机器视觉技术是通过机器视觉产品，即图像摄取装置将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。作为工业之眼的机器视觉技术是智能制造时代和工业 4.0 时代实现工业自动化、智能化和互联化的必要技术手段之一，近年来在汽车制造行业机器视觉技术在自动缺陷检测、智能识别、智能测量、智能检测和智能互联方面飞速发展和迭代更新，机器视觉技术是是人眼在机器上的延伸，是利用机器代替人眼来做测量和判断的一项综合技术，它易于信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术。
机器视觉技术的作用是可以提高质量检测的可靠性，提高生产效率、生产柔性和生产的自动化程度，在危险的工作环境中它可以替代人工视觉进行目视检查，从而满足制造过程中人机工程的需求。机器视觉技术的主要功能主要集中在以下 8 个方面：
1
生产过程自动检测，提高生产效率；
2
质量提升和质量保证；
3
改进生产流程，改善人机工程；
4
零件的精确测量；
5
柔性化和集成化生产；
6
生产过程监控；
7
降低生产成本；
8
缩短产品进入市场的周期时间。
· 机器视觉技术在智能制造中的应用和分类
机器视觉技术是人工智能落地到汽车制造领域中不可或缺的一环，随着科技日新月异的发展，机器视觉技术在智能制造和工业 4.0 时代在汽车制造行业中应用的比重将会越来越大。
机器视觉在智能制造中主要应用
目前机器视觉技术主要在电子及半导体、汽车制造、医药制造等领域广泛应用，其中在电子及半导体中的应用约为47%，在汽车制造中的应用约为16%，在医药制造行业中的应用约为7%，在其它行业中的应用约为 30%。随着汽车电动化、网联化、智能化、共享化浪潮的席卷，机器视觉在汽车制造领域中的应用越来越广泛和深入，应用占比也越来越重，其在汽车制造智能制造行业中的主要应用如下：
1
引导和定位。一般采用 3D 视觉，准确定位并引导机器手臂寻找物料位置，抓取物料放到指定位置进行上下料操作；
2
外观检查。这是取代人眼最多的环节，取代人眼进行零件缺陷检查，如机加工环节的划伤、磕碰伤等缺陷，装配环节多装、漏装、错装和装反等缺陷；
3
高精度检测。测量是工业的基础，对于人眼无法识别的0.01～0.02 mm甚至微米的高精密度零件必须使用机器识别完成；
4
智能识别。对图像进行处理、分析和理解，识别目标对象，并进行数据的追溯和采集。应用大数据进行快速收敛，在海量信息中寻找关键特征。
2
智能互联。主要应用为汽车的无人驾驶技术，在智能制造场景中将操作人员、工艺设备、生产物料、生产环境等数据互联，通过深度学习、智能优化、智能预测等展示出工业4.0的威力。
机器视觉和人类视觉的区别与联系
如表1所示，机器视觉技术相较于人眼有很多的优点和差异，这也是其在工艺制造领域广泛应用的重要原因。
工业应用视觉相机分类
机器视觉主要采用的是工业相机，当前世界上工业相机的知名厂家有美国康耐视(Cognex)、美 国 NI（National Instruments）、美国邦纳（Banner）、日本基恩士(Keyence)、日本欧姆龙(Omron)、日本松下(Panasonic)、加拿大达尔萨(Teledyne Dalsa) 、瑞士堡盟(Baumer)等公司，汽车行业当前应用美国康耐视和日本基恩士相机居多。如图1所示，工业相机主要分类如下。
图1 工业相机主要分类
· 机器视觉系统
图2 机器视觉系统主要构成
如图2所示，机器视觉系统主要由图像采集单元、图像处理单元、图像处理软件、网络通信装置等构成。图像采集单元相当于 CCD 或 CMOS 相机和图像采集卡，将光学图像转换为模拟或数字图像并输出至图像处理单元；图像处理单元类似于图像采集和处理卡，对图像采集单元的图像数据进行实时的存储，并利用图像处理软件进行图像处理；图像处理软件主要在图像处理单元硬件环境的支持下完成图像处理功能；网络通信装置主要完成控制信息、图像数据的通信任务。
图像采集单元
照明光源
机器视觉中照明光源的主要作用为可以构建足够的取像环境，保证光线稳定，可以用于突出将要识取物体的颜色；照亮目标，提高目标亮度；形成最有利于图像处理的成像效果；克服环境光干扰，保证图像的稳定性；用作测量的工具或参照等。机器视觉的照明光源可分为卤素灯、白炽灯、氙气闪光灯、激光灯、荧光灯和发光二极管等，其中发光二极管因为体积小、耗电低、使用寿命长、反应迅捷、运行成本低、无毒环保、可制成各种形状、尺寸及各种照射角度等优点被广泛采用。
工业相机镜头
工业相机镜头是获取图像的工具，根据光感原理不同可分为互补金属氧化物半导体（CMOS）和电荷耦合元件（CCD），将光学影像转化为数字信号的半导体元器件工厂一般采用CCD（使图像更利于后期处理），获取信息稳定。镜头的主要技术参数有焦距（EFL），短焦距提供广角视野 ，而长焦距提供望远视；视场角（FOV），也叫视野范围，相机实际拍到区域的尺寸，主要与元件尺寸、相机和元件之间的工作距离、镜头的类型等有关，FOV=传感器尺寸/光学倍率；放大倍率（Magnification）又称光学放大倍数，像高和物高的大小之比，CCD/FOV，即芯片尺寸除以视野范围；景深表示聚焦清楚的范围，指的是物体在对焦清楚时,可移动的
