隨着科技水平的提高，越來越多的機器人將被運用到安防系統、工業加工、航空航天等其他領域，衆多的應用場景都要求機器人具有確定目標、定位目標和跟蹤目標的能力。
機器視覺概述
使機器具有像人一樣的視覺功能，從而實現各種檢測、判斷、識別、測量等功能。一個典型的機器視覺系統組成包括：圖像採集單元（光源、鏡頭、相機、採集卡、機械平臺），圖像處理分析單元（工控主機、圖像處理分析軟件、圖形交互界面），執行單元（電傳單元、機械單元）
機器視覺系統通過圖像採集單元將待檢測目標轉換成圖像信號，並傳送給圖像處理分析單元。圖像處理分析單元的核心爲圖像處理分析軟件，它包括圖像增強與校正、圖像分割、特徵提取、圖像識別與理解等方面。輸出目標的質量判斷、規格測量等分析結果。分析結果輸出至圖像界面，或通過電傳單元（PLC等）傳遞給機械單元執行相應操作，如剔除、報警等，或通過機械臂執行分揀、抓舉等動作。
機器視覺優勢
機器視覺系統具有高效率、高度自動化的特點，可以實現很高的分辨率精度與速度。機器視覺系統與被檢測對象無接觸，安全可靠。人工檢測與機器視覺自動檢測的主要區別有：
機器視覺的應用領域
•識別
標準一維碼、二維碼的解碼
光學字符識別（OCR）和確認（OCV）
•檢測
色彩和瑕疵檢測
零件或部件的有無檢測
目標位置和方向檢測•測量
尺寸和容量檢測
預設標記的測量，如孔位到孔位的距離
•機械手引導
輸出空間座標引導機械手精確定位
機器視覺系統的分類
•智能相機
•基於嵌入式
•基於PC
機器視覺系統的組成
•圖像獲取：光源、鏡頭、相機、採集卡、機械平臺
•圖像處理與分析：工控主機、圖像處理分析軟件、圖形交互界面。
•判決執行：電傳單元、機械單元
•光源—種類
LED：壽命長/可以有各種顏色/便於做成各種複雜形狀/光均勻穩定/可以閃光；
熒光燈：光場均勻/價格便宜/亮度較LED高；
鹵素燈：亮度特別高/通過光纖傳輸後可做成；
氙燈：使用壽命約1000小時/亮度高，色溫與日光接近。
（大部分機器視覺照明採用LED）
•光源—光路原理
照相機並不能看見物體，而是看見從物體表面反射過來的光。
鏡面反射：平滑表面以對頂角反射光線
漫射反射：粗糙表面會從各個方向漫射光線
發散反射：多數表面既有紋理，又有平滑表面，會對光線進行發散反射
•光源—作用和要求
在機器視覺中的作用
照亮目標，提高亮度
形成有利於圖像處理的效果
克服環境光照影響，保證圖像穩定性
用作測量的工具或參照
良好的光場設計要求
對比度明顯，目標與背景的邊界清晰
背景儘量淡化而且均勻，不干擾圖像處理
與顏色有關的還需要顏色真實，亮度適中，不過曝或欠曝；
•光源—光場構造
明場： 光線反射進入照相機
暗場：光線反射離開照相機
•光源—構造光源
使用不同照明技術對被測目標會產生不同的影響，以滾珠軸承爲例：
•鏡頭—主要參數
工業的鏡頭大都是多組鏡片組合在一起的。計算時會忽略厚度對透鏡的影響將其等效成沒有厚度的播透鏡模型，即理想凸透鏡。
參數：焦距/視場/物距/像距/光圈/景深/分辨力/放大倍數/畸變/接口
分辨率：對色彩和紋理的分辨能力。
畸變：鏡頭中心區域和四周區域的放大倍數不相同。
畸變的校正一般用黑白分明的方格圖像來進行，過程並不複雜。一般如果畸變小於2%，人眼觀察不到；若畸變小於CCD的一個像素，攝像機也看不見。
•鏡頭—分類
CCTV鏡頭
專業攝影鏡頭
遠心鏡頭
•鏡頭—遠心鏡頭
在測量系統中，物距常發生變化，從而使像高發生變化，所以測得的物體尺寸也發生變化，即產生了測量誤差；
即使物距是固定的，也會因爲CCD敏感表面不易精確調整在像平面上，同樣也會產生測量誤差。
採用遠心物鏡中的像方遠心物鏡可以消除物距變化帶來的測量誤差，而物方遠心物鏡則可以消除CCD位置不準帶來的測量誤差。
•相機
種類：線&面、隔/逐、黑/彩、數/模、低/高、CCD/CMOS
指標：象元尺寸、分辨率、靶面大小、感應曲線、動態範圍、靈敏度、速度噪聲、填充因子、體積、質量、工作環境等
工作模式：Free run、Trigger（多種）、長時間曝光等
傳輸方式：GIGE，Cameralinker,模擬
來源：指南車機器人