視覺傳感器技術是傳感技術七大類中的一類。視覺傳感器是指：利用光學元件和成像裝置**外部環(huán)境圖像信息的儀器，通常用圖像分辨率來描述視覺傳感器的性能，視覺傳感器的進度與分辨率、被測物體的檢測距離相關，被測物體距離越遠，其絕對的位置精度越差。
機器人視覺是使機器人具有視覺感知功能的系統(tǒng)，機器人視覺可以通過視覺傳感器獲取環(huán)境的一維、二維和三維圖像，并通過視覺處理器進行分析和解釋，進而轉換為符號，讓機器人能夠辨識物體，并確認物體位置及各種狀態(tài)。
視覺傳感器的基本原理
通過對攝像機拍攝到的圖像進行圖像處理，來計算對象物的特征量（面積、重心、長度、位置等），并輸出數(shù)據(jù)和判斷結果的傳感器。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，分析，例如，若視覺傳感器被設定為辨別正確地插有八顆螺栓的機器部件，則傳感器知道應該拒收只有七顆螺栓的部件，或者螺栓未對準的部件，此外，無論該機器部件位于視場中的哪個位置，無論該部件是否在360度范圍內(nèi)旋轉，視覺傳感器都能做出判斷。
視覺傳感器技術的分類
1. 3D視覺傳感技術
3D圖像信息的獲取都是基于某種圖像傳感器獲取、量化圖像信息，這些圖像傳感器有直接獲取可見光的圖像，也有間接通過監(jiān)測輻射、紅外線、X射線或者超聲波來獲取圖像信息。不同的傳感器技術有不同的分辨率、精度和噪聲，因此從圖像傳感器獲取的信息中提取有用信息進行分析成為廣大科技工作者的研究課題。
3D視覺傳感器具有廣泛的用途，比如多媒體手機、網(wǎng)絡攝影、數(shù)碼相機、機器人視覺導航、汽車安全系統(tǒng)、生物醫(yī)學像素分析、人機界面、虛擬現(xiàn)實等，這些不同的也應用均是基于3D視覺圖像傳感器技術。
2. 智能視覺傳感技術
智能視覺傳感器技術是指一種高度集成化、智能化的嵌入式視覺傳感技術，它取代了PC平臺的視覺系統(tǒng)，智能視覺傳感技術將視覺傳感器、數(shù)字處理器、通信模塊及其他外圍設備集塵在一起，成為一個能獨立完成圖像采集、分析處理、信息傳輸一體化的智能視覺傳感器。
智能視覺傳感技術下的智能視覺傳感器也稱智能相機，是近年來機器視覺領域發(fā)展最快的一項新技術。智能相機是一個兼具圖像采集、圖像處理和信息傳遞功能的小型機器視覺系統(tǒng)，是一種嵌入式計算機視覺系統(tǒng)。它將圖像傳感器、數(shù)字處理器、通訊模塊和其他外設集成到了一個單一的相機內(nèi)，由于這種一體化設計，可降低系統(tǒng)的復雜度，并提高可靠性，同時系統(tǒng)尺寸大大縮小，拓寬了視覺技術的應用領域。
視覺傳感器的關鍵技術
視覺傳感器的圖像采集單元主要由CCD/CMOS相機、光學系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和圖像采集卡組成，將光學影像轉換成數(shù)字圖像，傳遞給圖像處理單元。通常使用的圖像傳感器主要有CCD圖像傳感器和CMOS圖像傳感器兩種。
1. CCD圖像傳感器
CCD及電子耦合組件，她就想傳統(tǒng)相機的底片一樣的感光系統(tǒng)，是感應光線的電路裝置。CCD圖像傳感器由微鏡頭、濾色片、感光元件三層組成。CCD圖像傳感器的每一個感光元件由一個光電二極管和控制相鄰電荷的存儲單元組成光電管用于捕捉光子用，它將光子轉化為電子，收集到的光線越強，產(chǎn)生的電子數(shù)量就越多，而電子信號越強則越容易被記錄且不易丟失，圖像細節(jié)則更加豐富。
成像原理
使用二極管將光線轉換為電荷，當拍攝者對焦完畢按下快門的時候，光線通關打開的快門通過馬賽克色塊射入在CCD圖像傳感器上，感光二極管在接受光電子的裝機后釋放電子，所產(chǎn)生電子的數(shù)目與該感光二極管感應到的光成正比。在本次曝光結束之后，每個感光二極管含有不同數(shù)量的電子，而我們在顯示器上面看到的數(shù)碼圖像就是通過電子數(shù)量的多與少來進行表示和存儲，然后控制電路從CCD中讀取圖像，進行紅R、綠G和藍B三原色合成，并且放大和將其數(shù)字化，這些數(shù)字信號并存入數(shù)碼相機的緩存內(nèi)，最后寫入相機的移動存儲介質完成數(shù)碼相片拍攝。
優(yōu)點
高解析度、低雜訊、高靈敏度、動態(tài)范圍廣、良好的線性特性曲線、大面積感光、低影像失真、提為、重量輕、低耗電、不收磁場影響、電荷傳輸效率佳、可大批量生產(chǎn)、品質穩(wěn)定、堅固、不易老化。
缺點
隨著CCD應用范圍的擴大，其缺點逐漸暴露：首先，CCD芯片技術工藝復雜，不能與標準的工藝兼容，其次，CCD技術芯片需要的電壓功耗大，因此CCD技術芯片價格昂貴且使用不便。
2. CMOS圖像傳感器
工作原理
首先，外界光照射像素陣列，發(fā)生光電效應，在像素單元內(nèi)產(chǎn)生相應的電荷。行選擇邏輯單元根據(jù)需要，選
視覺傳感器技術的應用
1. 汽車車身視覺檢測系統(tǒng)
主體是多個視覺傳感器，包括機械運送機構、機械定位機構、電子控制設備、計算機等相關組成部分。
優(yōu)點：測量效率高、測量工作全部自動完成、車身視覺測量系統(tǒng)的組成靈活
2. 三維形貌視覺測量
測量的對象通常是大型或具有復雜表面的物體，受相機視場和測量視角的限制，通常分為局部三維形貌信息獲取和整體拼接兩部分。
形貌整體拼接的實質就是將分塊局部形貌測量數(shù)據(jù)統(tǒng)一到公共坐標系下，完成對被測形貌的整體描述，為控制整體精度，避免誤差累積，采用全局控制點拼接方法。
3. 鋼管直線度、截面尺寸在線視覺測量系統(tǒng)
測量原理：測量系統(tǒng)由多個結構光傳感器組成，傳感器上結構光投射器投射的光平面和被測鋼管相交，得到鋼管截面圓軸上的部分圓弧，傳感器測量部分圓弧在空間中位置，系統(tǒng)中每一個傳感器實現(xiàn)一個截面上部分圓弧的測量，通過適度的數(shù)學方法，由圓弧擬合得到截面尺寸和截面圓心的空間位置，由圓心分布的空間包絡，得到直線度參數(shù)。