視覺(jué)傳感器技術(shù)是傳感技術(shù)七大類(lèi)中的一類(lèi)。視覺(jué)傳感器是指：利用光學(xué)元件和成像裝置**外部環(huán)境圖像信息的儀器，通常用圖像分辨率來(lái)描述視覺(jué)傳感器的性能，視覺(jué)傳感器的進(jìn)度與分辨率、被測(cè)物體的檢測(cè)距離相關(guān)，被測(cè)物體距離越遠(yuǎn)，其絕對(duì)的位置精度越差。
機(jī)器人視覺(jué)是使機(jī)器人具有視覺(jué)感知功能的系統(tǒng)，機(jī)器人視覺(jué)可以通過(guò)視覺(jué)傳感器獲取環(huán)境的一維、二維和三維圖像，并通過(guò)視覺(jué)處理器進(jìn)行分析和解釋?zhuān)M(jìn)而轉(zhuǎn)換為符號(hào)，讓機(jī)器人能夠辨識(shí)物體，并確認(rèn)物體位置及各種狀態(tài)。
視覺(jué)傳感器的基本原理
通過(guò)對(duì)攝像機(jī)拍攝到的圖像進(jìn)行圖像處理，來(lái)計(jì)算對(duì)象物的特征量（面積、重心、長(zhǎng)度、位置等），并輸出數(shù)據(jù)和判斷結(jié)果的傳感器。在捕獲圖像之后，視覺(jué)傳感器將其與內(nèi)存中存儲(chǔ)的基準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較，分析，例如，若視覺(jué)傳感器被設(shè)定為辨別正確地插有八顆螺栓的機(jī)器部件，則傳感器知道應(yīng)該拒收只有七顆螺栓的部件，或者螺栓未對(duì)準(zhǔn)的部件，此外，無(wú)論該機(jī)器部件位于視場(chǎng)中的哪個(gè)位置，無(wú)論該部件是否在360度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，視覺(jué)傳感器都能做出判斷。
視覺(jué)傳感器技術(shù)的分類(lèi)
1. 3D視覺(jué)傳感技術(shù)
3D圖像信息的獲取都是基于某種圖像傳感器獲取、量化圖像信息，這些圖像傳感器有直接獲取可見(jiàn)光的圖像，也有間接通過(guò)監(jiān)測(cè)輻射、紅外線、X射線或者超聲波來(lái)獲取圖像信息。不同的傳感器技術(shù)有不同的分辨率、精度和噪聲，因此從圖像傳感器獲取的信息中提取有用信息進(jìn)行分析成為廣大科技工作者的研究課題。
3D視覺(jué)傳感器具有廣泛的用途，比如多媒體手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝影、數(shù)碼相機(jī)、機(jī)器人視覺(jué)導(dǎo)航、汽車(chē)安全系統(tǒng)、生物醫(yī)學(xué)像素分析、人機(jī)界面、虛擬現(xiàn)實(shí)等，這些不同的也應(yīng)用均是基于3D視覺(jué)圖像傳感器技術(shù)。
2. 智能視覺(jué)傳感技術(shù)
智能視覺(jué)傳感器技術(shù)是指一種高度集成化、智能化的嵌入式視覺(jué)傳感技術(shù)，它取代了PC平臺(tái)的視覺(jué)系統(tǒng)，智能視覺(jué)傳感技術(shù)將視覺(jué)傳感器、數(shù)字處理器、通信模塊及其他外圍設(shè)備集塵在一起，成為一個(gè)能獨(dú)立完成圖像采集、分析處理、信息傳輸一體化的智能視覺(jué)傳感器。
智能視覺(jué)傳感技術(shù)下的智能視覺(jué)傳感器也稱(chēng)智能相機(jī)，是近年來(lái)機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域發(fā)展最快的一項(xiàng)新技術(shù)。智能相機(jī)是一個(gè)兼具圖像采集、圖像處理和信息傳遞功能的小型機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)，是一種嵌入式計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)。它將圖像傳感器、數(shù)字處理器、通訊模塊和其他外設(shè)集成到了一個(gè)單一的相機(jī)內(nèi)，由于這種一體化設(shè)計(jì)，可降低系統(tǒng)的復(fù)雜度，并提高可靠性，同時(shí)系統(tǒng)尺寸大大縮小，拓寬了視覺(jué)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。
視覺(jué)傳感器的關(guān)鍵技術(shù)
視覺(jué)傳感器的圖像采集單元主要由CCD/CMOS相機(jī)、光學(xué)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和圖像采集卡組成，將光學(xué)影像轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像，傳遞給圖像處理單元。通常使用的圖像傳感器主要有CCD圖像傳感器和CMOS圖像傳感器兩種。
1. CCD圖像傳感器
CCD及電子耦合組件，她就想傳統(tǒng)相機(jī)的底片一樣的感光系統(tǒng)，是感應(yīng)光線的電路裝置。CCD圖像傳感器由微鏡頭、濾色片、感光元件三層組成。CCD圖像傳感器的每一個(gè)感光元件由一個(gè)光電二極管和控制相鄰電荷的存儲(chǔ)單元組成光電管用于捕捉光子用，它將光子轉(zhuǎn)化為電子，收集到的光線越強(qiáng)，產(chǎn)生的電子數(shù)量就越多，而電子信號(hào)越強(qiáng)則越容易被記錄且不易丟失，圖像細(xì)節(jié)則更加豐富。
成像原理
使用二極管將光線轉(zhuǎn)換為電荷，當(dāng)拍攝者對(duì)焦完畢按下快門(mén)的時(shí)候，光線通關(guān)打開(kāi)的快門(mén)通過(guò)馬賽克色塊射入在CCD圖像傳感器上，感光二極管在接受光電子的裝機(jī)后釋放電子，所產(chǎn)生電子的數(shù)目與該感光二極管感應(yīng)到的光成正比。在本次曝光結(jié)束之后，每個(gè)感光二極管含有不同數(shù)量的電子，而我們?cè)陲@示器上面看到的數(shù)碼圖像就是通過(guò)電子數(shù)量的多與少來(lái)進(jìn)行表示和存儲(chǔ)，然后控制電路從CCD中讀取圖像，進(jìn)行紅R、綠G和藍(lán)B三原色合成，并且放大和將其數(shù)字化，這些數(shù)字信號(hào)并存入數(shù)碼相機(jī)的緩存內(nèi)，最后寫(xiě)入相機(jī)的移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)完成數(shù)碼相片拍攝。
優(yōu)點(diǎn)
高解析度、低雜訊、高靈敏度、動(dòng)態(tài)范圍廣、良好的線性特性曲線、大面積感光、低影像失真、提為、重量輕、低耗電、不收磁場(chǎng)影響、電荷傳輸效率佳、可大批量生產(chǎn)、品質(zhì)穩(wěn)定、堅(jiān)固、不易老化。
缺點(diǎn)
隨著CCD應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，其缺點(diǎn)逐漸暴露：首先，CCD芯片技術(shù)工藝復(fù)雜，不能與標(biāo)準(zhǔn)的工藝兼容，其次，CCD技術(shù)芯片需要的電壓功耗大，因此CCD技術(shù)芯片價(jià)格昂貴且使用不便。
2. CMOS圖像傳感器
工作原理
首先，外界光照射像素陣列，發(fā)生光電效應(yīng)，在像素單元內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的電荷。行選擇邏輯單元根據(jù)需要，選
視覺(jué)傳感器技術(shù)的應(yīng)用
1. 汽車(chē)車(chē)身視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)
主體是多個(gè)視覺(jué)傳感器，包括機(jī)械運(yùn)送機(jī)構(gòu)、機(jī)械定位機(jī)構(gòu)、電子控制設(shè)備、計(jì)算機(jī)等相關(guān)組成部分。
優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量效率高、測(cè)量工作全部自動(dòng)完成、車(chē)身視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)的組成靈活
2. 三維形貌視覺(jué)測(cè)量
測(cè)量的對(duì)象通常是大型或具有復(fù)雜表面的物體，受相機(jī)視場(chǎng)和測(cè)量視角的限制，通常分為局部三維形貌信息獲取和整體拼接兩部分。
形貌整體拼接的實(shí)質(zhì)就是將分塊局部形貌測(cè)量數(shù)據(jù)統(tǒng)一到公共坐標(biāo)系下，完成對(duì)被測(cè)形貌的整體描述，為控制整體精度，避免誤差累積，采用全局控制點(diǎn)拼接方法。
3. 鋼管直線度、截面尺寸在線視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)
測(cè)量原理：測(cè)量系統(tǒng)由多個(gè)結(jié)構(gòu)光傳感器組成，傳感器上結(jié)構(gòu)光投射器投射的光平面和被測(cè)鋼管相交，得到鋼管截面圓軸上的部分圓弧，傳感器測(cè)量部分圓弧在空間中位置，系統(tǒng)中每一個(gè)傳感器實(shí)現(xiàn)一個(gè)截面上部分圓弧的測(cè)量，通過(guò)適度的數(shù)學(xué)方法，由圓弧擬合得到截面尺寸和截面圓心的空間位置，由圓心分布的空間包絡(luò)，得到直線度參數(shù)。