機(jī)器人是一種由主體結(jié)構(gòu)、控制器、指揮系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)傳感器組成的，能夠模擬人的某些行為、能夠自行控制、能夠重復(fù)編程、能在二維空間內(nèi)完成一定工作的機(jī)電一體化的生產(chǎn)設(shè)備。機(jī)器人技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，是當(dāng)代研究十分活躍、應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域，也是一個(gè)國家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。機(jī)器人技術(shù)的研究和應(yīng)用已從傳統(tǒng)的工業(yè)領(lǐng)域快速擴(kuò)展到其他領(lǐng)域，而無論是傳統(tǒng)的工業(yè)領(lǐng)域還是其他領(lǐng)域，對(duì)機(jī)器人性能要求的不斷提高，使機(jī)器人必須面對(duì)更極端的環(huán)境，完成更復(fù)雜的任務(wù)。

　　機(jī)器人視覺技術(shù)得到了廣泛的發(fā)展及應(yīng)用。人類感知外部世界主要是通過視覺、觸覺、聽覺和嗅覺等感覺器官，其中約80%的信息是通過視覺器官獲取的。視覺感知環(huán)境信息的效率很高，他不僅指對(duì)光信息的感受，還包括對(duì)視覺信息的獲取、傳輸、處理、存儲(chǔ)與理解的全過程。對(duì)人類而言，視覺信息傳入人大腦后，由大腦根據(jù)已有的知識(shí)進(jìn)行信息處理，進(jìn)而判斷和識(shí)別。機(jī)器人視覺系統(tǒng)是使機(jī)器人具有視覺感知功能的系統(tǒng)，是通過攝相機(jī)和計(jì)算機(jī)來對(duì)外部環(huán)境進(jìn)行測(cè)量、識(shí)別和判斷。但是機(jī)器視覺和人類視覺有著本質(zhì)上的不同，它的特點(diǎn)不僅在于模擬人眼功能，更重要的是他能完成人眼所不能勝任的某些工作，主要應(yīng)用于不適合人工作或者人類視覺無法達(dá)到要求，以及高速大批量工業(yè)產(chǎn)品制造自動(dòng)生產(chǎn)流水線的一些場(chǎng)合。

　　機(jī)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(jìn)行分析和解釋，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為符號(hào)。人能夠辨識(shí)物體，并確定其位置及各種狀態(tài)。機(jī)器人視覺系統(tǒng)側(cè)重于研究以應(yīng)用為背景的專用視覺系統(tǒng)，只提供對(duì)執(zhí)行某一特定任務(wù)相關(guān)的景物描述。機(jī)器人視覺硬件主要包括圖像獲取和視覺處理兩部分，而圖像獲取由照明系統(tǒng)、視覺傳感器、模擬－數(shù)字轉(zhuǎn)換器和幀存儲(chǔ)器等組成。根據(jù)功能不同，機(jī)器人視覺可分為視覺檢驗(yàn)和視覺引導(dǎo)兩種，廣泛應(yīng)用于電子、汽車、機(jī)械等工業(yè)部門和醫(yī)學(xué)、軍事領(lǐng)域。

　　機(jī)器人常用的視覺傳感器有光電二極管與光電轉(zhuǎn)換器件、PSD、CCD圖像傳感器、CMOS圖像傳感器以及其他的攝像元件。介紹如下：

　　光電二極管與光電轉(zhuǎn)換器 pn型光電二級(jí)管，如果讓光子射入半導(dǎo)體的pn結(jié)邊界耗盡層，就會(huì)激勵(lì)起新的空穴。利用電場(chǎng)將空穴和電子分離到兩側(cè)，就可以的到與光子量成比例的反向電流。Pn型元件的優(yōu)點(diǎn)是暗電流小，所以被廣泛用于照度計(jì)和分廣度計(jì)等測(cè)量裝置中。

　　PSD（Position Sensitive Detector，位置敏感探測(cè)器）是測(cè)定入射光位置的傳感器，由發(fā)光二級(jí)管、表面電阻膜、電極組成。入射光產(chǎn)生的光電流通過電阻膜到達(dá)元件兩端的電極，流入各個(gè)電極的電流與電阻值存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，而電阻值又與光的入射位置及到各個(gè)電極距離成比例，因此根據(jù)電流值就能檢測(cè)到光入射的位置。PSD元件中有一維和二維兩種，它們都具有高速性，但要注意入射到開口部分的散射光的影響。

　　CCD圖像傳感器 電荷耦合器件（CCD：Charge Coupled Device）圖像傳感器是由多個(gè)光電二極管傳送儲(chǔ)存電荷的裝置。它有多個(gè)MOS（Metal Oxide Semiconductor）結(jié)構(gòu)的電極，電荷傳送的方式是通過向其中一個(gè)電極上施加與眾不同的電壓，產(chǎn)生所謂的勢(shì)阱，并順序變更勢(shì)阱來實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)傳送電荷需要的脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)，施加電壓的方法有兩相方式和三相方式。

　　CCD圖像傳感器有一維形式的，是將發(fā)光二極管和電荷傳送部分一維排列制成的。此外還有二維形式的，它可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硒化鎘光導(dǎo)攝像管和氧化鉛光電攝像管二維傳感器。二維傳感器屬于水平和垂直傳送電荷傳感器，傳送方式有行間傳送、幀—行間傳送、幀傳送及全幀傳送四種方式。

　　行間傳送方式，采取一維攝像區(qū)域（接收部分）與傳送區(qū)域平行布置結(jié)構(gòu)的方法。接收部分多使用二極管。每一幀曝光所儲(chǔ)蓄的電荷分別被垂直或水平的傳送，然后以圖像信號(hào)的形式被取出。在CCD內(nèi)部電荷傳送的效率非常高，因此其具有高的靈敏度。由于整個(gè)傳送區(qū)域是被遮光的，所以在傳送中不會(huì)曝光。