《工業(yè)機(jī)器人》?精品課件合集第六章工業(yè)機(jī)器人的視覺系統(tǒng)

6.1人類視覺原理6.2模仿人類視覺的機(jī)器視覺系統(tǒng)6.3工業(yè)機(jī)器人視覺系統(tǒng)的組成6.4圖像處理技術(shù)6.1人類視覺原理6.1.1視覺機(jī)能人類眼球的構(gòu)造如圖6.1所示。圖6.1人類眼球的結(jié)構(gòu)6.1.2視覺皮質(zhì)人類視覺皮質(zhì)層如圖6.2所示。圖6.2視覺皮層6.2模仿人類視覺的機(jī)器視覺系統(tǒng)6.2.1主動(dòng)視覺對(duì)于人類視覺來說，并非外界圖像信息映射在視網(wǎng)膜上即可看見，只有人們做出想要看的努力之后才能看到外界信息。把人類這種想要看的努力移植到機(jī)器人的圖像處理中，一般稱為主動(dòng)視覺。6.2.2相機(jī)的類型選擇1.光電二極管與光電轉(zhuǎn)換器件2.

CCD圖像傳感器3.

CMOS圖像傳感器6.3工業(yè)機(jī)器人視覺系統(tǒng)的組成計(jì)算機(jī)視覺的總目標(biāo)是要把從攝像機(jī)等傳感器傳輸進(jìn)來的圖像信息用計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析，求出周圍物體在三維空間內(nèi)的形狀、大小、位置等理解性描述。（1）視覺系統(tǒng)的功能：①分類②定位③檢查（2）視覺系統(tǒng)的性能：①環(huán)境安排。②實(shí)時(shí)性。③高可靠性。④通用性。6.3.1視覺系統(tǒng)的硬件組成眼的視覺系統(tǒng)由下列部分組成：光電變換、光學(xué)系統(tǒng)、眼球運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)此功能的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)如圖6.3所示。圖6.3機(jī)器人的視覺硬件系統(tǒng)系統(tǒng)應(yīng)滿足以下條件：（1）為了適應(yīng)所要看對(duì)象的距離調(diào)節(jié)焦距；（2）根據(jù)亮度調(diào)節(jié)光圈；（3）根據(jù)大小調(diào)節(jié)放大率；（4）為了選擇視野，攝像機(jī)能旋轉(zhuǎn)。6.3.2視覺系統(tǒng)的軟件組成OpenCV

是一個(gè)開源的計(jì)算機(jī)視覺庫，主要采用

C/C++語言編寫，可以用在

Linux/Windows等操作系統(tǒng)上。其主體分為五個(gè)模塊，其中四個(gè)模塊如圖6.4所示。圖6.4OpenCV模塊6.4圖像處理技術(shù)圖像處理的步驟包括：（1）攝像機(jī)捕獲圖像。（2）圖像數(shù)字化。（3）圖像用一個(gè)二維函數(shù)進(jìn)行描述。圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺之間并沒有明顯的界限，但我們可通過考慮三種等級(jí)的計(jì)算機(jī)化處理過程加以區(qū)分：低級(jí)、中級(jí)和高級(jí)處理。6.4圖像處理技術(shù)圖像處理的步驟包括：（1）攝像機(jī)捕獲圖像。（2）圖像數(shù)字化。（3）圖像用一個(gè)二維函數(shù)進(jìn)行描述。圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺之間并沒有明顯的界限，但我們可通過考慮三種等級(jí)的計(jì)算機(jī)化處理過程加以區(qū)分：低級(jí)、中級(jí)和高級(jí)處理。6.4.1顏色模型與彩色圖像濾波按國(guó)際公認(rèn)的RGB表色系統(tǒng)，三基色光的波長(zhǎng)如表6.1所示。表6.1三基色光的波長(zhǎng)基色光波長(zhǎng)（nm）R700.0G546.1B435.86.4.2圖像預(yù)處理圖像的預(yù)處理是對(duì)輸入的視覺數(shù)據(jù)進(jìn)行的一系列加工中的第一步，其任務(wù)是對(duì)輸入的圖像進(jìn)行改進(jìn)，以獲得能正確反映外部景物的高質(zhì)量的圖像，為以后的視覺處理創(chuàng)造條件。1.幾何失真的校正無論選用哪種校正函數(shù)形式，校正函數(shù)都采用平方誤差最小方法確定。6.4.2圖像預(yù)處理圖像的預(yù)處理是對(duì)輸入的視覺數(shù)據(jù)進(jìn)行的一系列加工中的第一步，其任務(wù)是對(duì)輸入的圖像進(jìn)行改進(jìn)，以獲得能正確反映外部景物的高質(zhì)量的圖像，為以后的視覺處理創(chuàng)造條件。1.幾何失真的校正2.灰度修正無論選用哪種校正函數(shù)形式，校正函數(shù)都采用平方誤差最小方法確定?；叶刃拚袃煞N：一種叫灰度校正，另一種叫灰度變換。6.4.2圖像預(yù)處理圖像的預(yù)處理是對(duì)輸入的視覺數(shù)據(jù)進(jìn)行的一系列加工中的第一步，其任務(wù)是對(duì)輸入的圖像進(jìn)行改進(jìn)，以獲得能正確反映外部景物的高質(zhì)量的圖像，為以后的視覺處理創(chuàng)造條件。1.幾何失真的校正2.灰度修正無論選用哪種校正函數(shù)形式，校正函數(shù)都采用平方誤差最小方法確定?；叶刃拚袃煞N：一種叫灰度校正，另一種叫灰度變換。3.