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双眼视觉

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第一章正常双眼视觉

一、双眼视觉的特点

双眼视觉优于单眼视觉之处,不仅有两眼叠加的作用,降低视感觉阈值,扩大视野,消除单眼的生理盲点,更主要的是具有三维的立体视觉。

二、视野

双眼视野:人的单眼视野在水平位上颞侧约90°,鼻侧约60°,总共约为150°,双眼视野约为180°,中间120°为双眼所共有,是可拥有双眼视觉功能的区域。颞侧30°为各眼单独所有,呈半月形,称为颞侧半月。

三、双眼叠加作用

1、定义:双眼叠加作用是指各眼所获取的信息相加而产生超越单眼的双眼视觉功能。

2、双眼叠加作用的分类(重点)

①双眼相辅相成作用,即双眼功能优于两眼各自功能的总和;

②双眼完全或线性叠加作用,即双眼功能等于两眼功能的总和;

③双眼部分叠加作用,即双眼功能优于两眼中的任一眼,但低于两眼的总和;

④双眼无叠加作用,即双眼功能等于两眼的任一眼;

⑤双眼抑制作用,即双眼功能低于两眼的任一眼。

四、视网膜对应点

1、特点:有相同的视觉方向

2、哪些为视网膜对应点?

双眼黄斑中心凹;与黄斑中心凹同方向、等距离的点

五、单视圆

1、定义:在物理空间中刺激两眼视网膜对应点的所有点的轨迹。

2、特点:单视圆上的物体在视网膜对应点成像,形成双眼单一视。

六、Panum区

1、定义:是指一眼视网膜的某一区域中的任一点与对侧眼视网膜的某一特定点同时受刺激时,将产生双眼单视。这不同于视网膜对应的点与点对应,而是点与区对应。

2、特点:非对应点成像,Panum区范围,仍感知双眼单一视觉。

七、融像

1、双眼融像的定义:将各眼的像融合成单一物像的过程。

2、分类:感觉融像、运动融像

3、感觉融像的定义:视觉皮层的神经生理和心理过程,联合两眼各自获得的图像而对视觉空间形成统一的感知。

4、运动融像的目的:通过两眼的聚散运动,使外界的物体成像在视网膜对应部位,形成感觉融像。

八、双眼视差

1、定义:在两眼的物像与对应点的相对位置之差称为双眼视差,又称视网膜视差,生理性视差。

2、分类:水平视差、垂直视差

3、特点:垂直视差不能引起深径觉,而水平视差则可以。

4、水平视差分类

水平视差分为交叉性视差和非交叉性视差。前者为物点位于单视圆之内,看起来近于注视点;后者为物点位于单视圆之外,看起来远于注视点。

九、生理性复视

1、原因:物像落在分开过大的视网膜非对应点上产生生理性复视。

2、分类:交叉性生理性复视和非交叉性生理性复视。

3、交叉性生理性复视感知物体比注视点近;非交叉性生理性复视感知物体比注视点远。

十、立体视觉

1、生理基础

外界物体的像落在视网膜非对应点上,但仍在Panum区内—点对区的模糊对应

2、分类

3、立体视力定义:立体视力是立体视觉的分辨率,是能察觉的最小深径差。立体视力以弧秒为单位。

十一、棱镜与立体视觉的关系

1、双眼前加入BO棱镜,感觉物像小而近

2、双眼前加入BI棱镜,感觉物像大而远

●第二章眼球运动

一、扫视运动

1、定义:扫视运动是骤发的急速的眼位转动,能使视线快速地对准目标。

2、分类:分为随意性扫视运动和反射性扫视运动。

二、跟随运动

1、定义:眼注视一个移动物体的运动过程。跟随运动使受注意的外界运动物体持续成像于黄斑中心凹,以维持清晰的物像。

三、注视性眼球运动

1、定义:眼球在注视时出现持续不断的运动,一般约为±5分角,可达±30分角。

2、分类:注视性眼球运动分为微动、缓慢漂移、微小扫视运动。

四、阅读时有3种重要的眼球运动:扫视运动注视和返回运动。

●第三章不等像

一、不等像的定义

不等像是指大脑皮层像的大小不等,它由两个基本因素决定:光学因素和神经因素。

视网膜像的大小和感受野密度之间的关系决定是否存在不等像。

二、视网膜像

1、视网膜像的大小由两个因素决定:眼轴长度和眼镜放大率。

2、眼镜放大率决定于矫正方法(框架眼镜、角膜接触镜)。

●第四章双眼视觉异常的概念和检查

一、调节基础知识

1、调节需求的计算调节需求=1/调节距离

2、分类:张力性调节,集合性调节,近感知性调节,模糊性调节。

3、眼镜对调节需求的影响

由于眼镜平面与主点之间存在顶点距离,所以戴远用眼镜看近时眼的调节需求有改变,近视眼调节需求减小,远视眼调节需求增大。

二、聚散基础知识

1、定义:为调整两眼视线夹角对准外物,以达双眼单视,获得最佳立体视。

2、分类:张力性聚散,调节性聚散,融像性聚散,近感知性聚散。

3、聚散需求的计算

聚散需求=1/注视距离(单位:米角),

聚散需求=瞳距(cm)/注视距离(单位:棱镜度)

4、眼镜对聚散需求的影响

改变注视距离时两眼视线不能通过眼镜的光学中心,产生棱镜效果。

三、调节和聚散的关系

1、调节和聚散相互联动

2、AC/A比率是指调节性集合与引起该集合的调节的比率。单位是Δ/D。

3、AC/A比率的计算方法

①梯度法:AC/A=(隐斜1-隐斜2)/(调节刺激1-调节刺激2)

②隐斜法:AC/A=(近距离集合需求+近用眼位-远用眼位)/调节

注:计算时,内斜用“+”号,外斜用“-”号。

③两种计算方法之间的差异

四、隐斜

1、隐斜定义:两眼处于无融像状态,即一眼遮盖或两眼分离时眼位偏离。

2、隐斜与融像的关系:运动融像(即眼的聚散运动)是维持双眼视觉的重要因素,融像性聚散用于补正隐斜。

3、检查方法:遮盖法、Von Graefe法

目的,注意事项

①遮盖法检查时,为避免调节因素的影响,应使用可控制调节的视标,即最佳视力的上一行视标。调节不足会导致高估外斜,低估内斜。调节过量结果相反。

②Von Graefe法出现调节时,被检查者常主诉分离的视标游移,可配合遮盖方法。

五、正负融像性聚散检测(重点)

1、直接检测方法

①平滑聚散检测:使用综合验光仪的旋转棱镜的检查方法

模糊点:无调节改变时的融像性聚散

破裂点:全部聚散的总和

恢复点:复像发生后重获双眼单视的能力

②阶梯聚散检测:使用棱镜排镜检测,用于不能配合使用综合验光仪的患者,如年龄小,不能表达的患者。此方法同时可以看到患者眼球运动状况。

③聚散灵活度检测

2、正负融像性聚散的间接检查

①集合近点:集合近点的检查是诊断集合不足的重要依据。检测时记录出现破裂点和恢复点的位置

②正负相对调节

当进行NRA检查时,调节的放松需要正融像性聚散才能维持双眼单视;当进行PRA检查时,调节的紧张需要负融像性聚散才能维持双眼单视,因此相对调节的检查结果同时可评估调节和聚散两种功能。

在40cm检查距离,NRA的最大值应为+2.50D,即调节完全放松,若高于+2.50D,说明远距离验光时调节未完全放松,验光结果负值过大。

六、调节检测

1、调节幅度的检查

①推进法:屈光矫正之后,测量调节近点,计算调节幅度的大小。此方法因视标所对的视角随距离而改变,所以会高估调节幅度。

②负镜片法:利用负镜片刺激调节,检查调节幅度的大小,但随着负镜片的增加,视标像缩小,导致辨别困难。

2、调节灵活度(重点)

①双眼测量的目的:双眼调节灵活度不仅测量调节功能,同时测量调节和聚散的相互关系。如果单眼、双眼的调节灵活度均异常,表明调节异常,若单眼结果正常,双眼结果异常,说明双眼聚散异常。

②双眼检查时,双眼前加入正镜片时,需放松调节以看清视标,同时调节性聚散下降使双眼外转,此时需正融像性聚散维持双眼单视;双眼前加入负镜片时,需加强调节以看清视标,同时调节性聚散增大使双眼内转,此时需负融像性聚散维持双眼单视。

③调节灵活度与隐斜关系

3、调节反应

①调节滞后,调节超前

②检查方法

MEM法:客观检查调节反应的大小40cm动态检影,映光逆动为调节超前,顺动为调节滞后。

融合交叉柱镜法

七、注视视差

1、注视视差的定义:双眼注视的物像并非精确成于两眼视网膜对应点,但仍然在Panum融像区域内,注视目标仍可被感知为单一的物像,这种情况称为注视视差。

2、注视视差曲线(FDC)

第五章双眼视异常临床分析方法

一、图表结构

1、隐斜线与AC/A比率:隐斜线越平坦AC/A比率越高。

2、双眼单视清晰区(ZCSBV)

①BI模糊线、BO模糊线、调节幅度线和下X轴所围成的平行四边形为双眼单视清晰区(ZCSBV)

②理论上双眼视觉系统能满足这一区域里的任何调节需求与聚散需求,而维持清晰的双眼单视。

三、双眼视异常的症状(重点)

1、眨眼频繁

2、视疲劳与阅读或近距离工作有关

3、眼烧灼感和流泪

4、头痛与近距离工作有关

5、不能持久近距离工作和阅读

6、注意力不集中

7、间歇性复视

8、字看起来移动

9、对光敏感

10、近或远视力模糊

11、注视距离转换时发生模糊

12、缩短阅读和近距离工作时间

13、遮住或闭上一眼

14、迷失方向

15、阅读时跳行

16、阅读缓慢

17、阅读领悟差

18、头歪斜或脸转位

四、综合分析法数据分类(重点)

1、正融像聚散组

①正融像检测结果

②聚散灵活度检测BO部分

③集合近点

④负相对调节

⑤双眼调节灵活度正透镜部分

⑥MEM检测和融像交叉柱镜正值

2、负融像聚散组

①负融像检测结果

②聚散灵活度检测BI部分

③正相对调节

④双眼调节灵活度负透镜部分

⑤MEM检测和融像交叉柱镜低正值

五、综合分析法

确定远、近隐斜及其性质—计算AC/A比率—分析相应数据—确定双眼视觉异常的种类。例如:如何判断表现为内隐斜的患者属于何种非斜视性双眼视觉异常?(重点)

第六章常见双眼视觉异常的临床分析(重点)

一、调节不足

1、检查结果:

①调节幅度低于相应年龄所具备的最小值

②调节灵活度在负镜片一侧时速度减慢

③负相对调节正常、正相对调节减低

④可能继发集合不足

⑤调节滞后高

2、处理目的:消除视疲劳,改进调节能力。

方法:正镜附加,调节功能训练

二、调节疲劳

1、表现:阅读初期视力正常,随时间的延长,视力下降,视物模糊。

2、检查结果

①调节幅度和调节灵活度在开始测量结果正常,重复测量结果值减低

②调节滞后开始正常,持续近距离工作后增高

③正相对调节正常或偏低

3、处理方法:视觉训练或正镜附加

三、调节过度(重点)

1、定义:由于调节功能不能放松,调节反应超过调节刺激。

2、表现:与阅读和近距离工作有关,阅读时出现复视或模糊,视疲劳伴有头痛等全身非特异性症状,特别是紧张的近距离工作后症状更为明显。

2、检查结果

①调节幅度正常②调节超前③负相对调节正常或偏低④调节灵活度在正镜片一侧时速度减慢

3、处理方法:视觉训练及使用药物解除睫状肌痉挛。

四、集合不足

1、症状

(1)视近物时有重影、复视感

(2)书本的字体跳动

(3)眼部酸胀,有牵拉、紧张感

(4)视近时模糊、聚焦困难

2、检查结果

①远距隐斜正常而近距高度外隐斜,甚至视近时出现间歇性外斜

②正相对集合(PRC)低

③集合近点(NPC)后退(一般大于10-12cm)

④AC/A低

⑤调节灵活度降低,特别是双眼正镜片一侧模糊像消除困难

⑥负相对调节(NRA)减弱

3、治疗方法

①视觉训练为首选方法,训练的目的是将正融像性聚散范围增大

②棱镜矫正

第二节聚散系统障碍

五、集合过度(重点)

1、症状

①近距离工作后出现眼部不适和头痛

②复视或视力模糊

2、检查结果

①近距内隐斜,远距离眼位正常

②负相对集合(NRC)低

③AC/A高(大于6Δ/D )

④正相对调节(PRA)减弱

3、治疗方法

①远距离工作使用主觉验光处方,近距离正镜附加,为首选方法

②视觉训练训练的目的是将负融像性聚散范围增大

③棱镜矫正

六、散开不足(重点)

1、症状

①远距复视

②头痛、眼部不适

③从视远处到视近处聚焦困难、对光敏感,这些症状长期存在

2、检查结果

①看远时内隐斜较大,大于近方视8-10棱镜度

②低AC/A比(计算性AC/A低于3Δ/D )

③远距离负相对集合(NRC)减弱

3、治疗方法:虽然屈光矫正、下加镜片、视觉训练等方法也有用但首选方法为BO棱镜。

七、单纯性外隐斜

1、原因:集合不足,解剖因素等。

2、治疗目的和方法:采用基底外方的三棱镜训练集合,加大正融像性聚散,是有效的方法,也可考虑给予BI棱镜缓解症状。

八、单纯性内隐斜

1、治疗目的和方法:首先矫正屈光不正,注意远视患者必须进行睫状肌麻痹后检影验光。可使用BO棱镜矫正,必要时进行视觉训练,加大负融像性聚散。

九、融像性聚散减低(重点)

1、表现:

①与近距离工作有关,患者长期抱怨视疲劳、头疼、嗜睡

②视远视近均视物模糊、复视、注意力不集中,理解能力差

2、检查结果

①视远视近隐斜在正常范围内

②相对聚散(PRC、NRC)值在视远、视近时均减小

③相对调节(PRA、NRA)减低

④调节幅度、调节滞后正常

⑤AC/A比值正常

3、治疗方法:融像性聚散减低可能继发于感觉性融像性障碍,如屈光不正、不等像、抑制等。

应通过视觉训练改进融像性聚散功能。

十、垂直位双眼平衡的测量方法

1、垂直眼位测量,可使用遮盖法、马氏杆法等检查垂直眼位。

2、垂直散开力检查,使用BU、BD棱镜检查垂直融合能力结果记录破裂点和恢复点。

3、垂直位双眼失衡的处理方法

矫正棱镜=(BD破裂点值- BU破裂点值)/2

计算结果为正值,说明需要BD棱镜矫正

计算结果为负值,说明需要BI棱镜矫正

十一、各种聚散异常病例的检查结果特点(重点)

●第七章非斜视性双眼视异常的处理

一、屈光矫正(重点)

1、屈光不正量的大小所产生的影响

屈光不正类型有临床意义的量

远视≥+1.50 近视≥-1.00

散光≥-1.00

屈光参差≥1.00

2、屈光不正对双眼视觉的影响

①欠矫或过矫会导致调节的功能失常

②会诱发高量的隐斜,产生融像性聚散的异常需求

③造成双眼不平衡,引起感觉性融像异常

④减低融像能力,导致视网膜像模糊。

二、球镜附加

1、确定球镜附加是否有效的重要参数是AC/A比率。球镜附加的方法适用于高AC/A比率。

S=P/(AC/A)

式中S为附加球镜,P为棱镜参考值

(内隐斜BO取正值,外隐斜BI取负值)

●2、提示使用正、负球镜的情况(重点)

●正镜附加

三、调节训练

1、常见方法:推进训练,Hart 表法,反转拍训练法

2、反转拍训练法(重点)

①目的:改进调节灵活度,同时改进融像性聚散

②适应人群:调节灵活度下降者和聚散功能异常者。

四、聚散功能训练

1、常见方法:3点卡、偏振立体图、孔径训练仪、生理性复视线(Brock线)

2、生理性复视线(重点)

①目的:诱发抑制,形成明显的生理性复视,改善调节和集合功能。

②适应人群:有抑制倾向的向外偏斜者,包括外隐斜、间歇性外斜视、集合功能不足等类型的患者。

●第八章复杂性非斜视性双眼视觉异常的临床分析

一、屈光手术后常见的双眼视问题及原因

1、调节与集合问题

2、屈光参差和不等像

3、单眼视导致的斜视失代偿

4、斜视失代偿

5、手术前配戴棱镜问题

●第九章斜视引起的双眼视觉异常

一、斜视的定义

斜视是指一只眼固视某一目标时,另一眼的视线偏离该目标。

二、斜视的分类

1、共同性斜视

特征:没有明显眼球运动限制,两眼分别注视时的斜视角相等。

2、非共同性斜视

特征:眼球运动在某个方向或某些方向有障碍,斜视角随注视方向的变化而改变。

三、复视

1、复视是由于同一物体的影像落在两眼的视网膜非对应点上的结果。显斜时,以非斜视眼注视,则物象与两眼非对应点处成像,被感知为两个。

2、斜视与复视

内斜视-同侧性复视

外斜视-交叉性复视

四、视觉抑制

1、目的是为了消除复视与混淆视。

2、分类:机动性抑制(交替性斜视),固定性抑制(弱视)

五、异常视网膜对应

1、定义:当双眼视网膜对应点共同的视觉方向发生了变化,失去共同的视觉方向,两眼的非对应点建立了新的对应关系,为异常视网膜对应(ARC)。

2、异常视网膜对应形成过程(重点)

正常视网膜对应的斜视患者一旦开始抑制,就意味着逐渐消失正常的方向感,并向异常视网膜对应转变,淡化正常对应关系,以减弱复视和混淆视。注视眼与斜视眼相应的视网膜非对应区长时间接受相同刺激,将诱发新的对应关系。其过程大致如下:出现斜视→发生复视和混淆视→视觉系统发生抑制→视网膜周边抑制解除→建立新的周边融合→产生异常视网膜对应→进一步加深中心凹抑制。

3、异常角

异常视网膜对应是指自觉斜视角不等于他觉斜视角,即异常角大于3--5°

●六、注视异常

1、中心注视:使用中心凹注视。

2、非中心注视:

①定义:当黄斑部抑制逐渐加深,其视网膜空间感知能力减弱,将转用中心凹以外的视网膜代替中心凹,为非中心注视。

②分类:旁中心凹注视,旁黄斑注视,周边注视及游走型注视。

七、融合功能异常(重点)

1、影响融合发育的因素:不等像视、屈光参差、弱视、抑制、斜视等。

2、融合功能异常的主要表现

双眼的图像无法融合;虽然能融合但是融合范围窄小,容易发生视疲劳;斜视不断加重,逐渐出现异常融合功能。

●第十章屈光性弱视矫治与双眼视重建

一、弱视

1、屈光与弱视的关系

①屈光不正性弱视:双眼视网膜像程度相近的模糊造成双眼视觉的刺激输入减少,导致双眼弱视。

②屈光参差性弱视:双眼视网膜像清晰度不同,双眼输入刺激强弱不同,导致单眼弱视。

二、视觉发育的关键期和敏感期

1、关键期:出生到3岁

2、敏感期:3到12岁

三、抑制

1、中心抑制:中心凹5°以内。屈光参差性弱视多数为中心抑制。

2、周边性抑制

四、弱视治疗方法

1、被动治疗遮盖、阿托品

2、主动治疗弱视训练

3、双眼视功能训练同时视、融像和立体视的训练

五、全面处理屈光性弱视的方案(重点)

●第十一章视觉疲劳

一、视疲劳

定义:以患者自觉眼部症状为基础,眼或全身器质性病变与精神(心理)因素相互交织的综合征,并非独立的眼病,因而常常被称为眼疲劳综合征,属于身心医学范畴。

●第十一章视觉疲劳

一、视疲劳

定义:以患者自觉眼部症状为基础,眼或全身器质性病变与精神(心理)因素相互交织的综合征,并非独立的眼病,因而常常被称为眼疲劳综合征,属于身心医学范畴。

二、屈光不正与视疲劳(重点)

1、屈光不正是引发视疲劳的原因之一,不同屈光状态产生视疲劳的机制不同。

2、近视:近视眼如果不矫正或低矫正,长时间近距离工作或阅读时,由于过度使用集合,不使用或少使用调节,破坏了调节与集合间的协调关系,而发生视疲劳。

3、远视:远视眼在未矫正或低矫正时,注视外界不同距离的物体,需付出比正视眼和近视眼更多的调节,增加睫状肌的负担,同时伴随发生过度的集合,引起调节性视疲劳。

4、散光:散光眼因各经线方向屈光力不同,外界物体无法呈清晰的点像,同时引起调节的差异。轻度的散光可利用改变调节、半闭睑裂和代偿头位的方式提高视力,但这种不断的精神紧张和努力也会引起视疲劳尤以远视性散光和混合性散光多见。

5、屈光参差:由于双眼视网膜像存在大小及形状上的差异,干扰了双眼融合功能,引起视疲劳。

三、调节灵活度不足与视疲劳

定义:调节灵活度不足是指对交替变化的调节刺激不能做出快速与精确的调节反应,调节反应的潜伏期和速度异常,表现为调节反应迟钝。

四、散开过度与视疲劳

远距离工作疲劳、交叉性复视。广场恐惧症。

机器视觉与图像处理方法

图像处理及识别技术在机器人路径规划中的一种应用 摘要:目前,随着计算机和通讯技术的发展,在智能机器人系统中,环境感知与定位、路径规划和运动控制等功能模块趋向于分布式的解决方案。机器人路径规划问题是智能机器人研究中的重要组成部分,路径规划系统可以分为环境信息的感知与识别、路径规划以及机器人的运动控制三部分,这三部分可以并行执行,提高机器人路径规划系统的稳定性和实时性。在感知环节,视觉处理是关键。本文主要对机器人的路径规划研究基于图像识别技术,研究了图像处理及识别技术在路径规划中是如何应用的,机器人将采集到的环境地图信息发送给计算机终端,计算机对图像进行分析处理与识别,将结果反馈给机器人,并给机器人发送任务信息,机器人根据接收到的信息做出相应的操作。 关键词:图像识别;图像处理;机器人;路径规划 ABSTRACT:At present, with the development of computer and communication technology, each module, such as environment sensing, direction deciding, route planning and movement controlling moduel in the system of intelligent robot, is resolved respectively. Robot path planning is an part of intelligent robot study. The path planning system can be divided into three parts: environmental information perception and recognition, path planning and motion controlling. The three parts can be executed in parallel to improve the stability of the robot path planning system. As for environment sensing, vision Proeessing is key faetor. The robot path planning of this paper is based on image recognition technology. The image processing and recognition technology is studied in the path planning is how to apply, Robots will sent collected environment map information to the computer terminal, then computer analysis and recognize those image information. After that computer will feedback the result to the robot and send the task information. The robot will act according to the received information. Keywords: image recognition,image processing, robot,path planning

机器视觉基础知识详解模板

机器视觉基础知识详解 随着工业4.0时代的到来,机器视觉在智能制造业领域的作用越来越重要,为了能让更多用户获取机器视觉的相关基础知识,包括机器视觉技术是如何工作的、它为什么是实现流程自动化和质量改进的正确选择等。小编为你准备了这篇机器视觉入门学习资料。 机器视觉是一门学科技术,广泛应用于生产制造检测等工业领域,用来保证产品质量,控制生产流程,感知环境等。机器视觉系统是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。 机器视觉优势:机器视觉系统具有高效率、高度自动化的特点,可以实现很高的分辨率精度与速度。机器视觉系统与被检测对象无接触,安全可靠。人工检测与机器视觉自动检测的主要区别有:

为了更好地理解机器视觉,下面,我们来介绍在具体应用中的几种案例。 案例一:机器人+视觉自动上下料定位的应用: 现场有两个振动盘,振动盘1作用是把玩偶振动到振动盘2中,振动盘2作用是把玩偶从反面振动为正面。该应用采用了深圳视觉龙公司VD200视觉定位系统,该系统通过判断玩偶正反面,把玩偶处于正面的坐标值通过串口发送给机器人,机器人收到坐标后运动抓取产品,当振动盘中有很多玩偶处于反面时,VD200视觉定位系统需判断反面玩偶数量,当反面玩偶数量过多时,VD200视觉系统发送指令给振动盘2把反面玩偶振成正面。 该定位系统通过玩偶表面的小孔来判断玩偶是否处于正面,计算出玩偶中心点坐标,发送给机器人。通过VD200视觉定位系统实现自动上料,大大减少人工成本,大幅提高生产效率。 案例二:视觉检测在电子元件的应用: 此产品为电子产品的按钮部件,产品来料为料带模式,料带上面为双排产品。通过对每个元器件定位后,使用斑点工具检测产品固定区域的灰度值,来判断此区域有无缺胶情况。 该应用采用了深圳视觉龙公司的DragonVision视觉系统方案,使用两个相机及光源配合机械设备,达到每次检测双面8个产品,每分钟检测大约1500个。当出现产品不良时,立刻报警停机,保证了产品的合格率和设备的正常运行,提高生产效率。

移动机器人视觉导航

移动机器人视觉导航。 0504311 19 刘天庆一、引言 智能自主移动机器人系统能够通过传感器感知外界环境和自身状态,实现在有障碍物环境中面向目标的自主运动,从而完成一定作业功能。其本身能够认识工作环境和工作对象,能够根据人给予的指令和“自身”认识外界来独立地工作,能够利用操作机构和移动机构完成复杂的操作任务。因此,要使智能移动机器人具有特定智能,其首先就须具有多种感知功能,进而进行复杂的逻辑推理、规划和决策,在作业环境中自主行动。机器人在行走过程中通常会碰到并且要解决如下三个问题:(1)我(机器人)现在何处?(2)我要往何处走?(3)我要如何到达该处?其中第一个问题是其导航系统中的定位及其跟踪问题,第二、三个是导航系统的路径规划问题。移动机器人导航与定位技术的任务就是解决上面的三个问题。移动机器人通过传感器感知环境和自身状态,进而实现在有障碍物的环境中面向目标自主运动,这就是通常所说的智能自主移动机器人的导航技术。而定位则是确定移动机器人在工作环境中相对于全局坐标的位置及其本身的姿态,是移动机器人导航的基本环节。 目前,应用于自主移动机器人的导航定位技术有很多,归纳起来主要有:安装CCD 摄像头的视觉导航定位、光反射导航定位、全球定位系统GPS(Global Positioning System)、声音导航定位以及电磁导航定位等。下面分别对这几种方法进行简单介绍和分析。 1、视觉导航定位 在视觉导航定位系统中,目前国内外应用较多的是基于局部视觉的在机器人中安装车载摄像机的导航方式。在这种导航方式中,控制设备和传感装置装载在机器人车体上,图像识别、路径规划等高层决策都由车载控制计算机完成。视觉导航定位系统主要包括:摄像机(或CCD 图像传感器)、视频信号数字化设备、基于DSP 的快速信号处理器、计算机及其外设等。现在有很多机器人系统采用CCD 图像传感器,其基本元件是一行硅成像元素,在一个衬底上配置光敏元件和电荷转移器件,通过电荷的依次转移,将多个象素的视频信号分时、顺序地取出来,如面阵CCD传感器采集的图像的分辨率可以从32×32 到1024×1024 像素等。视觉导航定位系统的工作原理简单说来就是对机器人周边的环境进行光学处理,先用摄像头进行图像信息采集,将采集的信息进行压缩,然后将它反馈到一个由神经网络和统计学方法构成的学习子系统,再由学习子系统将采集到的图像信息和机器人的实际位置联系起来,完成机器人的自主导航定位功能。 视觉导航定位中,图像处理计算量大,计算机实时处理的速度要达到576MOPS~5.76BOPS,这样的运算速度在一般计算机上难以实现,因此实时性差这一瓶颈问题有待解决; 另外,对于要求在黑暗环境中作业的机器人来说,这种导航定位方式因为受光线条件限制也不太适应。 当今国内外广泛研制的竞赛足球机器人通常都采用上面所说的视觉导航定位方式,在机器人小车子系统中安装摄像头,配置图像采集板等硬件设备和图像处理软件等组成机器人视觉系统。通过这个视觉系统,足球机器人就可以实现对球的监测,机器人自身的定位,作出相应动作和预测球的走向等功能

第五单元视觉传达设计作品欣赏

第五单元视觉传达设计作品欣赏(欣赏、评述) 一、单元总目标 通过欣赏不同类型的视觉传达设计作品,认识视觉传达设计的范围和特点。体会视觉传达设计的实用性和美感,并根据自己的理解对作品进行修改或设计作品。 二、教学目标 1、认知目标 通过作品欣赏认识视觉传达设计所包含的范围和基本特点。 2、能力目标 锻炼学生对视觉传达设计自主探究学习的能力以及理性评价作 品和表达自己感受和观点的能力。 3、情感目标 感受视觉传达设计的美及对生活的影响,提高审美能力和生活情趣。 三、学生分析 初一学生在认知、理解等各方面都正趋于成熟,有较为巩固的道德倾向,较强的逻辑思维能力和表达能力,初步具备了自主、合作、探究式学习的能力,正在形成自己的审美观念,对丰富自身的知识结构有着浓厚的学习兴趣。教师应该尊重学生的看法和观点,给予学生慢慢理解的空间,从而激发学生持久的探知兴趣。 四、教材分析

视觉传达设计是为现代商业服务的艺术,主要包括标志设计、广告设计、包装设计、店内外环境设计、企业形象设计等方面,由于这些设计都是通过视觉形象传达给消费者的,因此称为“视觉传达设计”,它起着沟通企业——商品——消费者桥梁的作用。视觉传达设计主要以文字、图形、色彩为基本要素的艺术创作,在精神文化领域以其独特的艺术魅力影响着人们的感情和观念,在人们的生活中也起着十分重要的作用。所以让学生了解并掌握该方面的知识是十分必要的。 五、教学建议 在本课教学中,教师需启发学生运用已知的美术知识,欣赏并评价视觉传达设计作品。应采用多媒体辅助教学,以提高课堂效率,教师课前应对教材作认真分析,多搜集与本课内容有关的资料及近几年内的学生能够感兴趣的优秀设计作品。要对教学活动进行周密设计和准备,以切实提高教学效果。本单元教学,可用二课时完成。 六、教学重点 视觉传达设计作品的范围和特点及对生活的影响。 七、教学难点 视觉形象识别系统(VIS)设计及对视觉传达设计作品进行修改或设计。 八、课前准备

双眼视功能测量原理及应用

双眼视功能测量原理及应用 一、双眼视觉 双眼视觉是指一个外界物体的影像分别落在两眼视网膜对应点上,被大脑感知分析融合形成单一完整,具有立体感影像的过程。同名而且拥有相同的视觉方向的一组对应点分别是两眼的黄斑部,其他对应点的关系分别是一眼鼻侧视网膜某点对应另一眼颞侧视网膜某点,一个物体只有同时落在两眼对应点上,才能被大脑感觉形成一个物象,也就是所说的双眼单视。而我们在看近距离物体时,除了动用调节保证看清以外,大脑将神经冲动传递给眼外肌,同时产生集合迫使眼球转动,集合功能又是我们保证双眼单视的一个重要因素。 二、集合的分类 1.自主性集合。是指我们直接可以通过人的意志来控制的,眼球内转使视轴偏向鼻侧的高级功能,这项能力是由大脑额叶区所司理的,它控制着我们的语言、行为等运动的能力。 2.非自主性集合。由大脑枕叶司理,不受人为主观控制,产生这样的原因是由于落在视网膜上的像点不在对应点上,给了大脑一个物象即将分离的刺激,为了能保证仍然可以将其看成一个,大脑潜意识的动用集合功能维持双眼单视。非自主性集合包括:张力性集合、调节性集合、融像性集合和近感知性集合4种,其中最为重要的是调节性集合和融像性集合,近感知性集合和张力性集合一般情况下仅作为影响因素参考分析。 (1)张力性集合:人眼在休息、睡眠或全麻的状态下,两眼视轴偏向外方,在清醒睁眼的状态下,双眼内直肌经常接受一定量的神经冲动,来维持第一眼位,避免双眼视轴向外发散。 (2)调节性集合:集合运动像近处固视点产生调节时所引起的集合为调节性集合,因此我们会发现在发生复视物象分离之前,固视点往往先变得模糊,这是因为调节性集合的参与所致。 (3)融像性集合:当双眼注视一个目标时,为了将两眼分别看到的像合二为一,避免发生复视,使物象落在两眼视网膜对应点上所引起的融像性集合。

移动机器人视觉定位方法的研究

移动机器人视觉定位方法的研究 针对移动机器人的局部视觉定位问题进行了研究。首先通过移动机器人视觉定位与目标跟踪系统求出目标质心特征点的位置时间序列,然后在分析二次成像法获取目标深度信息的缺陷的基础上,提出了一种获取目标的空间位置和运动信息的方法。该方法利用序列图像和推广卡尔曼滤波,目标获取采用了HIS模型。在移动机器人满足一定机动的条件下,较精确地得到了目标的空间位置和运动信息。仿真结果验证了该方法的有效性和可行性。 运动视觉研究的是如何从变化场景的一系列不同时刻的图像中提取出有关场景中的目标的形状、位置和运动信息,将之应用于移动机器人的导航与定位。首先要估计出目标的空间位置和运动信息,从而为移动机器人车体的导航与定位提供关键前提。 视觉信息的获取主要是通过单视觉方式和多视觉方式。单视觉方式结构简单,避免了视觉数据融合,易于实现实时监测。如果利用目标物体的几何形状模型,在目标上取3个以上的特征点也能够获取目标的位置等信息。此方法须保证该组特征点在不同坐标系下的位置关系一致,而对于一般的双目视觉系统,坐标的计算误差往往会破坏这种关系。 采用在机器人上安装车载摄像机这种局部视觉定位方式,本文对移动机器人的运动视觉定位方法进行了研究。该方法的实现分为两部分:首先采用移动机器人视觉系统求出目标质心特征点的位置时间序列,从而将对被跟踪目标的跟踪转化为对其质心的跟踪;然后通过推广卡尔曼滤波方法估计目标的空间位置和运动参数。 1.目标成像的几何模型 移动机器人视觉系统的坐标关系如图1所示。 其中O-XYZ为世界坐标系;Oc-XcYcZc为摄像机坐标系。其中Oc为摄像机的光心,X 轴、Y轴分别与Xc轴、Yc轴和图像的x,y轴平行,Zc为摄像机的光轴,它与图像平面垂直。光轴与图像平面的交点O1为图像坐标系的原点。OcO1为摄像机的焦距f. 图1 移动机器人视觉系统的坐标关系

详解视觉设计中的信息处理流程

物质世界客观存在,而人的“视觉成像”是对当前世界的“唯心”重建。这种重建基于个人“经验”、“感知”和“集体意识”。最初科学家认为人类通过视觉被动获取周围世界的全部图像信息而建立个人的视觉资料库,近10年来的研究表明捕获“全部图像信息”只是个传说,其中由心理学家Daniel T. Levin 和Daniel J. Simons建立的实验“真实世界”客观说明一个事实:大脑利用眼球1/10秒的速度获取重要信息,而这些信息将服务于正在进行的核心任务。举个例子,你的大脑向眼球发出指令阅读这段文字,而让你忽略了文章右侧导航的其他信息。 左图为相机拍摄效果,右图为人类视觉关注效果 正因为有如此特性,研究“视觉注意力”变得尤为重要。如何让用户更容易发现我们的产品?如何让商家更有效的广告?如何让我们的网页和软件更容易触动用户,更有萌点?… 在深入问题之前先简单了解三个概念。 视觉信息处理流程 人脑皮质有140亿-160亿个神经元,其中常用的不到1/10,而五感瓜分到的神经元则更少,所以在睁开眼睛,有大量视觉信息输入的时候做有机筛选变得非常有必要,这也是漫长进化的优化结果。某些医学著作提到,视觉信息处理需经24个以上流程,Colin Ware又将其归纳为三个阶段,大致是:一、基本信息提取,并行处理多个特征; 二、根据目的需要,筛选关注内容; 三、保存关键目标,联想相关描述。(详细见《Visual Thinking For Design》) 被动关注和主动关注 “被动关注”又称“刺激引发”,按照Colin Ware归纳的三阶模型可以理解为:最基本的视觉元素,颜色、位置、顺序、轮廓等交织形成-> 过滤多余信息,有序构建复杂图像、塑造三维模型等-> 确认信息对象,并从“经验”获取更多其他信息来描述对象。可参考示意图:

移动视觉营销课程标准

陕西邮电职业技术学院课程标准 《移动视觉营销》 课程代码:046367 适用专业:市场营销专业 编制单位:管理系市场营销教研室

《移动视觉营销》课程标准 一、适用对象 三年制学生 二、适用专业 市场营销专业 三、课程性质 本课程是市场营销专业的职业素养课程。 本课程是依据市场营销专业人才培养目标和相关职业岗位(群)的能力要求而设置的,对本专业所面向的新媒体网络营销与宣传所需要的知识、技能、和素质目标的达成起支撑作用。在课程设置上,前导课程有《市场营销》(046187) 四、课程目标 总体目标 本课程是市场营销专业的一门运营方向课,通过理实一体化的教学理念,采用项目实战的教学方法,培养学生运用软件及网络资源,深入理解移动视觉营销基础知识,掌握新媒体美工布局、文案视觉、商品主图设计推广图设计和视觉营销数据化等职业能力,本课程具有一定的综合性实践性,是培养新媒体设计运营人员的一门综合技能训练课。 1、知识目标 1)了解移动视觉营销综述、视觉设计元素、视觉色彩、视觉设计中字体的应用、视觉构图。 2)了解新媒体美工小程序、公众号、朋友圈、H5界面、微商、微博、直播等移动平台的设计与制作方法 2、技能目标 通过本课程学习,培养学生具备以下能力:能够掌握新媒体美工设计的方

法和基本步骤(能够明白委托方的基本要求,并进行设计分析的能力);能够有计划、有重点的收集相关信息、资料,进行移动视觉营销的能力。 3、素质养成目标 通过对本课程的学习,培养学生具备一定的职业素质:创新能力、吃苦耐劳、爱岗敬业、勤奋踏实、谦虚好学、恪守职业道德;社会能力:团队协作精神、沟通能力。 4、证书目标 五、参考学时 60 学分 4 六、设计思路 《移动视觉营销》课程的总体设计思路是:以市场营销专业学生将可能进入的相关工作岗位所需要的素质和能力,以及该类岗位的工作任务和职业能力需要为依据,设计课程内容和教学方法。采用项目载体、任务驱动,“教、学、做”三者结合。以“做”为主的教学方式,使学生掌握移动视觉营销前的准备、文案写作、设计与制作、效果与管理等基本知识。 七、课程内容与教学要求 1.课时分配表

机器视觉检测的基础知识[大全]

机器视觉检测的基础知识~相机 容来源网络,由“机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理! 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在机械展. 相机都有哪些种类?我们常说的CCD就是相机么?除了2D平面相机,是否还有其他种类的相机,原理又是什么?下面这篇文章给您一一道来。 一,相机就是CCD么? 通常,我们把所有相机都叫作CCD,CCD已经成了相机的代名词。正在使用被叫做CCD的很可能就是CMOS。其实CCD和CMOS都称为感光元件,都是将光学图像转换为电子信号的半导体元件。他们在检测光时都采用光电二极管,但是在信号的读取和制造方法上存在不同。两者的区别如下: 二,像素。 所谓像素,是指图像的最小构成单位。电脑中的图像,是通过像素(或者称为PIXEL)这一规则排列的点的集合进行表现的。每一个点都拥有色调和阶调等色彩信息,由此就可以描绘出彩色的图像。 ▼例如:液晶显示器上会显示「分辨率:1280×1024」等。这表示横向的像素数为1280,纵向的像素数为1024。这样的显示器的像素总数即为1280×1024=1,310,720。由于像素数越多,则越可以表现出图像的细节,因此也可以说「清晰度更高」。

三,像素直径。 所谓像素直径,是指每个CCD元件的大小,通常使用μm作为单位。严谨的说,这个大小中包含了受光元件与信号传送通路。(=像素间距,即某个像素的中心到邻近一个像素的中心的距离。)。也就是说,像素直径与像素间距的值是一样的。如果像素直径较小,则图像将通过较小的像素进行描绘,因此可以获得更加精细的图像。可以通过像素直径和有效像素数,求出CCD元件的受光部的大小。 假设某个 CCD 元件的条件如下所示: ·有效像素数…768 × 484 ·像素直径…8.4 μm× 9.8μm 则受光部的大小为 ·横向768 × 8.4μm= 6.4512 mm ·纵向484 × 9.8μm= 4.7432 mm 四,CCD的大小。 ▼CCD感光元件的大小,一般分为采用英寸单位表示和采用APS-C大小等规格表示这2种方式。采用英寸表示时,该尺寸并不是拍摄的实际尺寸,而是相当于摄像管的对角长度。例如,1/2英寸的CCD表示「拥有相当于1/2英寸的摄像管的拍摄围」。为什么如此计算呢,这是由于当初制造CCD的目的就是用来代替电视机录像机的摄像管的。当时,由于想要继续使用镜头等光学用品的需求比较强烈,由此就诞生了这种奇怪的规格。主要的英寸规格的尺寸如下表所示。

计算机图像(视觉)处理

关于举办计算机图像(视觉)处理 培训班的通知 一、培训收益 课程中通过细致讲解,使学员掌握该技术的本质。具体收益包括: 1.掌握OpenCV的使用; 2.理解卷积神经网络; 3.掌握Tensorflow的使用; 4.掌握keras的使用; 5.通过各个应用场景的实际经典项目案例,深入解读计算机视觉技术的应用。 二、培训特色 本次培训从实战的角度对计算机视觉技术进行了全面的剖析,并结合实际案例分析和探讨计算机视觉技术的应用场景,给计算机视觉技术相关从业人员以指导和启迪。

四、授课专家 蒋老师清华大学博士,人工智能专家机器学习,深度学习领域多年一线开发研究经验,精通python、算法原理与编程实践。现就职于某大型国有科技公司从事大数据和人工智能的应用和开发。丰富的项目实战经验,对大数据的收集、处理、数据挖掘在实际应用中有深刻的认识。致力于利用大数据、人工智能在企业决策规划、语义理解、数据可视化方面的应用。具有多年授课培训经验,讲课通熟易懂,代码风格简洁清晰。 覃老师上海大学物理学硕士,创业公司合伙人,技术总监。机器学习,深度学习领域多年一线开发研究经验,精通算法原理与编程实践。曾使用Tensorflow,Caffe,Keras等深度学习框架完成过多项图像,语音,nlp,搜索相关的人工智能实际项目,研发经验丰富。拥有两项国家专利。同时具有多年授课培训经验,讲课通熟易懂,代码风格简洁清晰。 杨老师计算机博士,目前就职于中科院某研究所,长期从事深度学习与机器学习研究工作,在NLP与CV领域有很深造诣,主持多项科技专项,并带领团队深入一线研发并落地,XXX视频监控与分析系统、XXX舆情监控系统、XXX智能对话系统及 XXX森林防火无人机跟拍系统等。申请发明专利2项、部级科技进步二等奖一次,在SIGIR、CIKM及AAAI的国际会议发表多篇文章。 赵老师计算机博士,目前主要研究方向包括电子推荐、智能决策和大数据分析等。主持国家自然科学基金2项、中国博士后科研基金、上海市浦江人才、IBM Shared University Research 以及多项企业合作课题等项目。已在《管理科学学报》、《系统工程学报》、Knowledge and Information Systems ,Information Processing & Management,Information Systems Frontiers等国内外刊物和学术会议发表论文90多篇,其中被SCI、EI收录40多篇。出版著作和教材《智能化的流程管理》、《客户智能》、《商务智能(第四版)》、《商务智能数据分析的管理视角(第三版)》、《数据挖掘实用案例集》等多部。

双眼单视(双眼视)基础

双眼单视(双眼视)基础 双眼单视(双眼视)基础 一.双眼单视(双眼视)定义:双眼同时注视单一视标,同时在双眼黄斑成像,中枢将双眼视标像的传递信号进行重叠处理,形成单一完整的有立体感的影像。 双眼视是一种组织性的视觉功能,是由两个各自分开的眼睛,将所有影像在每一个眼睛上个别聚焦成像,经过共同协调运动行为与大脑视觉系统的整合作用,完成双眼单视的视觉机能。 二.三大机能: 正常的双眼视觉建立在感觉机能、运动机能和整合机能之下。 1.感觉机能:感觉机能的主要功能是接收外界刺激,包括光感、物体形状、颜色级影像刺激方位。感觉机能是人眼最原始,最基本的机能,就是单纯看的功能。 2.运动机能:眼球运动机能最主要的作用为,外眼肌运动协同作用能力,除此之外与调节作用,瞳孔反应之间有密切关系。运动机能的目的是保证双眼始终在目标上形成视轴焦点,保证双眼单视的建立。眼球的运动根据追踪目标的位置及距离可分为,同向运动和异向运动两种。当追踪远距离目标时,眼球会向同一个方向转动,以保证主视向(视轴焦点)始终在目标上,这种向同方向转动被称为同向运动。双眼在观察远目标时,视轴处于相对平行的状态,为了保证在观察近距离目标时,双眼的视轴能够在目标上形成视轴焦点,双眼会同时向内侧转动,我们称之为集合,而当由视近向视远转换时双眼会向外展开,我们称之为散开运动,集合及散开运动被统称为异向运动。在跟踪近距离移动目标时,会同时出现异向运动和同向运动。此外调节以及瞳孔反应与眼肌的运动有着密切的关系。我们知道异向运动、调节和瞳孔反应统称为距离反应三联动。异向运动保证了观察不同距离不同方位的目标时,双眼视轴始终在目标上形成视轴焦点,建立正常的双眼单视。调节的作用是保证观察不同距离目

移动机器人视觉定位设计方案

移动机器人视觉定位设计方案 运动视觉研究的是如何从变化场景的一系列不同时刻的图像中提取出有关场景中的目标的形状、位置和运动信息,将之应用于移动机器人的导航与定位。首先要估计出目标的空间位置和运动信息,从而为移动机器人车体的导航与定位提供关键前提。 视觉信息的获取主要是通过单视觉方式和多视觉方式。单视觉方式结构简单,避免了视觉数据融合,易于实现实时监测。如果利用目标物体的几何形状模型,在目标上取3 个以上的特征点也能够获取目标的位置等信息。此方法须保证该组特征点在不同坐标系下的位置关系一致,而对于一般的双目视觉系统,坐标的计算误差往往会破坏这种关系。 采用在机器人上安装车载摄像机这种局部视觉定位方式,本文对移动机器人的运动视觉定位方法进行了研究。该方法的实现分为两部分:首先采用移动机器人视觉系统求出目标质心特征点的位置时间序列,从而将对被跟踪目标的跟踪转化为对其质心的跟踪;然后通过推广卡尔曼滤波方法估计目标的空间位置和运动参数。 1 目标成像的几何模型 移动机器人视觉系统的坐标关系如图1 所示。 其中O-X Y Z 为世界坐标系;O c - X cY cZ c 为摄像机坐标系。其中O c 为摄像机的光心,X 轴、Y 轴分别与X c 轴、Y c 轴和图像的x ,y 轴平行,Z c 为摄像机的光轴,它与图像平面垂直。光轴与图像平面的交点O 1 为图像坐标系的原点。O cO 1 为摄像机的焦距f 。 图1 移动机器人视觉系统的坐标关系 不考虑透镜畸变,则由透视投影成像模型为:

式中,Z′= [u,v ]T 为目标特征点P 在图像坐标系的二维坐标值;(X ,Y ,Z )为P 点在世界坐标系的坐标;(X c0,Y c0,Z c0)为摄像机的光心在世界坐标系的坐标;dx ,dy 为摄像机的每一个像素分别在x 轴与y 轴方向采样的量化因子;u0,v 0 分别为摄像机的图像中心O 1 在x 轴与y 轴方向采样时的位置偏移量。通过式(1)即可实现点P 位置在图像坐标系和世界坐标系的变换。 2 图像目标识别与定位跟踪 2.1 目标获取 目标的获取即在摄像机采集的图像中搜索是否有特定目标,并提取目标区域,给出目标在图像中的位置特征点。 由于机器人控制实时性的需要,过于耗时的复杂算法是不适用的,因此以颜色信息为目标特征实现目标的获取。本文采用了HS I 模型, 3 个分量中,I 是受光照影响较大的分量。所以,在用颜色特征识别目标时,减少亮度特征I 的权值,主要以H 和S 作为判定的主要特征,从而可以提高颜色特征识别的鲁棒性。 考虑到连通性,本文利用捕获图像的像素及其八连通区域的平均HS 特征向量与目标像素的HS特征向量差的模是否满足一定的阈值条件来判别像素的相似性;同时采用中心连接区域增长法进行区域增长从而确定目标区域。图2 给出了目标区域分割的算法流程。

机器视觉入门知识详解

机器视觉入门知识详解 随着工业4.0时代的到来,机器视觉在智能制造业领域的作用越来越重要,为了能让更多用户获取机器视觉的相关基础知识,包括机器视觉技术是如何工作的、它为什么是实现流程自动化和质量改进的正确选择等。小编为你准备了这篇机器视觉入门学习资料。 机器视觉是一门学科技术,广泛应用于生产制造检测等工业领域,用来保证产品质量,控制生产流程,感知环境等。机器视觉系统是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。 机器视觉优势:机器视觉系统具有高效率、高度自动化的特点,可以实现很高的分辨率精度与速度。机器视觉系统与被检测对象无接触,安全可靠。人工检测与机器视觉自动检测的主要区别有:

为了更好地理解机器视觉,下面,我们来介绍在具体应用中的几种案例。 啤酒厂采用的填充液位检测系统为例来进行说明: 当每个啤酒瓶移动经过检测传感器时,检测传感器将会触发视觉系统发出频闪光,拍下啤酒瓶的照片。采集到啤酒瓶的图像并将图像保存到内存后,视觉软件将会处理或分析该图像,并根据啤酒瓶的实际填充液位发出通过-未通过响应。如果视觉系统检测到一个啤酒瓶未填充到位,即未通过检测,视觉系统将会向转向器发出信号,将该啤酒瓶从生产线上剔除。操作员可以在显示屏上查看被剔除的啤酒 瓶和持续的流程统计数据。

机器人视觉引导玩偶定位应用: 现场有两个振动盘,振动盘1作用是把玩偶振动到振动盘2中,振动盘2作用是把玩偶从反面振动为正面。该应用采用了深圳视觉龙公司VD200视觉定位系统,该系统通过判断玩偶正反面,把玩偶处于正面的坐标值通过串口发送给机器人,机器人收到坐标后运动抓取产品,当振动盘中有很多玩偶处于反面时,VD200视觉定位系统需判断反面玩偶数量,当反面玩偶数量过多时,VD200视觉系统发送指令给振动盘2把反面玩偶振成正面。 该定位系统通过玩偶表面的小孔来判断玩偶是否处于正面,计算出玩偶中心点坐标,发送给机器人。通过VD200视觉定位系统实现自动上料,大大减少人工成本,大幅提高生产效率。 视觉检测在电子元件的应用:

一种基于单目视觉的移动机器人室内导航方法

第32卷第4期2006年7月 光学技术 OPTICAL TECHN IQU E Vol.32No.4 J uly 2006 文章编号:1002-1582(2006)04-0591-03 一种基于单目视觉的移动机器人室内导航方法Ξ 付梦印,谭国悦,王美玲 (北京理工大学信息科学技术学院自动控制系,北京 100081) 摘 要:针对室内导航的环境特点,提出了一种简单快速的、以踢脚线为参考目标的移动机器人室内导航方法。该方法从图像中提取踢脚线作为参考直线,通过两条直线在图像中的成像特征,提取角度和横向偏离距离作为移动机器人的状态控制输入,从而实现移动机器人的横向运动控制。该方法无需进行摄像机的外部参数标定,大大简化了计算过程,提高了视觉导航的实时性。 关键词:视觉导航;直线提取;Hough变换;移动机器人;踢脚线 中图分类号:TP242.6+2;TP391 文献标识码:A An indoor navigation algorithm for mobile robot based on monocular vision FU Meng-yin,T AN G uo-yue,WANG Mei-ling (Department of Automatic Control,School of Information and Science Technolo gy, Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China) Abstract:Considered the features of indoor environment,a sim ple fast indoor navigation algorithm for vision-guide mobile robot was presented,which used skirting lines as the reference objects to locate the mobile robot.This algorithm detected skirt2 ing lines using monocular images and analyzed the lines’parameters to provide angle and distance of the robot as in puts of robot control.Without calibrating camera parameters,this algorithm greatly reduces computation time and improves the real-time a2 bility of vision navigation. K ey w ords:vision navigation;line detection;Hough transform;mobile robot;skirt line 1 引 言 近年来,机器视觉因其含有丰富的环境信息而受到普遍的关注。随着视觉传感器价格的不断下降,视觉导航已成为导航领域研究的热点。在室外进行视觉导航时,采用视觉传感器可获取车道信息,通过摄像机的标定来实现坐标转换,通过确定车辆当前的状态来实现导航。绝大部分智能车辆都是应用视觉来完成车道检测的[1,2],例如意大利的AR2 GO[3]项目就是通过使用逆投射投影的方法[4]来确定车辆状态的,并获得了良好的实验效果。在室内进行视觉导航时,利用视觉提取室内环境特征,例如一些预先设置的引导标志就是通过图像处理进行识别并理解这些标志来完成导航任务的[5,6]。这些都需要在图像中进行大量的搜索运算来提取标志,并通过一系列的图像理解算法来理解标志的信息,因而计算量很大。当然也可以通过视觉计算室内环境,例如通过走廊中的角点特征来获取状态信息[7],以此减少图像搜索时的计算量。但这些角点信息易受移动机器人运动的影响,会模糊角点信息,为了提高计算精度需要通过光流法对背景信息进行运动补偿,计算复杂,实时性不理想。 当移动机器人在实验室走廊环境下进行导航控制时,需要视觉传感器为其提供偏航角和横向偏离距离这两个参数。通过对单目视觉图像进行处理来获取这两个参数,完成移动机器人的横向运动控制。 2 摄像机成像模型与视觉系统 2.1 摄像机成像模型 使用视觉传感器首先要考虑的是其成像模型,它是指三维空间中场景到图像平面的投影关系,不同的视觉传感器有不同的成像模型。本文采用高分辨率CCD摄像机作为视觉传感器,其成像模型为针孔模型,空间中任意一点P在图像上的成像位置可以用针孔模型近似表示。如图1所示,P点投影位置为p,它是光心O同P点的连线O P与图像平面的交点,这种关系叫投射投影。图中标出的坐标系定义如下[8]: (1)图像坐标系I(u,v)是以图像平面的左上角为坐标原点所定义的直角坐标系,以像素为单位表示图像中点的位置。 (2)像平面坐标(x,y)指的是CCD成像靶面 195 Ξ收稿日期:2005-07-12 E-m ail:guoyuetan@https://www.wendangku.net/doc/e5128413.html, 基金项目:国家自然科学基金资助项目(60453001) 作者简介:付梦印(1964-),男,北京理工大学信息科学技术学院自动控制系教授,博士,主要从事导航制导、控制组合导航及智能导航技术的研究。

机器视觉:视觉处理向3D跨越

机器视觉:视觉处理向3D跨越 上世纪70年代中,MIT人工智能实验室正式开设“机器视觉”课程,近半个世纪来机器视觉持续是一个非常活跃的研究领域,全球性的研究热潮,使得机器视觉获得了蓬勃发展,机器视觉在工业制造领域已获得了广泛的应用,比如在不适合人类工作的环境中,利用机器视觉代替传统人工测量/试;或用于需要高性能、精密机器视觉组件的专业设备制造领域。但总体来讲,机器视觉不仅依然一个相当新且仍有很多工作要做的研究领域,更是一个深藏无限潜力的金矿。 在此次采访中,大部分的厂商的关注焦点都更贴近大众生活相关,放在了消费电子、可穿戴产品、汽车ADAS以及智能化监控等领域。比如CEVA公司投资者关系与企业传播副总裁Richard Kingston就透露“我们已经将计算机视觉DSP授权许可予八家企业,其中包括三家移动领域的OEM厂商。”加拿大CogniVue公司业务开发副总裁Tom Wilson认为“可穿戴和汽车领域将存在非常强烈的增长机遇。” 视觉处理向3D跨越 随着谷歌正式发布了Project Tango后,3D机器视觉变得愈加热门。“我们认为消费领域3D处理的主要应用会是3D成像、自然用户界面(NUI)和3D视觉应用,比如PC、笔记本电脑、平板电脑、智能手机和其它消费类设备。”Kingston表示。 业界追寻3D视觉的最大原因还是为了解决2D机器视觉的固有局限,若能更好的实现在分割(分离近景和远景)、照明(用于人脸识别时)、相对位置(场景中的物体)等方面的功能,许多应用可以通过采用3D空间信息简化并提高视觉系统的精度和可靠性。 但无论是3D传感器(例如飞行时间法(ToF)相机)、或以2个2D图像传感器实现的立体传感器,他们对处理能力的要求都更高。“立体匹配(使用来自两个图像传感器输入)要求差异映射来生成3D景深图。这是一个非常困难的计算机视觉问题,学术界也积极研究来优化立体识别算法。”CogniVue公司业务开发副总裁T om Wilson指出。每一种实现3D传感的方法都存在性能上的折衷,CogniVue目前在开发一种算法,能针对低成本3D传感器有效计算其视差图。 处理大量实时数据需要密集的计算能力。若是想实现稳定的3D传感地图是非常困难的,特别是对那些低功耗的设备来说。“CogniVue的APEX图像识别处理(ICP)技术能在电量有限的3D视觉应用中发挥关键作用。”他补充道。 对于系统设计者来说,设计能有效运行不同视觉算法的硬件是非常巨大的挑战。系统厂商选择图像/视频处理解决方案时,可以选择全部集中在CPU完成,也可以选择卸载一部分图像处理工作给GPU,或者专为图像处理增加硬件逻辑。在需要3D处理的应用中,GPU已经将系统的一部分,运行多种计算机视觉算法来协助通用CPU。 “i.MX6拥有强大的GPU运算能力,其3D引擎GC2000内部包含4个shader,可提供高达30GFLOPS的运算能力,支持OpenCL 1.1 EP。”飞思卡尔微控制器事业部亚太区市场营

机器视觉基础知识详解

机器视觉基础知识详解 随着工业4、0时代的到来,机器视觉在智能制造业领域的作用越来越重要,为了能让更多用户获取机器视觉的相关基础知识,包括机器视觉技术就是如何工作的、它为什么就是实现流程自动化与质量改进的正确选择等。小编为您准备了这篇机器视觉入门学习资料。 机器视觉就是一门学科技术,广泛应用于生产制造检测等工业领域,用来保证产品质量,控制生产流程,感知环境等。机器视觉系统就是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,根据像素分布与亮度、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。 机器视觉优势:机器视觉系统具有高效率、高度自动化的特点,可以实现很高的分辨率精度与速度。机器视觉系统与被检测对象无接触,安全可靠。人工检测与机器视觉自动检测的主要区别有: 为了更好地理解机器视觉,下面,我们来介绍在具体应用中的几种案例。 案例一:机器人+视觉自动上下料定位的应用:

现场有两个振动盘,振动盘1作用就是把玩偶振动到振动盘2中,振动盘2作用就是把玩偶从反面振动为正面。该应用采用了深圳视觉龙公司VD200视觉定位系统,该系统通过判断玩偶正反面,把玩偶处于正面的坐标值通过串口发送给机器人,机器人收到坐标后运动抓取产品,当振动盘中有很多玩偶处于反面时,VD200视觉定位系统需判断反面玩偶数量,当反面玩偶数量过多时,VD200视觉系统发送指令给振动盘2把反面玩偶振成正面。 该定位系统通过玩偶表面的小孔来判断玩偶就是否处于正面,计算出玩偶中心点坐标,发送给机器人。通过VD200视觉定位系统实现自动上料,大大减少人工成本,大幅提高生产效率。 案例二:视觉检测在电子元件的应用: 此产品为电子产品的按钮部件,产品来料为料带模式,料带上面为双排产品。通过对每个元器件定位后,使用斑点工具检测产品固定区域的灰度值,来判断此区域有无缺胶情况。 该应用采用了深圳视觉龙公司的DragonVision视觉系统方案,使用两个相机及光源配合机械设备,达到每次检测双面8个产品,每分钟检测大约1500个。当出现产品不良时,立刻报警停机,保证了产品的合格率与设备的正常运行,提高生产效率。 案例三:啤酒厂采用的填充液位检测系统案例:

双眼视觉

第一章正常双眼视觉 一、双眼视觉的特点双眼视觉优于单眼视觉之处,不仅有两眼叠加的作用,降低视感觉阈值,扩大视野,消除单眼的生理盲点,更主要的是具有三维的立体视觉。 二、视野 双眼视野:人的单眼视野在水平位上颞侧约90°,鼻侧约60°,总共约为150°,双眼视野约为180°,中间120°为双眼所共有,是可拥有双眼视觉功能的区域。颞侧30°为各眼单独所有,呈半月形,称为颞侧半月。 三、双眼叠加作用 1、定义:双眼叠加作用是指各眼所获取的信息相加而产生超越单眼的双眼视觉功能。 2、双眼叠加作用的分类(重点) ①双眼相辅相成作用,即双眼功能优于两眼各自功能的总和; ②双眼完全或线性叠加作用,即双眼功能等于两眼功能的总和; ③双眼部分叠加作用,即双眼功能优于两眼中的任一眼,但低于两眼的总和; ④双眼无叠加作用,即双眼功能等于两眼的任一眼; ⑤双眼抑制作用,即双眼功能低于两眼的任一眼。 四、视网膜对应点 1、特点:有相同的视觉方向 2、哪些为视网膜对应点? 双眼黄斑中心凹;与黄斑中心凹同方向、等距离的点 五、单视圆 1、定义:在物理空间中刺激两眼视网膜对应点的所有点的轨迹。 2、特点:单视圆上的物体在视网膜对应点成像,形成双眼单一视。 六、Panum区 1、定义:是指一眼视网膜的某一区域中的任一点与对侧眼视网膜的某一特定点同时受刺激时,将产生双眼单视。这不同于视网膜对应的点与点对应,而是点与区对应。 2、特点:非对应点成像,Pan um区范围,仍感知双眼单一视觉。 七、融像 1、双眼融像的定义:将各眼的像融合成单一物像的过程。 2、分类:感觉融像、运动融像 3、感觉融像的定义:视觉皮层的神经生理和心理过程,联合两眼各自获得的图像而对视觉空间形成统一的感知。 4、运动融像的目的:通过两眼的聚散运动,使外界的物体成像在视网膜对应部位,形成感觉融像。 八、双眼视差 1、定义:在两眼的物像与对应点的相对位置之差称为双眼视差,又称视网膜视差,生理性视差。 2、分类:水平视差、垂直视差 3、特点:垂直视差不能引起深径觉,而水平视差则可以。 4、水平视差分类 水平视差分为交叉性视差和非交叉性视差。前者为物点位于单视圆之内,看起来近于注视点;后者为物点位于单视圆之外,看起来远于注视点。 九、生理性复视 1、原因:物像落在分开过大的视网膜非对应点上产生生理性复视。 2、分类:交叉性生理性复视和非交叉性生理性复视。 3、交叉性生理性复视感知物体比注视点近;非交叉性生理性复视感知物体比注视点远。十、立体视觉1生理基础

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