机器人视觉系统相关内容探究

机器人视觉系统相关问题研究

机器人的定义

联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义:一种可编程和多功能的,用来搬运材料、零件、工具的操作机;或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。它既可以接受人类指挥,又可以运行预先编排的程序,也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作,例如生产业、建筑业,或是危险的工作。

同飞机、轮船、潜艇等很多现代机械一样,机器人属于根据仿生学提出来的概念,同时有涉及到机械电子、计算机、生物学等学科,可以说是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。

既然机器人是模仿人类的工作原理工作的,那么同人类获取信息的主要途径——视觉类似,机器人获取信息的主要途径是它的视觉系统,机器人的视觉系统在机器人的研究和应用中占有十分重要的作用,对机器人的智能化将起决定作用。 机器人视觉系统的定义

机器人视觉系统是指用计算机来实现人的视觉功能,也就是用计算机来实现对客观的三维世界的识别。按现在的理解,人类视觉系统的感受部分是视网膜,它是一个三维采样系统。三维物体的可见部分投影到网膜上,人们按照投影到视网膜上的二维成像来对该物体进行三维理解。所谓三维理解是指对被观察对象的形状、尺寸、离开观察点的距离、质地和运动特征(方向和速度)等的理解。如果把三维客观世界到二维投影像看作是一种正变换的话,则机器视觉系统所要做的是从这种二维投影图像到三维客观世界的逆变换,也就是根据这种二维投影图像去重建三维的客观世界。[1] 从定义上我们不难看出,机器人的视觉指挥系统是计算机,机器人视觉功能的实现离不开精确数据的计算,是一种在三维空间的计算,通过三维空间对目标物进行准确的记录,再通过对这些记录的数据的分析还原再现目标物的形象,原理相当的简单,但实现起来却是一个复杂的过程。

机器人视觉系统的发展

机器人视觉系统按其发展可以分为三代:

第一代机器视觉系统的功能一般是按规定流程对图像进行处理并输出结果。这种系统可由普通数字电路, 也可由高速图象处理芯片搭成工作原理是将图象输入系纹,并与在图象存储器中的标准图象相减、比较, 当差值图象在一定值以下就认为合格。 第二代机器视觉系统一般由一台计算机, 一个图象输入设备和结果输出硬件构成视觉信息在机内以串行方式流动, 机内备有多种饮件可供选择, 有一定学习能力以适应各种新情况、这种系统结构简单, 通用性较强, 并可以通过硬化公用软件使处理速度加快。

第三代机器视觉系统是国际上正在研究开发的系统。以采用高速图象处理芯片, 并行算法, 具有高度的智能和普通的适应性, 能模拟人的高层视觉功能为目标。[2] 这三代机器人视觉系统有着前后相继的关系,当代科学技术的进步推动了机器人视觉系统的更新换代,从机器人视觉系统的发展可以看出当今时代的技术进步和科技

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