关于机器人工业相机视觉原理讲解
机器视觉是人工智能重要分支，机器视觉在应用上具有广泛性，能 够在智能制造，以及众多智能生活领域展开应用；在技术上具有独特性， 是唯一非接触式识别、测量物体的前沿技术，在工业生产中为了减少人力 成本和提高效率，一般会引用工业视觉相机（CCD）来测量和识别。
1. 工业视觉原理介绍
使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器片 转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存， 因而可以轻而易举地把数据传输给计算机，并借助于计算机的处理手段，根据需要和 想像来修改图像。
1.1 工业视觉用于识别
1.1.1 用于识别时的注意事项
注：用于识别时，被拍摄物体特征点必须清晰，明暗对比度层次分明
1.1.2 用于识别时对相机的要求
注：用于识别，对相机要求一般就可以，不需要很高像素相机，主要能满足特 征点识别就行
1.2 工业相机用于定位
1.2.1 用于定位时视觉原理
注：在一个固有的平面图像内，某一个特征点一定存在某一个独一的像素位置 向量，我们把这个像素位置向量叫做在图形里的像素坐标（Pix , Piy）。
1.2.2 用于定位时的图像误差
注：由于被拍摄物体在像面区域成像时，图像是通过小孔成像原理成像，为了 更好的得到像面效果，会采用加装镜头（镜头有凹凸镜和凸凸镜），因此 像面会在成像的时候出现一定程度的畸变。
一，缩放畸变
注：如果镜头凹凸镜，则像面呈现缩放畸变
二，缩拉伸畸变
注：如果镜头凸凸镜，则像面呈现拉伸畸变
1.2.3 图像中目标点像素位置介绍
注：物体的某一个特征点，在成像区域内势必有一个独一的像素位置，这 一个特征点的中心位置所对应图像像素位置就是这个点像素坐标位置。
1.2.4 目标点实际的机器人物理位置介绍
注：所谓的物理位置就是，物体的某一个特征点，在机器人的某一个 工具下尖端对准该特征点时的机器人的坐标。
1.2.5 像素位置与物理位置存在的比例关系
注：此时，同一个特征点在图像中的位和在机器人坐标系下的位置势 必存在某种比例关系，我们把这个关系称之为比例因子。
平移向量关系
注：在同一个成像区域内，一个点一定可以通过另一个点平移某个量得到（如下图）
注意：在 XY 直角坐标系中 ，特征点 A(特征点 1) 和特征点 B(特征点 2) 之间连线的中点 为 P1 点 ( x , y ) 旋转角度 b 后得到 P2 点（x1 , y1）
旋转向量关系
注：在在同一个成像区域内，两个中心相同的特征点一定可通过旋转某一个量得到。（如下图）
注意：在 XY 直角坐标系中 ，特征点 A(特征点 1) 和特征点 B(特征点 2) 之间连线的中点 为 P1 点 ( x , y ) 旋转角度 b 后得到 P2 点（x1 , y1）
平移+旋转向量关系
注：在在同一个成像区域内，两个中心相同的特征点一定可通过旋转某一个量得到。（如下图）
注意：在 XY 直角坐标系中 ，特征点 A(特征点 1) 和特征点 B(特征点 2) 之间连线的中 点为 P1 点 ( x , y ) 平移向量 a 和旋转角度 b 后得到 P2 点（x1 , y1）
原创：91工控阳屹培
技术专题：工业相机的成像原理浅谈
随着国家十四五规划的开始，未来产业升级及产业结构调整必然还将持续升温，智能制造即将迎来新的机遇和挑战，尤其是长三角和珠三角这些自动化产业比较聚集的地区，无论从人才还是产业结构，以及自动化发达程度都不成多让。
对于智能制造的概念，我这里就不多说了，只有自动化设备加上了机器视觉系统，再加上大数据里面的一些算法，形成的整个数据库，才能称之为完全意义上的智能制造，这里说到的机器视觉就是工业相机为载体的一个集成单元。
我们做自动化的人应该都知道工业相机和CCD，以及我们这里说的机器视觉，这些都是一个东西在不同场合的不同称呼，关于CCD系统，我们之前的一些文章里面也有说到过，基本上包括了这么几个部分：工业相机、光源、软件、采集卡、通信装置、以及搭载软件的电脑和显示器。
我在后面的文章中会一个一个来剖析，今天的专题主要是讲工业相机的成像，要聊一点这一点，我们必须先对工业相机和智能相机这两种有一个基本的认识，我们手机上的相机、在反相机这一些基本上都算是智能相机的一种，那么什么算是智能相机了？
区别智能相机的一个显著特点，就是看它能不能自动对焦，自动对着其实就是通过相机自身对光线的强弱感应，来调整图像与物镜的位置，简单来说就是我相机镜头对到谁，稍微停留上那么两三秒钟，相机就会根据我们镜头对到的这个物品距离镜头自身的远近，调整焦距，从而使得此距离拍摄出来的成像效果为最清晰。
说到这里，有的朋友就会明白，我们用手机拍照的时候为什么不能很快的去拍摄，而要移动到打算拍摄的景物上边，稍作等待，而在拍动态的照片儿的时候，更要先把手机对焦调好，否则我们拍出来的效果就是非常糟糕的。
但是我们的工业相机，一般要求拍摄的速度都是非常快，为什么快呢？因为我们要效率，而且我们工业相机也不需要让他去实时调整焦距，因为我们的产品是重复性的，必须用静焦来拍摄，从而减少相机寻找焦距的时间。
另一个方面就是智能相机，它带有对图像的处理功能，比方说我们拍美颜的时候，都是可以在手机里边儿的一些相关设置进行编辑定义的，说到这里，其实工业相机里面也有这种相机，智能相机功能的延伸性比较差，比方说我们要做视觉定位，那是不可能，用智能相机做，一般简单的尺寸检测和外观检测一般是可以用智能相机的。
对工业相机里面的智能相机就是不需要我们去开发设计软件儿，普通定焦的工业相机，就可以进行软件开发，可以根据自己的需要来开发，如果我们开发了，那我们是要赚的开发设计，或者说软件工程师的，在里面还有一个就是这种开发还跟大数据的算法开发不一样。
大家在使用机器视觉系统的时候，可以针对性的根据自己的实际需求来选用，如果你们家只是做一些检测或者尺寸量测的话可以选用智能相机，只需要稍作操作就行了，不需要专门的软件人员开发。
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