機(jī)器視覺技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀文獻(xiàn)綜述(已修改)
2025-06-29 07:13 本頁面
【正文】 機(jī)器視覺技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀人類認(rèn)識(shí)外界信息的80%來自于視覺，而機(jī)器視覺就是用機(jī)器代替人眼來做測量和判斷，機(jī)器視覺的最終目標(biāo)就是使計(jì)算機(jī)像人一樣，通過視覺觀察和理解世界，具有自主適應(yīng)環(huán)境的能力。作為一個(gè)新興學(xué)科，同時(shí)也是一個(gè)交叉學(xué)科，機(jī)器視覺是通過對(duì)相關(guān)的理論和技術(shù)進(jìn)行研究，從而建立由圖像或多維數(shù)據(jù)中獲取“信息”的人工智能系統(tǒng)，其特點(diǎn)是可提高生產(chǎn)的柔性和自動(dòng)化程度。目前機(jī)器視覺技術(shù)已經(jīng)在很多工業(yè)制造領(lǐng)域得到了應(yīng)用，并逐漸進(jìn)入我們的日常生活。一、 機(jī)器視覺簡介機(jī)器視覺就是用機(jī)器代替人眼來做測量和判斷。機(jī)器視覺主要利用計(jì)算機(jī)來模擬人的視覺功能，再現(xiàn)于人類視覺有關(guān)的某些智能行為，從客觀事物的圖像中提取信息進(jìn)行處理，并加以理解，最終用于實(shí)際檢測和控制。機(jī)器視覺是一項(xiàng)綜合技術(shù)，其包括數(shù)字處理、機(jī)械工程技術(shù)、控制、光源照明技術(shù)、光學(xué)成像、傳感器技術(shù)、模擬與數(shù)字視頻技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和人機(jī)接口技術(shù)等，這些技術(shù)相互協(xié)調(diào)才能構(gòu)成一個(gè)完整的工業(yè)機(jī)器視覺系統(tǒng)[[] 郭靜, 羅華, 張濤. 機(jī)器視覺與應(yīng)用[J]. 電子科技, 2014, 27(7): 185188]。機(jī)器視覺強(qiáng)調(diào)實(shí)用性，要能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場惡劣的環(huán)境，并要有合理的性價(jià)比、通用的通訊接口、較高的容錯(cuò)能力和安全性、較強(qiáng)的通用性和可移植性。其更強(qiáng)調(diào)的是實(shí)時(shí)性，要求高速度和高精度，且具有非接觸性、實(shí)時(shí)性、自動(dòng)化和智能高等優(yōu)點(diǎn)，有著廣泛的應(yīng)用前景[1]。一個(gè)典型的工業(yè)機(jī)器人視覺應(yīng)用系統(tǒng)包括光源、光學(xué)成像系統(tǒng)、圖像捕捉系統(tǒng)、圖像采集與數(shù)字化模塊、智能圖像處理與決策模塊以及控制執(zhí)行模塊。通過CCD或 CMOS攝像機(jī)將被測目標(biāo)轉(zhuǎn)換為圖像信號(hào)，然后通過 A/D 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，并根據(jù)像素分布、亮度和顏色等信息，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字化信息。圖像系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來抽取目標(biāo)的特征，如面積、數(shù)量、位置 和長度等，進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設(shè)備動(dòng)作[1]。機(jī)器視覺一般都包括下面四個(gè)過程：二、 機(jī)器視覺的發(fā)展歷史機(jī)器視覺是在20 世紀(jì) 50 年代從統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別開始，當(dāng)時(shí)的工作主要集中在二維圖像分析、識(shí)別和理解上。從 20 世紀(jì)70 年代才真正開始發(fā)展，并涌現(xiàn)出了主動(dòng)視覺理論框架、基于感知特征群島物體識(shí)別理論框架等新的概念、方法及理論。Marr 視覺計(jì)算機(jī)理論是視覺研究迄今較為完善的理論，其使視覺研究有了一個(gè)較為明確的體系[[] 曹國斌, 劉雪嬌, 王華．圖像和機(jī)器視覺技術(shù)概述[J]. 電子工業(yè)專用設(shè)備, 2008( 8): 2731．]。Marr視覺理論從計(jì)算視覺理論出發(fā)，將立體視覺分為自上而下的三個(gè)階段，即早期的二維視覺數(shù)據(jù)獲取、中期的要素處
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