在工業(yè)領(lǐng)域，機(jī)器視覺技術(shù)也已經(jīng)應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中，以取代傳統(tǒng)上的人工檢查來提高生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)量。從拾取和放置、對(duì)象跟蹤到計(jì)量、缺陷檢測(cè)等應(yīng)用，利用視覺數(shù)據(jù)可以通過提供簡(jiǎn)單的通過失敗信息或閉環(huán)控制，來提高整個(gè)系統(tǒng)的性能。
視覺的使用并不僅僅在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，我們也看到了相機(jī)在日常生活中的大量應(yīng)用，例如用于計(jì)算機(jī)、移動(dòng)設(shè)備，特別是在中。攝像頭僅僅是在幾年前才被引入到汽車中，但是現(xiàn)在汽車中已經(jīng)配備了大量攝像頭，以為駕駛員提供完整的360°車輛視圖。
機(jī)器視覺檢測(cè)可以改善自動(dòng)化設(shè)置。集成的機(jī)器人解決方案可以快速輕松地提供機(jī)器視覺檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)。但是，即使技術(shù)有所改進(jìn)，視覺也是機(jī)器人技術(shù)的一個(gè)比較“棘手”的問題。
機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)最常見的功能是檢測(cè)已知物體的位置和方向，在完善硬件、程序和算法設(shè)置等環(huán)節(jié)之外，也需要充分考量照明、背景等因素。
1.照明
如果有過在低光照下拍攝數(shù)碼照片的經(jīng)驗(yàn)，就會(huì)知道照明至關(guān)重要。糟糕的照明會(huì)毀掉一切。成像傳感器不像人眼那樣適應(yīng)性強(qiáng)或敏感。如果照明類型錯(cuò)誤，視覺傳感器將無(wú)法可靠地檢測(cè)到物體。有各種克服照明挑戰(zhàn)的方法。一種方法是將有源照明結(jié)合到視覺傳感器本身中。其他解決方案包括使用紅外照明，環(huán)境中的固定照明或使用其他形式的技術(shù)，例如激光。
2.變形或鉸接
球體是計(jì)算機(jī)視覺檢測(cè)的簡(jiǎn)單對(duì)象。如果使用模板匹配算法可能只是檢測(cè)它的圓形輪廓。但是，如果球被壓扁，它會(huì)改變形狀，同樣的方法將不再起作用，這就是變形。它會(huì)導(dǎo)致一些機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)遭遇相當(dāng)大的問題。鉸接類似，是指由可移動(dòng)關(guān)節(jié)引起的變形。例如，當(dāng)您在肘部彎曲手臂時(shí)，手臂的形狀會(huì)發(fā)生變化。各個(gè)鏈接(骨骼)保持相同的形狀，但輪廓變形。由于許多視覺算法使用形狀輪廓，因此變形和鉸接會(huì)使得物體識(shí)別更加困難。
3.位置和方向
機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)最常見的功能是檢測(cè)已知物體的位置和方向。因此，大多數(shù)集成視覺解決方案通常都克服了這些挑戰(zhàn)。只要整個(gè)物體可以在攝像機(jī)圖像內(nèi)被查看，檢測(cè)物體的位置通常是直截了當(dāng)?shù)?。許多系統(tǒng)對(duì)于對(duì)象方向變化的檢測(cè)非常靈敏。但是，并不是所有的方向都是易于檢測(cè)的。雖然檢測(cè)沿一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)的物體是足夠簡(jiǎn)單的，但是檢測(cè)物體的3D旋轉(zhuǎn)則更為復(fù)雜。
4.背景
圖像背景對(duì)物體檢測(cè)有很大的影響。舉一個(gè)極端的例子，對(duì)象被放置在一張紙上，在該紙上打印同一對(duì)象的圖像。在這種情況下，機(jī)器視覺檢測(cè)設(shè)置可能無(wú)法確定哪個(gè)是真實(shí)的物體。完美的背景是空白的，并提供與檢測(cè)到的物體良好的對(duì)比。它的確切屬性將取決于正在使用的視覺檢測(cè)算法。如果使用邊緣檢測(cè)器，那么背景不應(yīng)該包含清晰的線條。背景的顏色和亮度也應(yīng)該與物體的顏色和亮度不同。
5.遮擋
遮擋意味著物體的一部分被遮住了。在前面的幾種情況中，整個(gè)對(duì)象出現(xiàn)在相機(jī)圖像中。遮擋是不同的，因?yàn)椴糠謱?duì)象丟失。視覺系統(tǒng)顯然不能檢測(cè)到圖像中不存在的東西。有各種各樣的東西可能會(huì)導(dǎo)致遮擋，包括其他物體、機(jī)器人的部分或相機(jī)的不良位置。克服遮擋的方法通常涉及將對(duì)象的可見部分與其已知模型進(jìn)行匹配，并假定對(duì)象的隱藏部分存在。
6.尺度
在某些情況下，人眼很容易被尺度上的差異所欺騙。機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)可能被他們弄糊涂了。想象一下，你有兩個(gè)完全相同的物體，只是一個(gè)比另一個(gè)大。想象一下，您正在使用固定的2D視覺設(shè)置，物體的大小決定了它與機(jī)器人的距離。尺度的另一個(gè)問題，也許不那么明顯，就是像素值的問題。如果將機(jī)器人相機(jī)放置得很遠(yuǎn)，則圖像中的對(duì)象將由較少的像素表示。當(dāng)有更多的像素代表對(duì)象時(shí)，圖像處理算法會(huì)更好地工作，但也存在一些例外。
7.照相機(jī)放置
不正確的相機(jī)位置可能會(huì)導(dǎo)致以前出現(xiàn)過的任何問題，所以重要的是要正確使用它。嘗試將照相機(jī)放置在光線充足的區(qū)域，以便在沒有變形的情況下盡可能清楚地看到物體，盡可能靠近物體而不會(huì)造成遮擋。照相機(jī)和觀看面之間不應(yīng)有干擾的背景或其他物體。
8.運(yùn)動(dòng)
運(yùn)動(dòng)有時(shí)會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)視覺設(shè)置出現(xiàn)問題，特別是在圖像中出現(xiàn)模糊時(shí)。例如，這可能發(fā)生在快速移動(dòng)的傳送帶上的物體上。數(shù)字成像傳感器在短時(shí)間內(nèi)捕獲圖像，但不會(huì)瞬間捕獲整個(gè)圖像。如果一個(gè)物體在捕捉過程中移動(dòng)太快，將導(dǎo)致圖像模糊。我們的眼睛可能不會(huì)注意到視頻中的模糊，但算法會(huì)。當(dāng)有清晰的靜態(tài)圖像時(shí)，機(jī)器視覺檢測(cè)效果最佳。