如果說機器視覺是全球智能的“慧眼”，那么視覺傳感器就是機器視覺的“眼球”。視覺傳感器雖然出現(xiàn)于50年代后期，但由于其精準性、易用性、功能豐富及成本合理的特點，發(fā)展十分迅速，被廣泛地被應用于機器人視覺領域，是機器人中最重要的傳感器之一。

原理與結(jié)構(gòu)

視覺傳感器是整個機器視覺系統(tǒng)信息的直接來源，其主要功能就是獲取足夠的機器視覺系統(tǒng)要處理的最原始圖像，再將其與內(nèi)存中存儲的基準圖像進行比較，以做出分析，為后面的智能系統(tǒng)提供視覺判斷依據(jù)。

視覺傳感器能夠從一整幅圖像捕獲光線的數(shù)以千計的像素，圖像的清晰和細膩程度通常用分辨率來衡量，以像素數(shù)量表示。部分視覺傳感器能夠捕獲的像素值很高，無論距離目標數(shù)米或數(shù)厘米遠，傳感器都能“看到”十分細膩的目標圖像。在捕獲圖像之后，視覺傳感器將其與內(nèi)存中存儲的基準圖像進行比較，以做出分析，判斷其與標準圖像是否相同。

視覺傳感器原理圖

如上圖所示，視覺傳感器的基本結(jié)構(gòu)與人眼接受、處理圖像的過程類似，主要有照明、相機、控制器三部分組成。工作時首先照明部分將物體照亮，然后相機部分將物體的反射光轉(zhuǎn)化為電子信號，再由控制器部分對電子信號進行分析處理。

高速視覺傳感器

近年來，隨著人工智能的高速發(fā)展，機器視覺系統(tǒng)行業(yè)也開始取得了許多創(chuàng)新性的突破。為了打破現(xiàn)有視覺傳感器無法捕獲快速移動的物體或現(xiàn)象和只能重復特定動作的局限，日前出現(xiàn)了一種全新高速視覺傳感器，該傳感器可以每秒1000幀的速度對物體進行檢測和跟蹤，可能讓機器人能夠?qū)崟r快速地對運動中的對象作出反應，讓視覺傳感器也變的更加智能。

讓我們先來看一段視頻了解下：

從結(jié)構(gòu)來看，高速視覺傳感器為堆疊式構(gòu)造，具有背照式像素陣列和信號處理電路層。電路層配有影像處理電路和可編程列并行處理器，可進行高速目標檢測和跟蹤?；诒痴帐较袼仃嚵?，這種構(gòu)造可實現(xiàn)高靈敏度成像，檢測和跟蹤目標的速度為每秒1000幀。

在此之前，裝有30fps處理的影像傳感器系統(tǒng)并不總是能夠捕獲快速移動的物體或現(xiàn)象。在1,000fps下，視覺傳感器成像速度比傳統(tǒng)芯片快約33倍，可以捕獲快速移動的物體，并從影像信息中檢測物體，同時使用高速處理功能提取質(zhì)心、力矩和運動矢量等信息。

在視頻中我們可以看到，在快速劃過的硬幣當中，系統(tǒng)能對每一枚硬幣進行識別，并能跟蹤硬幣的軌跡，整個過程中無需終止硬幣運動就能檢查硬幣的一些項目情況。

傳統(tǒng)的工業(yè)機器人一般通過使用程序的既定運動坐標來工作，反饋較慢。如果在檢測工廠和其它地方生產(chǎn)線異?；蚬收蠒r發(fā)生延誤，可能會產(chǎn)生致命的結(jié)果。高速視覺傳感器所具備的高速跟蹤功能，能夠瞬間捕獲異?；蚬收希幚斫Y(jié)果從傳感器逐幀輸出，以比傳統(tǒng)方法更快的時間反饋到系統(tǒng)，從而讓系統(tǒng)做出判斷。甚至視覺傳感器內(nèi)部芯片本身可以自行處理圖像，所以人們無需過分地將圖像發(fā)送到單獨的計算機內(nèi)進行處理，實現(xiàn)機器人的實時反饋、自主操作。

在傳統(tǒng)系統(tǒng)中，用于檢測和跟蹤目標的影像處理必須用電腦等其它設備后期執(zhí)行，而將傳送影像數(shù)據(jù)、檢測目標和跟蹤影像處理等功能集成在一枚芯片上的全新視覺傳感器，改變了這一點。高速視覺傳感器不但使后期設備變得更緊湊小巧、降低系統(tǒng)整體能耗，還通過消除某些物理限制，從而擴展了新系統(tǒng)的開發(fā)潛力。

這項技術(shù)可能會改善未來攝像機的AF系統(tǒng)方面發(fā)揮作用。此外如果把這項傳感器技術(shù)用在工業(yè)機器人的實時反饋系統(tǒng)上，利用高速視覺傳感器的高速跟蹤功能，實現(xiàn)自主機器人響應移動和狀態(tài)的操作，這有助于機器人工作更有效率。

不過，目前這款傳感器還只是概念產(chǎn)品，索尼公司預計將于2017年10月開始出貨樣品。

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