡(jiǎn)單的控制可以直接利用部分圖像采集卡自帶的I/O，相對(duì)復(fù)雜的邏輯/運(yùn)動(dòng)控制則必須依靠附加可編程邏輯控制單元/運(yùn)動(dòng)控制卡來實(shí)現(xiàn)必要的操作。