視覺傳感技術是傳感技術七大類中的一個，視覺傳感器是指通過對攝像機拍攝到的圖像進行圖像處理，來計算對象物的特征量(麵積、重心、長度
、位置等)，bingshuchushujuhepanduanjieguodechuanganqi。shijiaochuanganqishizhenggejiqishijiaoxitongxinxidezhijielaiyuan，zhuyaoyouyigehuozhelianggetuxingchuanganqizucheng
，youshihaiyaopeiyiguangtousheqijiqitafuzhushebei。shijiaochuanganqidezhuyaogongnengshihuoquzugoudejiqishijiaoxitongyaochulidezuiyuanshituxiang。

 

 

 

視覺傳感的工作原理

 

視覺源於生物界獲取外部環境信息的一種方式，是自然界生物獲取信息的最有效手段，是生物智能的核心組成之一。人類80%的信息都是依靠視覺獲取的

，基於這一啟發研究人員開始為機械安裝“眼睛”使得機器跟人類一樣通過“看”獲取外界信息
，由此誕生了一門新興學科——jisuanjishijiao，renmentongguoduishengwushijiaoxitongdeyanjiucongermofangzhizuojiqishijiaoxitong，jinguanyurenleishijiaoxitongxiangchahenda，danshizheduichuanganqijishueryanshitupoxingdejinbu。shijiaochuanganqijishudeshizhijiushituxiangchulijishu
，tongguojiequwutibiaomiandexinhaohuizhichengtuxiangcongerchengxianzaiyanjiurenyuandemianqian。

 

視(shi)覺(jiao)傳(chuan)感(gan)器(qi)具(ju)有(you)從(cong)一(yi)整(zheng)幅(fu)圖(tu)像(xiang)捕(bu)獲(huo)光(guang)線(xian)的(de)數(shu)以(yi)千(qian)計(ji)的(de)像(xiang)素(su)。圖(tu)像(xiang)的(de)清(qing)晰(xi)和(he)細(xi)膩(ni)程(cheng)度(du)通(tong)常(chang)用(yong)分(fen)辨(bian)率(lv)來(lai)衡(heng)量(liang)，以(yi)像(xiang)素(su)數(shu)量(liang)表(biao)示(shi)。在(zai)捕(bu)獲(huo)圖(tu)像(xiang)之(zhi)後(hou)
，視(shi)覺(jiao)傳(chuan)感(gan)器(qi)將(jiang)其(qi)與(yu)內(nei)存(cun)中(zhong)存(cun)儲(chu)的(de)基(ji)準(zhun)圖(tu)像(xiang)進(jin)行(xing)比(bi)較(jiao)，以(yi)做(zuo)出(chu)分(fen)析(xi)。例(li)如(ru)
，若(ruo)視(shi)覺(jiao)傳(chuan)感(gan)器(qi)被(bei)設(she)定(ding)為(wei)辨(bian)別(bie)正(zheng)確(que)地(di)插(cha)有(you)八(ba)顆(ke)螺(luo)栓(shuan)的(de)機(ji)器(qi)部(bu)件(jian)，則(ze)傳(chuan)感(gan)器(qi)知(zhi)道(dao)應(ying)該(gai)拒(ju)收(shou)隻(zhi)有(you)七(qi)顆(ke)螺(luo)栓(shuan)的(de)部(bu)件(jian)
，或(huo)者(zhe)螺(luo)栓(shuan)未(wei)對(dui)準(zhun)的(de)部(bu)件(jian)。此(ci)外(wai)
，無(wu)論(lun)該(gai)機(ji)器(qi)部(bu)件(jian)位(wei)於(yu)視(shi)場(chang)中(zhong)的(de)哪(na)個(ge)位(wei)置(zhi)，無(wu)論(lun)該(gai)部(bu)件(jian)是(shi)否(fou)在(zai) 360 度(du)範(fan)圍(wei)內(nei)旋(xuan)轉(zhuan)
，視(shi)覺(jiao)傳(chuan)感(gan)器(qi)都(dou)能(neng)做(zuo)出(chu)判(pan)斷(duan)視(shi)覺(jiao)傳(chuan)感(gan)技(ji)術(shu)的(de)出(chu)現(xian)解(jie)決(jue)了(le)其(qi)他(ta)傳(chuan)感(gan)器(qi)因(yin)場(chang)地(di)大(da)小(xiao)限(xian)製(zhi)或(huo)檢(jian)測(ce)設(she)備(bei)龐(pang)大(da)而(er)無(wu)法(fa)操(cao)作(zuo)的(de)問(wen)題(ti)
，由(you)此(ci)廣(guang)受(shou)工(gong)業(ye)製(zhi)造(zao)界(jie)的(de)歡(huan)迎(ying)。

 

視覺傳感技術包括3D視覺傳感技術
，3D視覺傳感器具有廣泛的用途，比如多媒體手機
、網絡攝像、數碼相機、機器人視覺導航
、汽車安全係統、生物醫學像素分析、人機界麵
、虛擬現實、監控、工業檢測、無線遠距離傳感、顯微鏡技術
、天文觀察、海洋自主導航
、科學儀器等等。這些不同的應用均是基於3D視覺圖像傳感器技術。特別是3D影像技術在工業控製、汽車自主導航中具有急迫的應用。

 

智zhi能neng視shi覺jiao傳chuan感gan技ji術shu也ye是shi一yi種zhong視shi覺jiao傳chuan感gan技ji術shu，智zhi能neng視shi覺jiao傳chuan感gan技ji術shu下xia的de智zhi能neng視shi覺jiao傳chuan感gan器qi也ye稱cheng智zhi能neng相xiang機ji，是shi近jin年nian來lai機ji器qi視shi覺jiao領ling域yu發fa展zhan最zui快kuai的de一yi項xiang新xin技ji術shu。智zhi能neng相xiang機ji是shi一yi個ge兼jian具ju圖tu像xiang采cai集ji
、圖像處理和信息傳遞功能的小型機器視覺係統

，是一種嵌入式計算機視覺係統。它將圖像傳感器、數字處理器、通tong訊xun模mo塊kuai和he其qi他ta外wai設she集ji成cheng到dao一yi個ge單dan一yi的de相xiang機ji內nei，由you於yu這zhe種zhong一yi體ti化hua的de設she計ji，可ke降jiang低di係xi統tong的de複fu雜za度du
，並bing提ti高gao可ke靠kao性xing。同tong時shi係xi統tong尺chi寸cun大da大da縮suo小xiao，拓tuo寬kuan了le視shi覺jiao技ji術shu的de應ying用yong領ling域yu。

 

智能視覺傳感器的易學、易用、易維護、安裝方便，可在短期內構建起可靠而有效的視覺檢測係統等優點使得這項技術得到飛速的發展。視覺傳感器的圖像采集單元主要由CCD/CMOS像機、光學係統
、照明係統和圖像采集卡組成
，將光學影像轉換成數字圖像，傳遞給圖像處理單元。

 

視覺傳感技術的應用

 

一、汽車車身視覺檢測係統

 

車身成型是汽車製造的關鍵工序之一，對車身的各項指標要求嚴格
，需對車身進行100%dejiance。chuantongdecheshenjiancefangfashiliyongsanzuobiaoceliangji，qicaozuofuza
，suduman，gongqichang，zhinengjinxingchoujian。tongchang，cheshendeguanjianchicunzhuyaoshidangfengbolichicun、車門安裝處棱邊位置
、定位孔位置等。因此視覺傳感器分布於這些位置附近，測量其相應的棱邊、孔、表麵的空間位置尺寸。在生產線上設計測量工位
，車身定位後，置於一框架內，框架由縱橫分布的金屬柱、杆構成，可根據需要在框架上靈活安裝視覺傳感器。根據測量點的數量可安裝相應數量的視覺傳感器，(通常情況下每個視覺傳感器測量一個被測點)
，根據不同形式的傳感器包括雙目立體視覺傳感器、輪廓傳感器等多種類型。

 

測量係統工作過程為：由you生sheng產chan線xian運yun送song車che身shen到dao測ce量liang工gong位wei進jin行xing準zhun確que定ding位wei，然ran後hou傳chuan感gan器qi按an要yao求qiu順shun序xu開kai始shi工gong作zuo，計ji算suan機ji采cai集ji檢jian測ce點dian圖tu像xiang並bing進jin行xing處chu理li，計ji算suan出chu被bei測ce點dian的de空kong間jian三san維wei坐zuo標biao，計ji算suan值zhi與yu標biao準zhun值zhi比bi對dui，得de出chu檢jian測ce結jie果guo，並bing將jiang車che身shen送song出chu測ce量liang工gong位wei。

 

二、截麵尺寸在線視覺測量係統

 

在zai工gong業ye生sheng產chan中zhong
，無wu縫feng鋼gang管guan是shi一yi類lei重zhong要yao的de工gong業ye產chan品pin，而er它ta的de質zhi量liang參can數shu則ze是shi製zhi造zao的de重zhong要yao數shu據ju
，其qi中zhong鋼gang管guan的de直zhi線xian度du及ji截jie麵mian積ji是shi主zhu要yao的de幾ji何he參can數shu，是shi控kong製zhi無wu縫feng鋼gang管guan製zhi造zao質zhi量liang的de關guan鍵jian
，但dan由you於yu以yi下xia原yuan因yin使shi得de參can數shu的de測ce量liang成cheng為wei難nan題ti：

 

1、無縫鋼管采取非接觸式測量，且製造現場環境惡劣;

 

2

、wufenggangguandekongjianchicunda

，zheyeyaoqiujiancexitongjubeihendadeceliangkongjian。shijiaochuanganjishudechuxianjiejueleshangshuwenti
，shijiaochuanganjishucaiyongdeshifeijiechushiceliangqieceliangfanweida。

 

測(ce)量(liang)係(xi)統(tong)由(you)多(duo)個(ge)結(jie)構(gou)光(guang)傳(chuan)感(gan)器(qi)組(zu)成(cheng)，傳(chuan)感(gan)器(qi)上(shang)結(jie)構(gou)光(guang)投(tou)射(she)器(qi)投(tou)射(she)的(de)光(guang)平(ping)麵(mian)和(he)被(bei)測(ce)鋼(gang)管(guan)相(xiang)交(jiao)，得(de)到(dao)鋼(gang)管(guan)截(jie)麵(mian)圓(yuan)周(zhou)上(shang)的(de)部(bu)分(fen)圓(yuan)弧(hu)，傳(chuan)感(gan)器(qi)測(ce)量(liang)部(bu)分(fen)圓(yuan)弧(hu)在(zai)空(kong)間(jian)中(zhong)的(de)位(wei)置(zhi)。係(xi)統(tong)中(zhong)每(mei)一(yi)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)實(shi)現(xian)一(yi)個(ge)截(jie)麵(mian)上(shang)部(bu)分(fen)圓(yuan)弧(hu)的(de)測(ce)量(liang)

，通(tong)過(guo)適(shi)當(dang)的(de)數(shu)學(xue)方(fang)法(fa)，由(you)圓(yuan)弧(hu)擬(ni)合(he)得(de)到(dao)截(jie)麵(mian)尺(chi)寸(cun)和(he)截(jie)麵(mian)圓(yuan)心(xin)的(de)空(kong)間(jian)位(wei)置(zhi)
，由(you)截(jie)麵(mian)圓(yuan)心(xin)分(fen)布(bu)的(de)空(kong)間(jian)包(bao)絡(luo)
，得(de)到(dao)直(zhi)線(xian)度(du)參(can)數(shu)。測(ce)量(liang)係(xi)統(tong)在(zai)計(ji)算(suan)機(ji)的(de)控(kong)製(zhi)下(xia)，可(ke)在(zai)數(shu)秒(miao)內(nei)完(wan)成(cheng)測(ce)量(liang)
，滿(man)足(zu)實(shi)時(shi)性(xing)要(yao)求(qiu)。

 

三
、三維形貌視覺測量

 

在三維形貌數字化測量技術是逆向工程和產品數字化設計
、管理及製造的基礎支撐技術。它所實現三維形貌數字化測量的機理是將視覺非接觸、快速測量和最新的高分辨力數字成像技術相結合。由於所測量的物體多是大型、具ju有you複fu雜za表biao麵mian的de物wu體ti
，測ce量liang通tong常chang分fen為wei局ju部bu三san維wei信xin息xi獲huo取qu和he整zheng體ti拚pin接jie兩liang部bu分fen，先xian利li用yong視shi覺jiao掃sao描miao傳chuan感gan器qi對dui被bei測ce形xing貌mao各ge個ge局ju部bu區qu域yu進jin行xing測ce量liang，再zai采cai用yong拚pin接jie技ji術shu將jiang各ge部bu分fen形xing貌mao進jin行xing拚pin接jie最zui終zhong得de到dao完wan整zheng圖tu像xiang。

 

zhexiangchuanganqideshijiaosaomiaocetoucaiyongjuyushuangmulitishijiaoceliangyuanlisheji。xingmaozhengtipinjieshizhishangshijiangsuocaijidaodeshujufangdaogonggongzuobiaoshang，zheyangjiunengdedaozhengtideshujumiaoshu。tongguogaofenbianlvshumaxiangjicongceliangkongjiandeshangfangyibutongdejiaoduheweizhiduibeiceliangjinxingshujushouji，yunyongguangshudingxiangjiaohuipingchayuanlidedaokongzhidiankongjianzuobiaobingjianliquanjuzuobiaoxi，zuihoutongguogegezuobiaoxijinxingguanlian、轉換
，完成數據拚接。

 

如何選擇視覺傳感器?

 

muqian，ruhexuanzejiqishijiaochuanganqizaidangdaideyingyongkeweishiyuelaiyueguangfan，ruhexuanzejiqishijiaochuanganqishizhidewomenhaohaoxuexide，xianzaiwomenjiushenrulejieruhexuanzejiqishijiaochuanganqi。xiangjishijiqishijiaoxitongdeyanjing
，erxiangjidexinzangshituxiangchuanganqi。chuanganqidexuanzequjueyuzhunquexing
、輸出
、靈敏度、jiqishijiaoxitongdechengbenyijiduiyingyongyaoqiudechongfenlijie。duichuanganqizhuyaoxingnengdejibenlijienenggoubangzhukaifarenyuanxunsusuoxiaotamendezhazhaofanwei
，zhaodaoheshidechuanganqi。

 

大多數的機器視覺係統的用戶認識到相機是係統的關鍵要素，經常把它當作視覺係統的“芯片”。相機本身是一個複雜的係統：包括鏡頭、信號處理器、通訊接口，以及最核心的部分——把光子轉換成電子的器件：圖像傳感器。鏡頭和其它的部件共同配合來支持相機的功能
，傳感器最終決定相機的最高性能。

 

業內的許多討論都集中在加工技術上，以及CMOS和CCD傳感器孰優孰劣。這兩種技術都有其優勢和不足之處，所加工的傳感器有著不同的性能。最終用戶關心的不是傳感器是“如何”被製造出來的，而是其在最終應用中的表現。

 

在指定的應用中，三個關鍵的要素決定了傳感器的選擇：動態範圍
、速(su)度(du)和(he)響(xiang)應(ying)度(du)。動(dong)態(tai)範(fan)圍(wei)決(jue)定(ding)係(xi)統(tong)能(neng)夠(gou)抓(zhua)取(qu)的(de)圖(tu)像(xiang)的(de)質(zhi)量(liang)
，也(ye)被(bei)稱(cheng)作(zuo)對(dui)細(xi)節(jie)的(de)體(ti)現(xian)能(neng)力(li)。傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)速(su)度(du)指(zhi)的(de)是(shi)每(mei)秒(miao)鍾(zhong)傳(chuan)感(gan)器(qi)能(neng)夠(gou)產(chan)生(sheng)多(duo)少(shao)張(zhang)圖(tu)像(xiang)和(he)係(xi)統(tong)能(neng)夠(gou)接(jie)收(shou)到(dao)的(de)圖(tu)像(xiang)的(de)輸(shu)出(chu)量(liang)。響(xiang)應(ying)度(du)指(zhi)的(de)是(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)將(jiang)光(guang)子(zi)轉(zhuan)換(huan)為(wei)電(dian)子(zi)的(de)效(xiao)率(lv)

，它(ta)決(jue)定(ding)係(xi)統(tong)需(xu)要(yao)抓(zhua)取(qu)有(you)用(yong)的(de)圖(tu)像(xiang)的(de)亮(liang)度(du)水(shui)平(ping)。傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)技(ji)術(shu)和(he)設(she)計(ji)共(gong)同(tong)決(jue)定(ding)上(shang)述(shu)特(te)征(zheng)，因(yin)此(ci)係(xi)統(tong)開(kai)發(fa)人(ren)員(yuan)在(zai)選(xuan)擇(ze)傳(chuan)感(gan)器(qi)時(shi)必(bi)須(xu)有(you)自(zi)己(ji)的(de)衡(heng)量(liang)標(biao)準(zhun)，詳(xiang)細(xi)的(de)研(yan)究(jiu)這(zhe)些(xie)特(te)征(zheng)
，將(jiang)有(you)助(zhu)於(yu)做(zuo)出(chu)正(zheng)確(que)的(de)判(pan)斷(duan)。