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在現(xiàn)代工業(yè)自動化生產(chǎn)中，涉及到各種各樣的檢驗、生產(chǎn)監(jiān)視和零件識別應(yīng)用，通常這種帶有高度重復(fù)性和智能性的工作只能由人眼來完成。然而有些時候，如微小尺寸的精確 快速測量，形狀匹配，顏色辨識等，用人眼根本無法連續(xù)穩(wěn)定地進行，其它物理量傳感器也難以完成。這時，人們開始考慮 用JJD 照相機抓取圖像，送入計算機或?qū)Ｓ玫膱D像處理模塊，通過數(shù)字化處理，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，來進行尺寸、形狀、顏色等的判別。這樣，就把計算機的快速性、可 重復(fù)性，與人眼視覺的高度智能化和抽象能力相結(jié)合，由此產(chǎn)生了機器視覺的概念。機器視覺是研究計算機模擬生物外顯 或宏觀視角功能的科學(xué)與技術(shù)，涉及人工智能、神經(jīng)生物學(xué)、 心理物理學(xué)、計算機科學(xué)、圖像處理、模式識別等多個領(lǐng)域。

目前，國際上視覺系統(tǒng)的應(yīng)用從上世紀(jì)80 年代至今，經(jīng)久不衰。機器視覺獲得了蓬勃發(fā)展，新概念、新理論、新方法不斷涌現(xiàn)，在各個方面得到了廣泛的應(yīng)用。而在國內(nèi)，工業(yè)視覺系統(tǒng)尚處于概念導(dǎo)入期，各行業(yè)的企業(yè)在解決了生產(chǎn)自動化的問題以后，開始將目光轉(zhuǎn)向視覺測量自動化方面。國內(nèi)一些城市如北京、上海、深圳等都有公司代理國外的視覺設(shè)備和視覺軟件。

在數(shù)控卷板加工中，需要操作人員測量后輸入卷板尺寸， 然后由數(shù)控程序自動計算出各個輥在各卷板工藝階段的位移量及轉(zhuǎn)速，控制) 個輥的相互協(xié)調(diào)運動，自動完成加工。但由于生產(chǎn)的批量化，依賴人工實現(xiàn)尺寸的測量需要大量的人員來從事這項單調(diào)的重復(fù)性工作，檢測效率低，成本高；另外人 工檢測一般采用機械式接觸測量方法，板材表面與測量頭的變形以及檢測人員的因素均會影響到檢測的客觀準(zhǔn)確性，從而使檢測品質(zhì)得不到保證。

為了提高檢測效率和檢測品質(zhì)、 降低檢測成本，采用非接觸式測量方式，由攝像頭 和圖像采集卡獲取工件的二維數(shù)字圖像，通過計算機對數(shù)字 圖像進行處理分析并計算得到工件的尺寸信息，然后輸入給 數(shù)控系統(tǒng)完成加工。 GF 測量系統(tǒng)原理及組成 整個系統(tǒng)由兩個面陣 JJD 攝像機、一塊圖像采集卡、一 機、以及相應(yīng)的軟件共同組成。攝像機安裝在一個專用支架上。JJD 攝像機與計算機 中的圖像采集卡相連。被測物體的反射光線首先傳遞到鏡 頭。經(jīng)鏡頭聚焦到JJD 芯片上。JJD 根據(jù)光的強弱積聚相 應(yīng)的電荷，經(jīng)周期性放電產(chǎn)生表示一幅幅畫面的電信號，再 經(jīng)濾波，放大處理后，通過攝像機的視頻端口輸出。攝像機 向計算機的數(shù)據(jù)傳送過程是由圖像卡控制的。視頻信號經(jīng)數(shù) 字解碼，模L 數(shù)轉(zhuǎn)換，比例縮放，色空變換等，通過-JM 總線 傳到NOP 卡實時顯示或傳到計算機內(nèi)存實時存儲。數(shù)據(jù)的 處理及結(jié)果求取通過計算機由專門的軟件完成。

測量原理利用""# 攝像機獲取一個三維物體的二維圖像，再通過 多個攝像機從不同方向拍攝的兩幅或兩幅以上的二維圖像， 就能綜合出物體的三位輪廓。 如圖$所示，! 為攝像機坐標(biāo)系（坐標(biāo)原點為攝像機光學(xué)中心，&與光軸 重合），’ 為攝像機光軸與圖像平面的交點，點) 為圖像平面坐標(biāo)系。設(shè)目標(biāo)點- 在世界坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)為（!，"，#），在攝像 機坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)為（$，%，&），在圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為 根據(jù)圖中的幾何關(guān)系，點-的圖像坐標(biāo)與世界坐標(biāo)有如 下變換關(guān)系（. 為坐標(biāo)變換矩陣，/ 為透視變換矩陣）： 上式中*是攝像機的焦距，+ 為圖像坐標(biāo)系原點在圖像平面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，0 為系統(tǒng)變換矩陣的元素，與攝像機的放置及成像系統(tǒng)的參數(shù)有關(guān)，可通過系統(tǒng)定標(biāo)來 確定。這樣對于每一個點都能得到關(guān)于（!，"，#）的兩個方當(dāng)有一對同命像點時，可得到+個方程。通過聯(lián)立求解 上述四個方程，就能得到 點的三維空間坐標(biāo)值。 圖像采集圖像采集是一個重要的環(huán)節(jié)，它將對象的可視化圖像和特征轉(zhuǎn)化為能被計算機處理的一系列數(shù)據(jù)。由于機器視覺系 統(tǒng)強調(diào)精度和速度，所以需要圖像采集部分及時、準(zhǔn)確地提供清晰的圖像，只有這樣，圖像采集部分才能在比較短的時間內(nèi)得出正確的結(jié)果。

由此可知，圖像采集部分的性能會直接影 響整個機器視覺系統(tǒng)的性能。圖像采集部分一般由光源、鏡 頭、數(shù)字?jǐn)z像機和圖像采集卡構(gòu)成。采集過程可簡單描述為在光源提供照明的條件下，數(shù)字?jǐn)z像機拍攝目標(biāo)物體并將其轉(zhuǎn)化為圖像信號，然后送入圖像采集卡內(nèi)，經(jīng)濾波，,- 轉(zhuǎn)換成為./01 數(shù)字信號。通過2"3 總線傳到計算機內(nèi)存。 攝像機標(biāo)定定標(biāo)的目的，是得到該立體視覺系統(tǒng)的內(nèi)、外方位元素 以及鏡頭畸變參數(shù)，以便為三維計算機視覺提供一個高精 度、靈活的視覺輸入系統(tǒng)。它的具體內(nèi)容是確定攝像機內(nèi)部幾何和光學(xué)特性（內(nèi)部參數(shù)）和6 或相對一個世界坐標(biāo)系統(tǒng)的攝像機坐標(biāo)的三維位置和方向（外部參數(shù)）。