机器视觉知识：机器视觉知识点

2025-01-17Aix XinLe

装配机器人系统的末端执行器通常为夹持器，常见的有夹钳式夹持器、专用式夹持器等。（1）视觉系统基本组成。机器视觉就是用机器代替人眼来进行测量和判断。

机器视觉知识：机器视觉知识点

装配机器人系统的末端执行器通常为夹持器，常见的有夹钳式夹持器、专用式夹持器等（1）视觉系统基本组成机器视觉就是用机器代替人眼来进行测量和判断机器人视觉系统在作业时，工业相机首先获取到工件当前的位置状态信息，并传输给视觉系统进行分析处理，并和工业机器人进行通信，实现工件坐标系与工业机器人的坐标系的转换，调整工业机器人至最佳位置姿态，最后引导工业机器人完成作业。

一个完整的工业机器人视觉系统是由众多功能模块共同组成的，所有功能模块相辅相成，缺一不可基于计算机的工业机器人视觉系统具体由相机与镜头、光源、传感器、图像采集卡、图像处理软件、机器人控制单元、工业机器人等外部设备组成，如图 4.6所示。

①相机与镜头这部分属于成像器件，如图 4.7（a）和图 4.7（b）所示，通常视觉系统都是由一套或者多套这样的成像系统组成，如果有多路相机，可能由图像卡切换来获取图像数据，也可能由同步控制同时获取多相机通道的数据。

②光源。光源为辅助成像器件，如图 4.7（c）所示，对成像质量的好坏往往能起到至关重要的作用，各种形状的 LED 灯、高频荧光灯、光纤卤素灯等类型的光源都可能会用到。

③传感器通常以光纤开关、接近开关等的形式出现，用以判断被测对象的位置和状态，使图像传感器进行正确的采集④图像采集卡通常以插入卡的形式安装在计算机中，图像采集卡的主要工作是把相机输出的图像输送给电脑主机，如图 4.7（d）所示。

它将来自相机的模拟或数字信号转换成一定格式的图像数据流，同时它可以控制相机的一些参数，比如触发信号、曝光时间、快门速度等图像采集卡通常有不同的硬件结构以针对不同类型的相机，同时也有不同的总线形式，比如 PCI、PC104PCI64.Compact PCI、ISA 等。

⑤图像处理软件机器视觉软件用来完成输入的图像数据的处理，然后通过一定的运算得出结果，这个输出的结果可能是 PASS/FAIL 信号、坐标位置、字符串等常见的机器视觉软件以 C/C++图像库、ActiveX 控件、图形式编程环境等形式出现，可以是专用功能的（比如仅仅用于 LCD 检测、BGA 检测、模板对准等），也可以是通用目的的（包括定位、测量、条码/字符识别、斑点检测等）。

通常情况，智能相机集成了上述④、⑤部分的功能⑥机器人控制单元（包含 I/O、运动控制、电平转化单元等）一旦视觉软件完成图像分析（除非仅用于监控），紧接着需要和外部单元进行通信以完成对生产过程的控制简单的控制可以直接利用部分图像采集卡自带的 I/O，相对复杂的逻辑/运动控制则必须依靠附加可编程逻辑控制单元/运动控制卡来控制机器人等设备实现必要的动作。

⑦工业机器人等外部设备工业机器人作为视觉系统的主要执行单元，根据控制单元的指令及处理结果，完成对工件的定位、检测、识别、测量等操作（2）视觉系统工作过程机器视觉系统是指通过机器视觉装置将被检测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数字化信号进行各种运算来抽取目标的特征，如面积、数量、位置、长度、颜色等，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、是否合格、外观、条码特征等，进而控制现场设备的作业。

机器视觉系统的工作流程如图 4.8 所示首先连接相机，确保相机已连接成功，触发相机拍照，将拍好的图像反馈给图像处理单元，图像处理单元对捕捉到的像素进行分析运算来提取目标特征，识别到被检测的物体，输出判别结果，对物体进行数据分析，输出判别结果，进而引导机器人对物体进行定位抓取，输出判别结果，反复循环此工作过程。