視(shi)覺(jue)傳感(gan)(gan)器技(ji)術是(shi)傳感(gan)(gan)技(ji)術七(qi)大類(lei)中的一類(lei)。視(shi)覺(jue)傳感(gan)(gan)器是(shi)指：利(li)用光學元件(jian)和成像裝置**外部環境(jing)圖像信息的儀器，通常用圖像分辨率來描(miao)述視(shi)覺(jue)傳感(gan)(gan)器的性能，視(shi)覺(jue)傳感(gan)(gan)器的進度與分辨率、被測物(wu)體的檢測距離相關，被測物(wu)體距離越遠(yuan)，其絕對(dui)的位置精(jing)度越差。
機(ji)器(qi)(qi)人(ren)視(shi)(shi)覺是(shi)使機(ji)器(qi)(qi)人(ren)具有視(shi)(shi)覺感知功能的(de)系統，機(ji)器(qi)(qi)人(ren)視(shi)(shi)覺可以(yi)通過(guo)視(shi)(shi)覺傳感器(qi)(qi)獲取環境(jing)的(de)一(yi)維、二維和三維圖像，并通過(guo)視(shi)(shi)覺處理器(qi)(qi)進(jin)行分(fen)析和解釋(shi)，進(jin)而轉(zhuan)換為(wei)符號，讓(rang)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)能夠(gou)辨(bian)識物體，并確認物體位置(zhi)及(ji)各種狀態。
視覺傳感器(qi)的基本原(yuan)理(li)
通過(guo)對攝像機(ji)拍攝到的(de)(de)圖(tu)(tu)像進行(xing)圖(tu)(tu)像處理(li)，來(lai)計算對象物(wu)的(de)(de)特征量（面積(ji)、重心、長度、位置(zhi)等），并輸出數據(ju)和(he)判(pan)斷(duan)(duan)結果(guo)的(de)(de)傳(chuan)感器(qi)。在捕獲圖(tu)(tu)像之后，視覺傳(chuan)感器(qi)將其與(yu)內存(cun)中存(cun)儲(chu)的(de)(de)基準圖(tu)(tu)像進行(xing)比(bi)較，分析(xi)，例如，若視覺傳(chuan)感器(qi)被設定為辨(bian)別正確地插(cha)有八顆螺(luo)栓(shuan)的(de)(de)機(ji)器(qi)部(bu)(bu)(bu)件(jian)，則(ze)傳(chuan)感器(qi)知道應該(gai)(gai)拒收只(zhi)有七顆螺(luo)栓(shuan)的(de)(de)部(bu)(bu)(bu)件(jian)，或(huo)者螺(luo)栓(shuan)未對準的(de)(de)部(bu)(bu)(bu)件(jian)，此外，無論該(gai)(gai)機(ji)器(qi)部(bu)(bu)(bu)件(jian)位于視場中的(de)(de)哪個位置(zhi)，無論該(gai)(gai)部(bu)(bu)(bu)件(jian)是(shi)否在360度范圍內旋(xuan)轉，視覺傳(chuan)感器(qi)都能做出判(pan)斷(duan)(duan)。
視覺傳感器技(ji)術的(de)分(fen)類
1. 3D視(shi)覺傳感技術
3D圖(tu)像信(xin)(xin)(xin)息(xi)的(de)獲(huo)取(qu)都是(shi)基于某種圖(tu)像傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)獲(huo)取(qu)、量(liang)化(hua)圖(tu)像信(xin)(xin)(xin)息(xi)，這(zhe)些圖(tu)像傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)有(you)直接獲(huo)取(qu)可見(jian)光的(de)圖(tu)像，也有(you)間接通過(guo)監測(ce)輻射、紅外線、X射線或者超聲波來獲(huo)取(qu)圖(tu)像信(xin)(xin)(xin)息(xi)。不同(tong)的(de)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)技術有(you)不同(tong)的(de)分辨率、精(jing)度和噪(zao)聲，因此從圖(tu)像傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)獲(huo)取(qu)的(de)信(xin)(xin)(xin)息(xi)中提取(qu)有(you)用信(xin)(xin)(xin)息(xi)進行分析成為廣(guang)大科技工(gong)作者的(de)研(yan)究(jiu)課題。
3D視(shi)覺傳感器(qi)具有廣泛的用(yong)途，比如多媒體手(shou)機、網絡攝影、數碼相機、機器(qi)人視(shi)覺導航、汽車安全系統、生物醫(yi)學像素分析、人機界面(mian)、虛擬(ni)現實(shi)等，這些不同的也應(ying)用(yong)均是(shi)基于3D視(shi)覺圖像傳感器(qi)技術(shu)。
2. 智能視覺(jue)傳感技術
智能(neng)視(shi)(shi)(shi)覺傳(chuan)感器技術(shu)是指一(yi)種高度集成(cheng)(cheng)化(hua)、智能(neng)化(hua)的嵌入式視(shi)(shi)(shi)覺傳(chuan)感技術(shu)，它取代(dai)了PC平臺的視(shi)(shi)(shi)覺系統(tong)，智能(neng)視(shi)(shi)(shi)覺傳(chuan)感技術(shu)將視(shi)(shi)(shi)覺傳(chuan)感器、數字處(chu)理(li)器、通信模塊及其他外圍設備集塵在一(yi)起(qi)，成(cheng)(cheng)為一(yi)個能(neng)獨立完成(cheng)(cheng)圖像采集、分(fen)析處(chu)理(li)、信息傳(chuan)輸一(yi)體化(hua)的智能(neng)視(shi)(shi)(shi)覺傳(chuan)感器。
智(zhi)能(neng)視覺(jue)(jue)(jue)傳感技術(shu)下的(de)(de)智(zhi)能(neng)視覺(jue)(jue)(jue)傳感器(qi)也稱智(zhi)能(neng)相機(ji)(ji)，是(shi)近年來機(ji)(ji)器(qi)視覺(jue)(jue)(jue)領(ling)域發展最(zui)快的(de)(de)一(yi)項新技術(shu)。智(zhi)能(neng)相機(ji)(ji)是(shi)一(yi)個兼具(ju)圖(tu)像(xiang)采集、圖(tu)像(xiang)處(chu)(chu)理和信(xin)息傳遞功(gong)能(neng)的(de)(de)小型機(ji)(ji)器(qi)視覺(jue)(jue)(jue)系統，是(shi)一(yi)種(zhong)嵌入式(shi)計算機(ji)(ji)視覺(jue)(jue)(jue)系統。它將圖(tu)像(xiang)傳感器(qi)、數字處(chu)(chu)理器(qi)、通訊模塊和其他(ta)外設集成到(dao)了(le)一(yi)個單一(yi)的(de)(de)相機(ji)(ji)內，由于這種(zhong)一(yi)體化設計，可(ke)降低系統的(de)(de)復雜度(du)，并(bing)提高可(ke)靠性，同時系統尺寸大(da)大(da)縮小，拓寬了(le)視覺(jue)(jue)(jue)技術(shu)的(de)(de)應用領(ling)域。
視覺傳感器的關鍵(jian)技術(shu)
視(shi)覺傳(chuan)感器(qi)(qi)的(de)(de)圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)采集(ji)單元主要由CCD/CMOS相機、光學系統(tong)、照明系統(tong)和圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)采集(ji)卡組成，將光學影(ying)像(xiang)(xiang)(xiang)轉換成數字圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)，傳(chuan)遞給圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)處理單元。通(tong)常使用的(de)(de)圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)傳(chuan)感器(qi)(qi)主要有CCD圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)傳(chuan)感器(qi)(qi)和CMOS圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)傳(chuan)感器(qi)(qi)兩種。
1. CCD圖像傳感器
CCD及電(dian)子(zi)耦合(he)組件，她就想傳統相(xiang)機的(de)(de)(de)底片(pian)一(yi)(yi)樣的(de)(de)(de)感(gan)(gan)光(guang)(guang)系統，是感(gan)(gan)應光(guang)(guang)線的(de)(de)(de)電(dian)路裝置。CCD圖像傳感(gan)(gan)器(qi)由微鏡頭、濾(lv)色片(pian)、感(gan)(gan)光(guang)(guang)元件三層(ceng)組成。CCD圖像傳感(gan)(gan)器(qi)的(de)(de)(de)每一(yi)(yi)個(ge)感(gan)(gan)光(guang)(guang)元件由一(yi)(yi)個(ge)光(guang)(guang)電(dian)二(er)極管和控制相(xiang)鄰電(dian)荷的(de)(de)(de)存儲單元組成光(guang)(guang)電(dian)管用于捕(bu)捉光(guang)(guang)子(zi)用，它將光(guang)(guang)子(zi)轉化為電(dian)子(zi)，收集到(dao)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)線越(yue)(yue)強(qiang)，產生(sheng)的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)數量就越(yue)(yue)多，而電(dian)子(zi)信(xin)號越(yue)(yue)強(qiang)則越(yue)(yue)容易被記(ji)錄(lu)且不易丟失(shi)，圖像細節則更加豐富。
成像原理
使用二(er)(er)極管(guan)將光(guang)線轉(zhuan)換為電(dian)荷(he)，當拍(pai)攝者對(dui)焦(jiao)完畢按下快(kuai)門(men)的(de)時候，光(guang)線通關打開(kai)的(de)快(kuai)門(men)通過馬(ma)賽克色(se)塊射入(ru)(ru)在CCD圖(tu)像傳感器上，感光(guang)二(er)(er)極管(guan)在接受(shou)光(guang)電(dian)子的(de)裝機(ji)后(hou)釋放電(dian)子，所產(chan)生電(dian)子的(de)數目與(yu)該感光(guang)二(er)(er)極管(guan)感應到的(de)光(guang)成(cheng)(cheng)正比。在本次曝光(guang)結束之(zhi)后(hou)，每個感光(guang)二(er)(er)極管(guan)含有不同(tong)數量的(de)電(dian)子，而我們(men)在顯示(shi)器上面(mian)看到的(de)數碼(ma)(ma)圖(tu)像就是通過電(dian)子數量的(de)多(duo)與(yu)少來進行(xing)表示(shi)和(he)存(cun)(cun)儲(chu)，然后(hou)控(kong)制電(dian)路(lu)從CCD中讀(du)取圖(tu)像，進行(xing)紅(hong)R、綠G和(he)藍B三原(yuan)色(se)合成(cheng)(cheng)，并(bing)且放大(da)和(he)將其數字(zi)化(hua)，這(zhe)些數字(zi)信(xin)號并(bing)存(cun)(cun)入(ru)(ru)數碼(ma)(ma)相機(ji)的(de)緩存(cun)(cun)內(nei)，最后(hou)寫入(ru)(ru)相機(ji)的(de)移動存(cun)(cun)儲(chu)介質完成(cheng)(cheng)數碼(ma)(ma)相片拍(pai)攝。
優點
高解析度、低雜訊、高靈敏度、動態范圍(wei)廣、良(liang)好的線性特性曲線、大(da)面積感光、低影像失(shi)真、提為、重(zhong)量輕、低耗電、不(bu)收磁(ci)場影響(xiang)、電荷傳(chuan)輸(shu)效率佳(jia)、可大(da)批(pi)量生產(chan)、品質(zhi)穩(wen)定、堅固、不(bu)易老化。
缺點(dian)
隨著CCD應用范圍的(de)擴大，其(qi)缺點逐漸暴露：首先，CCD芯(xin)(xin)片技(ji)術工藝(yi)復雜，不(bu)能與標準(zhun)的(de)工藝(yi)兼容，其(qi)次，CCD技(ji)術芯(xin)(xin)片需要的(de)電壓(ya)功耗大，因此CCD技(ji)術芯(xin)(xin)片價格昂(ang)貴且使用不(bu)便(bian)。
2. CMOS圖像傳感(gan)器(qi)
工(gong)作原理
首先，外界光照射像素陣列，發生光電效應，在像素單元內產生相應的電荷。行選擇邏輯單元根據需要，選
視覺傳(chuan)感器技(ji)術(shu)的應用
1. 汽(qi)車(che)(che)車(che)(che)身視覺檢測系統
主體是多(duo)個(ge)視(shi)覺(jue)傳感器，包括機(ji)械(xie)運送機(ji)構、機(ji)械(xie)定位(wei)機(ji)構、電子控制(zhi)設備、計(ji)算機(ji)等相(xiang)關組成(cheng)部分。
優點：測(ce)量(liang)(liang)效率高、測(ce)量(liang)(liang)工(gong)作全部自動完成、車(che)身視(shi)覺測(ce)量(liang)(liang)系統(tong)的組成靈(ling)活
2. 三維形貌視(shi)覺測量
測量的(de)對象通常(chang)是大型或具有復雜表面的(de)物體，受相機(ji)視場和(he)(he)測量視角的(de)限制，通常(chang)分(fen)為(wei)局(ju)部(bu)三維形貌信息獲取(qu)和(he)(he)整體拼(pin)接兩部(bu)分(fen)。
形貌整(zheng)體拼接(jie)(jie)的實(shi)質就(jiu)是將分塊局(ju)部形貌測量數據統(tong)一到公共(gong)坐標系下(xia)，完成對(dui)被測形貌的整(zheng)體描述，為控(kong)制整(zheng)體精度(du)，避免(mian)誤差累積，采用全(quan)局(ju)控(kong)制點拼接(jie)(jie)方法。
3. 鋼管直線度(du)、截面(mian)尺寸在線視覺測量系統
測量(liang)原理(li)：測量(liang)系(xi)統由(you)(you)多個(ge)結(jie)構光(guang)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)組(zu)成(cheng)，傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)上(shang)結(jie)構光(guang)投射(she)(she)器(qi)(qi)投射(she)(she)的光(guang)平面(mian)和(he)被測鋼管(guan)相交，得到(dao)鋼管(guan)截(jie)面(mian)圓(yuan)(yuan)軸上(shang)的部分(fen)(fen)圓(yuan)(yuan)弧(hu)，傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)測量(liang)部分(fen)(fen)圓(yuan)(yuan)弧(hu)在空間中(zhong)位置(zhi)，系(xi)統中(zhong)每一(yi)個(ge)傳(chuan)感(gan)(gan)器(qi)(qi)實現一(yi)個(ge)截(jie)面(mian)上(shang)部分(fen)(fen)圓(yuan)(yuan)弧(hu)的測量(liang)，通過適度的數(shu)學方法，由(you)(you)圓(yuan)(yuan)弧(hu)擬合得到(dao)截(jie)面(mian)尺寸和(he)截(jie)面(mian)圓(yuan)(yuan)心的空間位置(zhi)，由(you)(you)圓(yuan)(yuan)心分(fen)(fen)布的空間包絡，得到(dao)直線度參數(shu)。