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(zhǔn)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(yīng)用于機器人視覺領(lǐng)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(zhǔn)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(xì)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(biāo)數(shù)米或數(shù)厘米遠，傳感器都能“看到”十分細(xì)膩的目標(biāo)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(zhǔn)圖像進行比較，以做出分析，判斷其與標(biāo)準(zhǔn)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(fù)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(yīng)，讓視覺傳感器也變的更加智能。

　　精彩視頻——機器人+高速視覺檢測：

　　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(biāo)檢測和跟蹤。基于背照式像素陣列，這種構(gòu)造可實現(xiàn)高靈敏度成像，檢測和跟蹤目標(biāo)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(dāng)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(biāo)來工作，反饋較慢。如果在檢測工廠和其它地方生產(chǎn)線異常或故障時發(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，能夠瞬間捕獲異常或故障，處理結(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(biāo)的影像處理必須用電腦等其它設(shè)備后期執(zhí)行，而將傳送影像數(shù)據(jù)、檢測目標(biāo)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(shè)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。此外如果把這項機器視覺傳感器技術(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(yīng)移動和狀態(tài)的操作，這有助于機器人工作更有效率。