機(jī)器視覺(jué)的任務(wù)_機(jī)器視覺(jué)的基本工作過(guò)程是怎樣的
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機(jī)器視覺(jué)就是機(jī)器的視覺(jué),換句話說(shuō):就是將視覺(jué)感知賦予機(jī)器,使機(jī)器具有和生物視覺(jué)系統(tǒng)類似的場(chǎng)景感知能力。
視覺(jué)是我們最強(qiáng)大的感知方式,我們可以在不實(shí)際接觸的情況下,通過(guò)視覺(jué)感知的方式獲取周圍環(huán)境的很多信息。在計(jì)算機(jī)出現(xiàn)后,人們開(kāi)始嘗試將視覺(jué)感知能力賦予機(jī)器。
由于生物視覺(jué)系統(tǒng)非常復(fù)雜,我們目前還不能使得某一機(jī)器系統(tǒng)完全具備這一強(qiáng)大的視覺(jué)感知能力。我們現(xiàn)階段還是致力于:構(gòu)建一個(gè)在可控環(huán)境中處理特定任務(wù)的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)。由于工業(yè)中的視覺(jué)環(huán)境可控,并且處理任務(wù)特定,所以現(xiàn)如今大部分的機(jī)器視覺(jué)被應(yīng)用在工業(yè)當(dāng)中。
機(jī)器視覺(jué)的任務(wù)
機(jī)器視覺(jué)的主要任務(wù):通過(guò)分析圖像,對(duì)圖像中所涉及到的場(chǎng)景或物體生成一組描述信息。
也就是說(shuō),機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的輸入是圖像(或者圖像序列),輸出是對(duì)這些圖像的感知描述。這組描述與這些圖像中的物體或場(chǎng)景息息相關(guān),并且這些描述可以幫助機(jī)器來(lái)完成特定的后續(xù)任務(wù),指導(dǎo)機(jī)器人系統(tǒng)與周圍的環(huán)境進(jìn)行交互。
舉個(gè)例子:指導(dǎo)機(jī)器手臂按要求抓取傳送帶上的零件。零件的種類、位置和朝向是任意的,那么當(dāng)傳送帶上零件經(jīng)過(guò)上方攝像頭時(shí),通過(guò)機(jī)器視覺(jué)就可以生成零件的一組描述:種類、位置和朝向,從而指導(dǎo)機(jī)器手臂按要求進(jìn)行抓取。下面給出機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的示意圖。
機(jī)器視覺(jué)的基本工作過(guò)程是怎樣的
機(jī)器視覺(jué)是工業(yè)自動(dòng)化的一個(gè)分支,我們來(lái)了解一下機(jī)器視覺(jué)的工作流程是怎么樣的。
1:首先通過(guò)工件檢測(cè)器檢測(cè)物體是否接近或運(yùn)動(dòng)到攝像機(jī)視野的中心,如果是,向圖像采集卡發(fā)送觸發(fā)脈沖信號(hào);
2:圖像采集卡按照設(shè)計(jì)人員預(yù)先設(shè)定的程序和延時(shí),分別向攝像機(jī)或照明設(shè)備發(fā)出啟動(dòng)脈沖,但也有攝像機(jī)和照明設(shè)備在系統(tǒng)初始化話時(shí),就開(kāi)始啟動(dòng);
3:攝像機(jī)停止目前的掃描,重新開(kāi)始新的一幀掃描;有的時(shí)候需要攝像機(jī)在啟動(dòng)脈沖來(lái)到之前一直處于等待狀態(tài),啟動(dòng)脈沖到來(lái)后啟動(dòng)以幀掃描;
4:如果所采用的策略是曝光策略,那么在攝像機(jī)開(kāi)始新的一幀掃描之前,要打開(kāi)曝光結(jié)構(gòu),其曝光時(shí)間要根據(jù)你的實(shí)際需要通過(guò)程序或者硬件設(shè)定好;
5:如果采用曝光策略的話,要用另一個(gè)啟動(dòng)脈沖打開(kāi)照明設(shè)備,特別要保持啟動(dòng)時(shí)間應(yīng)該與攝像機(jī)曝光時(shí)間匹配;
6:攝像機(jī)曝光后,正式開(kāi)始一幀圖像的掃描和輸出;
7:如果攝像機(jī)輸出的是模擬信號(hào),圖像采集卡就把從攝像機(jī)接受過(guò)來(lái)的信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)化將其數(shù)字化,如果輸出的是數(shù)字信號(hào),這樣就省圖像采集卡的事情拉;
8:圖像采集卡將圖像信號(hào)送到緩沖器、處理器或者計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中,以便圖像的處理和顯示;
9:處理器或者計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行處理、分析、識(shí)別以得到測(cè)量結(jié)果或邏輯控制量,然后根據(jù)這些結(jié)果進(jìn)行處理以控制別的裝置(比如機(jī)械裝置等)來(lái)完成相關(guān)動(dòng)作,進(jìn)行定位。糾正運(yùn)動(dòng)的誤差等等,比如修正機(jī)器手臂的位置。
從上述的工作流程可以看出,機(jī)器視覺(jué)是一種比較復(fù)雜的系統(tǒng)。因?yàn)榇蠖鄶?shù)系統(tǒng)監(jiān)控對(duì)象都是運(yùn)動(dòng)物體,系統(tǒng)與運(yùn)動(dòng)物體的匹配和協(xié)調(diào)動(dòng)作尤為重要,所以給系統(tǒng)各部分的動(dòng)作時(shí)間和處理速度帶來(lái)了嚴(yán)格的要求。
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