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摘要：近年来，我国在机器视觉领域取得了卓越的成就。并且，随着技术的日新月异，机器视觉领域也得到了较为长远的发展。基于此，本文将以机器视觉的概念及其系统的组成为切入路径，阐述包括镜头、照明光源、摄像机及图像处理卡等关键性技术的发展现状。而后以此为基础，展望机器视觉关键技术在众多产业中的应用。
关键词：机器视觉；关键技术；现状；应用展望
机器视觉顾名思义，其所指的是计算机通过模拟的方式，模拟人类的视觉系统，从而将其应用机器领域的一项技术。此种技术的受用范围极其广泛，可以应用于生产作业中检测、测量等领域。通常的情况下，一个工业机器视觉系统由光源、智能判断模块、机械执行模块、数字化图像处理模块光学系统、图像捕捉系统组成，这些便构成了整个机器视觉系统。
一、机器视觉系统关键性技术发展的现状
众所周知，机器视觉系统本身属于一种综合性极强的技术。就要求来讲，机器视觉系统需要在保证具有实用性的前提下适应生产、检测较为恶劣的环境。此外，机器视觉系统还应该具有一定的性价比以及能够广泛适用的接口等等。并且，在这中间，实时性等技术要求亦在其要求之中。而就当代机器视觉的发展来讲，该技术主要由光源、光学镜头、图像信号处理卡、执行机构、集成式机器视觉组件等关键性技术组成。
（一）光源技术
就机器视觉系统的整体来讲，切合实际的光源技术以及合理的照明方案，始终都是决定整个机器视觉系统能否发挥有效性的一个关键所在。这是因为，光源技术本身的作用并不只限于简单的照亮功能，其根本在于光源技术同照明方案的切合，并且以此来保证视觉系统对客观物体的观测，从而得到良好的成像。这里需要特别指出的是，光源技术的选择需要切合实际需求，即满足照明强度、光谱特性等因素。并且，光源的应用效率以及寿命等因素亦在其相关的考虑范围[1]。
在光源技术的选择上，LED光源属于当前最为适合应用于视觉系统之中的设备。这是因为，LED光源本身光谱范围较宽，光源的稳定性较传统光源较强，并且LED光源的光照强度较传统光源也较高。并且，随着LED光源制造技术的日趋成熟，其应用范围亦会广泛增加。此外，高频荧光灯光源技术也适用于部分视觉系统的应用场景。
（二）光学镜头技术
顾名思义，光学镜头的机理同人类视觉系统中的晶状体有极大地相似度。换言之，只有良好的光学镜头，才能保证机器视觉系统形成良好的成像。当前机器视觉系统所应用的光学镜头，多为定焦镜头[2]。这是因为，在参数相同的情况，定焦镜头的像差相较于变焦镜头而言，前者要小于后者。所以，如果应用机器视觉系统观测实际物体的动态，应尽量应用定焦镜头。此外，在视觉系统实际应用的过程中，还应该考虑光圈大小、视角大小等因素，对光学镜头进行合理的选择。
（三）图像信号处理卡技术
图像信号处理卡，实际上属于机器视觉系统的一个核心所在，其相当于人类的大脑。所以，图像信号处理卡技术所负责的则是处理镜头所采集的图像，并对其展开相应地计算以及处理。因此，图像信号处理卡的应用对于整个视觉系统而言，有着极其重要的意义。但就视觉系统的关键技术应用而言，图像信号处理卡技术亦属于整个机器视觉系统开发较为难的一个部分。
但随着如今计算机技术、微电子技术以及较大规模集成电路技术的蓬勃发展，图像处理的许多工作可以借助相关的硬件来协同完成。这中间，如今应用较多的则为专用信号图像处理卡、DSP等，而软件部分则主要负责完成算法中复杂的部分。近些年来，随着我国许多技术的发展，图像信号处理卡这一关键技术也得到了长远的发展。目前，许多技术亦在不断探索、精进的路上。
（四）执行机构技术
就机器视觉系统的整体来讲，想要达到最终的功能性目的，还是需要借助执行机构来完成。
通常的情况下，因为应用场景的不同，执行机构的形式也呈现出多样化的样式。因此，执行机构可以为液压系统、气动系统等系统中大的一种类型。但就实际应用而言，不论其属于哪种形式，执行机构的稳定性、精度等都需要牢靠的保证。并且，执行机构本身的动态特性，即所谓的稳定性因素于快速性因素，实际上在执行机构的设计阶段，便需要进行深度考量，以保证其能够符合实际的应用场景。
（五）集成式机器视觉组件技术
目前，机器视觉系统最为需要的是一种适合应用于工业用途的集成式的视觉组件。就当前的情况来讲，COGNEX公司所设计生产的视觉传感器模块，实际上十分适合应用于许多场景应用。因为其本身所集成的则是光源、图像处理、摄像头等，所以其属于一个完整的机器视觉系统。并且，此类技术产品的应用，还有一个显著的特点，这个特点便是工作人员可以编制各种算法，从而切合实际运用。
二、机器视觉技术的应用以及展望
（一）工业检测
当前，机器视觉系统已经很成功的被应用工业检测领域，而这对于产品本身而言，有着不可估量的意义。这是因为，其并不具备人眼的疲劳。所以，其可以长期应用工业检测领域。这中间，如产品包装、食品检测、容器检测等，机器视觉系统皆可以很好的应用。一些不适宜人类肉眼检测的重工业生产，同样也可以采用机器视觉系统进行检测。如卷钢质量、木材检测等都可以应用视觉检测系统。此外，随着生产力的不断发展，机器视觉系统亦可以应用于诸多重工业、轻工业生产领域。
（二）农产品分选
众所周知，我国除了工业体系完备之外，农产品亦十分丰富。而就当前的情况来讲，借助机器视觉系统，对农产品进行分选也成为了一个可能。并且，当前已经有许多企业开始尝试应用机器视觉系统来展开农产品分选工作[3]。比如，在这过程中，企业可以借助机器视觉系统，对农产品本身的形状、大小以及颜色等进行甄别，从而完成对农产品的分选。这样的做法，在很大程度上可以减少企业自身的人力成本，并且提高农产品分选的效率。
（三）机器人领域
当今这个时代，智能机器人技术得到了长远的发展，而将机器视觉系统同智能机器人技术相结合，并使其成为智能机器人技术的一部分。对于两者而言，属于一个重中之重。这中间，机器人可以借助机器视觉系统呈现出相应地图像、定位等信息，而此类信息则反馈给机器人，从而使机器人能能够增强自身应对复杂环境的反应能力。因此，机器视觉系统于机器人领域的应用，必然会成为日后的一个重要发展方向。
（四）其它领域
在实际应用场景中，当今机器视觉系统可以说应用最为广泛的领域，便是监控领域。而就长远发展的角度而言，机器视觉系统亦可以被应用于捕捉突发事件、跟踪可以目标等。其本身的技术特性，能够很好的提高监控本身的效率，并且还可以有效地降低危险事件的发生几率。因此，就实际监控领域而言，随着机器视觉技术的不断发展以及进步，其在监控领域的应用必然会得到一定拓宽。
三、结束语
总而言之，随着我国机器视觉技术的不断发展，其相关技术也会得到更为长远的发展。而就其应用展望而言，机器视觉技术未来必然也会被应用于更多的领域，并且，因其技术层面的特点，其在当前应用领域的运用日后必然会被深化。此外，机器视觉技术本身还处于一个不断发展的阶段，相信在不远的将来，机器视觉技术必然会应用到意想不到的领域，从而使技术本身改变人们的生活，继而推动我国社会主义建设。
参考文献：
[1]侯远韶.机器视觉系统关键技术分析及应用[J].科技资讯，2019，17（08）：1-3.
[2]迎九.国内机器视觉产业的技术市场[J].电子产品世界，2019（9）：3-3.
[3]刘展海.基于机器视觉识别的行业应用初探[J].科学技术创新，2019（31）：111-112.