我們常說,眼睛是人類心靈的窗戶,那么給機器裝一雙眼睛,賦予它感知能力,使得它看懂世界,這便是計算機視覺作為人工智能最重要的環(huán)節(jié)之一。
機器視覺系統(tǒng)
機器視覺系統(tǒng)是指利用機器替代人眼做出各種測量和判斷。機器視覺是工程領(lǐng)域和科學領(lǐng)域中的一個非常重要的研究領(lǐng)域,它是一門涉及光學、機械、計算機、模式識別、圖像處理、人工智能、信號處理以及光電一體化等多個領(lǐng)域的綜合性學科,其能以及應用范圍隨著工業(yè)自動化的發(fā)展逐漸完善和推廣,其中母子圖像傳感器、CMOS和CCD攝像機、DSP、ARM嵌入式技術(shù)、圖像處理和模式識別等技術(shù)的快速發(fā)展,有力地推動了機器視覺的發(fā)展。
機器視覺是一種比較復雜的系統(tǒng)。因為大多數(shù)系統(tǒng)監(jiān)控對象都是運動物體,系統(tǒng)與運動物體的匹配和協(xié)調(diào)動作尤為重要,所以給系統(tǒng)各部分的動作時間和處理速度帶來了嚴格的要求。在某些應用領(lǐng)域,例如機器人、飛行物體導制等,對整個系統(tǒng)或者系統(tǒng)的一部分的重量、體積和功耗都會有嚴格的要求。
機器視覺系統(tǒng)的構(gòu)成和工作過程
一個完整的機器視覺系統(tǒng)包括:照明光源、光學鏡頭、 CCD 攝相機、圖像采集卡、圖像檢測軟件、監(jiān)視器、通訊單元等。
工業(yè)機器視覺系統(tǒng)的工作過程主要如下:
1、當傳感器探測到被撿測物體接近運動至攝像機的拍攝中心,將觸發(fā)脈沖發(fā)送給圖像采集卡;
2、圖像采集卡根據(jù)已設(shè)定的程序和延時,將啟動脈沖分別發(fā)送給照明系統(tǒng)和攝像機;
3、一個啟動脈沖送給攝像機,攝像機結(jié)束當前的拍照,重新開始一副新的拍照,或者在啟動脈沖到來前攝像機處于等待狀態(tài),檢測到啟動脈沖后啟動,在開始新的一副拍照前攝像機打開曝光構(gòu)件(曝光時間事先設(shè)定好);另一個啟動脈沖送給光源,光源的打開時間需要與攝像機的曝光時間匹配;攝像機掃描和輸出一副圖像;
4、圖像采集卡接收信號并通過A/D轉(zhuǎn)換將模擬信號數(shù)字化,或者是直接接收攝像機數(shù)字化后的數(shù)字視頻數(shù)據(jù);
5、圖像采集卡將數(shù)字圖像存儲在計算機的內(nèi)存中;
6、計算機對圖像進行處理、分析和識別,獲得檢測結(jié)果;
7、處理結(jié)果控制流水線的動作、進行定位、糾正運動的誤差等。
機器視覺系統(tǒng)的工作過程