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现如今，中国已经成为世界机器视觉发展最为活跃地区，应用范围涵盖了工业、农业、医药、军事、航天、气象等国民经济各个行业。虽然机器视觉的成长速度非常快，但是还是有很多人对机器视觉并不了解，今天我们来了解下机器视觉。

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。

机器视觉的优势

机器视觉系统具有高效率、高度自动化的特点，可以实现很高的分辨率精度和速度。机器视觉系统与被检测对象无接触，安全可靠。人工检测与机器视觉自动检测的主要区别有：

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系统组成

一个典型的机器视觉系统包括以下部分：

1.照明

照明是影响机器视觉系统输入的重要因素，它直接影响输入数据的质量和应用效果。由于没有通用的机器视觉光源照明设备，所以针对每个特定的应用实例，要选择相应的照明装置，以达到最佳的效果。

光源可分为可见光和不可见光，常见的几种可见光源有白炽灯、日光灯、水银灯和钠光灯。可见光的缺点是光能不稳定。所以如何使光能在一定的程度上保持稳定，是目前急需解决的问题；另一方面，环境光有可能影响图像的质量，所以可采用加防护屏的方法来减少环境光的影响。

照明系统按照照射方法可分为：背向照明、前向照明、结构光和频闪光照明等。其中，背向光照明是被测物放在光源和摄像机之间，它的优点是能获得高对比度的图像；前向照明是光源和摄像机位于被测物的同侧，这种方式便于安装；结构光照明是将光栅或光源等投射到被测物上，根据它们产生的即便，调解出被测物体的三维信息。频闪光照明是将高频率的光脉冲照射到物体上，摄像机拍摄要求与光源同步。

2.镜头

工业镜头

FOV（Field Of vision）=所需分辨率*亚像素*相机尺寸/PRTM（零件测量公差）

选择镜头需要注意：

①焦距

②目标高度

③影像高度

④放大倍数

⑤影像至目标的距离

⑥中心点/节点

⑦畸变

3.相机

按照不同标准可分为：标准分辨率数字相机和模拟相机等。要根据不同的实际应用场合选不同的相机和高分辨率相机：线扫描CCD和面阵CCD、单色相机和彩色相机。

4.图像采集卡

图像采集卡只是完整的机器视觉系统的一个部件，但是它扮演一个非常重要的角色；图像采集卡直接决定了摄像头的接口：黑白、彩色、模拟、数字等。

比较典型的是PCI或AGP兼容的捕获卡，可以将图像迅速地传送到计算机存储器进行处理，有些采集卡有内置的多路开关。例如，可以连接8个不同的摄像机，然后告诉采集卡采用那一个相机抓拍到的信息。有些采集卡有内置的数字输入以触发采集卡进行捕捉，当采集卡抓拍图像时数字输出口就触发闸门。

5.视觉处理器

视觉处理器集采集卡与处理器与一体。以往计算机速度较慢时，采用视觉处理器加快视觉处理任务，现在由于采集卡可以快速传输图像到存储器，而且计算机也快多了，所以现在视觉处理器用的较少了。

工业镜头

1.工业镜头的接口：

C型：C型接口镜头与摄像机接触面至镜头焦平面（摄像机CCD光电感应处的位置）的距离为17.5mm

CS型：CS型接口距离为12.5mm,CS型镜头与CS型摄像机可以配合使用。C型镜头与CS型摄像机之间增加一个5mm的C/CS转接环可以配合使用，CS型镜头与C型摄像机无法配合使用。

F型：通用型接口，一般适用于焦距大于25mm的镜头。

基本参数

视场：即FOV，也叫视野范围，指观测物体的可视范围，也就是充满相机采集芯片的物体部分。

工作距离：即WD，指从镜头前部到受检测物体的距离，即清晰成像的表面距离。

分辨率：图像系统可以测到的受检验物体上的最小可分辨率特征尺寸，在多数情况下，视野越小，分辨率越好。

景深：即DOF，物体离最佳焦点较近或比较较远时，镜头保持所需分辨率的能力。

焦距（f）：是光学系统中衡量光的聚集或发散的度量方式，指从透镜的光心到光聚焦之焦点的距离，也是照相机中，从镜片中心到底片或CCD等成像平面的距离。

焦距大小的影响情况：焦距越小，景深越大；焦距越小，畸变越大；焦距越小，渐晕现象越严重，使像差边缘的照度降低。

失真：又称为畸变，指被摄物平面内的主轴直线，经光学系统成像后变为曲线，则此光学系统的成像误差称为畸变，畸变像差只影响影像的几何形状，而不影响影像的清晰度。

光圈与F值：光圈是一个用来控制镜头通光量的装置，它通常是在镜头内，表达光圈大小我们是用F值，如f2,f4。

工业相机的选择要点

1.视野范围、光学放大倍数及期望的工作距离：在选择镜头时，我们会选择比被测物体视野稍大一点的镜头，有利于运动控制。

2.景深要求：对于对景深有要求的项目，尽可能使用小光圈；在选择放大倍率的镜头时，在项目许可下尽可能选用低倍率镜头；如果项目要求比较苛刻时，倾向选择高景深的尖端镜头。

3.芯片大小和相机接口：例如2/3镜头支持最大的工业相机耙面为2/3，它是不能支持1英寸以上的工业相机。

4.注意与光源的配合，选配合适的镜头。

5.可安装空间：在方案可选择情况下，让客户更改设备尺寸是不现实的。

机器视觉的工作原理

机器视觉检测系统是采用CCD照相机将被检测的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，图像处理系统对这些信号进行各种运算来收取目标的特征，如面积、数量、位置、长度，再根据预设的允许度和其他条件输出结果，包括尺寸、角度、个数、合格/不合格、有/无等，实现自动识别功能。

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机器视觉特点

1. 摄像机的拍照速度自动与被测物的速度相匹配，拍摄到理想的图像;

2 .零件的尺寸范围为2.4mm到12mm，厚度可以不同;

3. 系统根据操作者选择不同尺寸的工件，调用相应视觉程序进行尺寸检测，并输出结果;

4 .针对不同尺寸的零件，排序装置和输送装置可以精确调整料道的宽度，使零件在固定路径上运动并进行视觉检测;

5 .机器视觉系统分辨率达到2448×2048，动态检测精度可以达到0.02mm;

⒍.废品漏检率为0;

7 .本系统可通过显示图像监视检测过程，也可通过界面显示的检测数据动态查看检测结果;

⒏.具有对错误工件及时准确发出剔除控制信号、剔除废品的功能;

⒐.系统能够自检其主要设备的状态是否正常，配有状态指示灯;同时能够设置系统维护人员、使用人员不同的操作权限;

10 .实时显示检测画面，中文界面，可以浏览几次不合格品的图像，具有能够存储和实时察看错误工件图像的功能;

11 .能错误结果信息文件，包含对应的错误图像，并能打印输出。

机器视觉的应用领域

1.识别

2.标准一维码、二维码的解码

3.光学字符识别（OCR）和确认（OCV）

4.检测

5.色彩和瑕疵检测

​6.零件或部件的有无检测

7.目标位置和方向检测和测量

8.尺寸和容量检测

9.预设标记的测量，如孔位到孔位的距离

10.机械手引导

11.输出空间坐标引导机械手精确定位

国内从事机器视觉领域的公司

1）北京北方猎波科技有限公司：红外探测成像产品

2） 深圳超多维光电子有限公司北京分公司：立体显示设备

3） 深圳尤利尔科技有限公司北京分公司：森林防火，监狱报警监控

4） 深圳市宜搜科技发展有限公司北京分公司：中文手机搜索引擎

5） 北京六所华胜高技术股份有限公司：通信，医疗电子、半导体

6） 佳能信息技术北京有限公司：相机、扫描仪、OCR

7） 中星微电子有限公司：图像芯片

8）北京凌云光视数字图像技术有限公司：工业相机，机器视觉软件

9） 北京京天威科技发展有限公司：铁路车辆行业相关软件及智能视频分析软件

10）北京金菩嘉医疗科技有限公司：医疗诊断设备、试剂、生物传感器

11）北京中天荣泰科技发展有限公司：测控与信息技术、飞行器零部件综合优化设计、图像处理、软件系统综合开发等

12） 北京和为永泰科技有限公司：安防、安检、防爆、排爆、反恐侦察、刑侦设备等设备研制及经营

13） 北京多维视通技术有限公司： 警用图像分析、视频侦测、人像分析；

14） 北京智安邦科技有限公司：智能视频分析、监控

15） 北京东方红海科技发展有限公司：智能交通、监控、人的行为分析；

16） 北京竞业达集团：楼宇监控、智能交通

17） 北京中科虹霸科技有限公司：虹膜识别

18） 北京思比科微电子技术股份有限公司：图像传感器芯片

19） 北京汉泽科技有限公司：智能交通

20） 北京吉威数源信息技术有限公司：遥感、航拍

21） 中国大恒图像：视频采集卡、智能相机、工业检测、医疗图像；

22） 北京硅盾安全技术有限公司：监控、3D视觉浏览

23） 北京思创贯宇科技开发有限公司：医学图像

24） 北京云加速信息技术有限公司： 智能视频分析、高清网络相机

25） 北京汇影医疗：核磁共振、彩超

26） 辉路科技北京有限公司：高清相机、监控

27） 新博医疗技术有限公司：医疗图像、医疗器械

28） 中科宇图天下科技有限公司：遥感图像

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31） 航天光达科技有限公司：监控、智能视频分析

32） 北京国网富达科技发展有限责任公司：电力监控

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