機(jī)器視覺的發(fā)展趨勢
在機(jī)器視覺系統(tǒng)中；關(guān)鍵技術(shù)有光源照明技術(shù)、光學(xué)鏡頭、攝像機(jī)、圖像采集卡、圖像處理卡和快速準(zhǔn)確的執(zhí)行機(jī)構(gòu)等方面。在機(jī)器視覺應(yīng)用系統(tǒng)中，好的光源與照明方案往往是整個系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵；起著非常重要的作用；它并不是簡單的照亮物體而已。 光源與照明方案的配合應(yīng)盡可能地突出物體特征量；在物體需要檢測的部分與那些不重要部份之間應(yīng)盡可能地產(chǎn)生明顯的區(qū)別；增加對比度；同時還應(yīng)保證足夠的整體亮度；物體位置的變化不應(yīng)該影響成像的質(zhì)量。在機(jī)器視覺應(yīng)用系統(tǒng)中一般使用透射光和反射光。 對于反射光情況應(yīng)充分考慮光源和光學(xué)鏡頭的相對位置、物體表面的紋理；物體的幾何形狀、背景等要素。光源的選擇必須符合所需的幾何形狀、照明亮度、均勻度、發(fā)光的光譜特性等；同時還要考慮光源的發(fā)光效率和使用壽命。光學(xué)鏡頭相當(dāng)于人眼的晶狀體；在機(jī)器視覺系統(tǒng)中非常重要。 一個鏡頭的成像質(zhì)量優(yōu)劣；即其對像差校正的優(yōu)良與否；可通過像差大小來衡量；常見的像差有球差、彗差、像散、場曲、畸變、色差等六種。
攝像機(jī)和圖像采集卡共同完成對物料圖像的采集與數(shù)字化。 高質(zhì)量的圖像信息是系統(tǒng)正確判斷和決策的原始依據(jù)；是整個系統(tǒng)成功與否的又一關(guān)鍵所在。 目前在機(jī)器視覺系統(tǒng)中；CCD 攝像機(jī)以其體積小巧、性能可靠、清晰度高等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛使用。 CCD 攝像機(jī)按照其使用的CCD 器件可以分為線陣式和面陣式兩大類。 線陣CCD 攝像機(jī)一次只能獲得圖像的一行信息；被拍攝的物體必須以直線形式從攝像機(jī)前移過；才能獲得完整的圖像；因此非常適合對以一定速度勻速運(yùn)動的物料流的圖像檢測；而面陣CCD 攝像機(jī)則可以一次獲得整幅圖像的信息。圖像信號的處理是機(jī)器視覺系統(tǒng)的核心；它相當(dāng)于人的大腦。 如何對圖像進(jìn)行處理和運(yùn)算；即算法都體現(xiàn)在這里；是機(jī)器視覺系統(tǒng)開發(fā)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)所在。 隨著計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和大規(guī)模集成電路技術(shù)的快速發(fā)展；為了提高系統(tǒng)的實時性；對圖像處理的很多工作都可以借助硬件完成；如DSP、專用圖像信號處理卡等；軟件則主要完成算法中非常復(fù)雜、不太成熟、尚需不斷探索和改變的部分。
從產(chǎn)品本身看，機(jī)器視覺會越來越趨于依靠PC技術(shù)，并且與數(shù)據(jù)采集等其他控制和測量的集成會更緊密。且基于嵌入式的產(chǎn)品將逐漸取代板卡式產(chǎn)品，這是一個不斷增長的趨勢。主要原因是隨著計算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，尤其是其具備低功耗技術(shù)的特點(diǎn)得到人們的重視。另外，嵌入式操作系統(tǒng)絕大部分是以C語言為基礎(chǔ)的，因此使用C高級語言進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)開發(fā)是一項帶有基礎(chǔ)性的工作，使用高級語言的優(yōu)點(diǎn)是可以提高工作效率，縮短開發(fā)周期，更主要的是開發(fā)出的產(chǎn)品可靠性高、可維護(hù)性好、便于不斷完善和升級換代等。因此，嵌入式產(chǎn)品將會取代板卡式產(chǎn)品。 由于機(jī)器視覺是自動化的一部分，沒有自動化就不會有機(jī)器視覺，機(jī)器視覺軟硬件產(chǎn)品正逐漸成為協(xié)作生產(chǎn)制造過程中不同階段的核心系統(tǒng)，無論是用戶還是硬件供應(yīng)商都將機(jī)器視覺產(chǎn)品作為生產(chǎn)線上信息收集的工具，這就要求機(jī)器視覺產(chǎn)品大量采用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，直觀的說就是要隨著自動化的開放而逐漸開放，可以根據(jù)用戶的需求進(jìn)行二次開發(fā)。當(dāng)今，自動化企業(yè)正在倡導(dǎo)軟硬一體化解決方案，機(jī)器視覺的廠商在未來5-6年內(nèi)也應(yīng)該不單純是只提供產(chǎn)品的供應(yīng)商，而是逐漸向一體化解決方案的系統(tǒng)集成商邁進(jìn)。
在未來的幾年內(nèi)，隨著中國加工制造業(yè)的發(fā)展，對于機(jī)器視覺的需求也逐漸增多；隨著機(jī)器視覺產(chǎn)品的增多，技術(shù)的提高，國內(nèi)機(jī)器視覺的應(yīng)用狀況將由初期的低端轉(zhuǎn)向高端。由于機(jī)器視覺的介入，自動化將朝著更智能、更快速的方向發(fā)展