機(jī)器視覺(jué)是人工智能正在快速發(fā)展的一個(gè)分支。簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，機(jī)器視覺(jué)就是在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，用機(jī)器代替人類視覺(jué)對(duì)產(chǎn)品外形特征做100%測(cè)量和判斷，也就是為機(jī)器植入了眼睛和大腦。

在現(xiàn)代工業(yè)零件制造領(lǐng)域，經(jīng)常需要對(duì)半成品及成品進(jìn)行幾何尺寸及外觀缺陷的檢測(cè)，同時(shí)，這些檢測(cè)需要較高的檢測(cè)精度和較快的檢測(cè)速度，傳統(tǒng)的接觸式人工檢測(cè)方式不僅繁瑣勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且檢測(cè)的速度很慢，人為造成的測(cè)量誤差也不少。機(jī)器視覺(jué)的結(jié)果是CAQ系統(tǒng)的質(zhì)量信息來(lái)源，也可以和CIMS其它系統(tǒng)集成。同時(shí)在檢測(cè)過(guò)程中，與工件所進(jìn)行的接觸式測(cè)量，難免會(huì)對(duì)工件表面造成損傷，因此非接觸式的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)開(kāi)始迅速發(fā)展，更多的應(yīng)用于工業(yè)制造中的各個(gè)領(lǐng)域。

機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的組成

機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)是指用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)人的視覺(jué)功能，也就是用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)客觀的三維世界的識(shí)別。按現(xiàn)在的理解，人類視覺(jué)系統(tǒng)的感受部分，它是一個(gè)三維采樣系統(tǒng)。它是對(duì)在某種意義上（如灰度級(jí)、組織、梯度等）具有相似性質(zhì)的像素連通集構(gòu)成分割區(qū)域，該方法有很好的分割效果，但缺點(diǎn)是運(yùn)算復(fù)雜，處理速度慢。三維物體的可見(jiàn)部分投影到網(wǎng)膜上，人們按照投影到上的二維的像來(lái)對(duì)該物體進(jìn)行三維理解。所謂三維理解是指對(duì)被觀察對(duì)象的形狀、尺寸、離開(kāi)觀察點(diǎn)的距離、質(zhì)地和運(yùn)動(dòng)特征（方向和速度）等的理解。

機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的輸入裝置可以是攝像機(jī)、轉(zhuǎn)鼓等，它們都把三維的影像作為輸入源，即輸入計(jì)算機(jī)的就是三維管觀世界的二維投影。為了在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地，企業(yè)對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量的要求也逐步提升，因而產(chǎn)品包裝的質(zhì)量問(wèn)題也成為企業(yè)關(guān)注的問(wèn)題之一，近而產(chǎn)品的包裝檢測(cè)也成為機(jī)器視覺(jué)大顯身手的領(lǐng)域之一。如果把三維客觀世界到二維投影像看作是一種正變換的話，則機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)所要做的是從這種二維投影圖像到三維客觀世界的逆變換，也就是根據(jù)這種二維投影圖像去重建三維的客觀世界。

機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)主要由三部分組成：圖像的獲取、圖像的處理和分析、輸出或顯示。

近80%的工業(yè)視覺(jué)系統(tǒng)主要用在檢測(cè)方面，包括用于提高生產(chǎn)效率、控制生產(chǎn)過(guò)程中的產(chǎn)品質(zhì)量、采集產(chǎn)品數(shù)據(jù)等。產(chǎn)品的分類和選擇也集成于檢測(cè)功能中。下面通過(guò)一個(gè)用于生產(chǎn)線上的單攝像機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)，說(shuō)明系統(tǒng)的組成及功能。

機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)采用CCD照相機(jī)將被檢測(cè)的目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號(hào)，圖像處理系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來(lái)抽取目標(biāo)的特征，如面積、數(shù)量、位置、長(zhǎng)度，再根據(jù)預(yù)設(shè)的允許度和其他條件輸出結(jié)果，包括尺寸、角度、個(gè)數(shù)、合格/不合格、有/無(wú)等，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別功能。安裝簡(jiǎn)單，無(wú)須長(zhǎng)時(shí)間培訓(xùn)，生產(chǎn)工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量控制很快就可以提高。

從功能上講，機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)主要具有三大類功能：一是定位功能，能夠自動(dòng)判斷感興趣的物體、產(chǎn)品在什么位置，并將位置信息通過(guò)一定的通訊協(xié)議輸出，此功能多用于全自動(dòng)裝配和生產(chǎn)，如自動(dòng)組裝、自動(dòng)焊接、自動(dòng)包裝、自動(dòng)灌裝、自動(dòng)噴涂，多配合自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（機(jī)械手、焊槍、噴嘴等）；同時(shí)在大批量生產(chǎn)過(guò)程中，人工視覺(jué)檢測(cè)效率低且精度不高，而用機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動(dòng)化程度，因此被廣泛應(yīng)用于工況監(jiān)視、產(chǎn)品檢驗(yàn)和質(zhì)量控制等領(lǐng)域。第二功能是測(cè)量，也就是能夠自動(dòng)測(cè)量產(chǎn)品的外觀尺寸，比如外形輪廓、孔徑、高度、面積等測(cè)量；三是缺陷檢測(cè)功能，這是視覺(jué)系統(tǒng)用的多的一項(xiàng)功能，它可以檢測(cè)產(chǎn)品表面的相關(guān)信息，如：包裝正誤，包裝是否正確、印刷有無(wú)錯(cuò)誤、表面有無(wú)刮傷或顆粒、破損、有無(wú)油污、灰塵、塑料件有無(wú)穿孔、雨霧注塑不良等。

機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)相對(duì)于人工或傳統(tǒng)機(jī)械方式而言，具有速度快、精度高、準(zhǔn)確性高等一系列優(yōu)點(diǎn)。隨著工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，機(jī)器視覺(jué)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各大領(lǐng)域，為企業(yè)及用戶提供更優(yōu)的產(chǎn)品品質(zhì)及解決方案。