機(jī)器視覺系統(tǒng)的核心在于視覺子系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)子系統(tǒng)的整合。為了使這一設(shè)計(jì)的核心環(huán)節(jié)順利進(jìn)行，需要提早準(zhǔn)備精確的物料清單，降低由于運(yùn)動(dòng)和視覺組件不協(xié)調(diào)所帶來的風(fēng)險(xiǎn)，減少集成時(shí)間和成本。而在機(jī)器視覺系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵循以下幾個(gè)原則，即集成機(jī)器視覺設(shè)計(jì)、協(xié)同集成、同步集成、視覺導(dǎo)引運(yùn)動(dòng)控制及視覺伺服控制。
在一套集成機(jī)器視覺系統(tǒng)中，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和視覺系統(tǒng)可以在不同層級進(jìn)行交互作業(yè)，從基本的信息交換到高級的視覺反饋。交互的層級取決于設(shè)備的要求，也就是所謂的順序、準(zhǔn)確性和精度以及設(shè)備所需完成的任務(wù)的自然屬性。而集成商必須首先定義當(dāng)前和未來的需求，并根據(jù)這些需求決定最適合項(xiàng)目的集成種類。
協(xié)同集成是最基本的集成方式。采用這種方式進(jìn)行集成，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和視覺系統(tǒng)能夠交換基本信息，例如速度和時(shí)間。在運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和視覺系統(tǒng)之間的通訊時(shí)間通常是幾十秒。例如在紙病檢測系統(tǒng)中，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)移動(dòng)紙張，通常移動(dòng)速率恒定，視覺系統(tǒng)發(fā)出脈沖鏈以觸發(fā)攝像頭，使用攝像頭撲捉到的圖像來監(jiān)視紙張。視覺系統(tǒng)需要明確紙張移動(dòng)的快慢，以確定觸發(fā)攝像頭的速度。
在同步集成系統(tǒng)中，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和視覺系統(tǒng)通過高速I/O觸發(fā)實(shí)現(xiàn)同步。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和視覺系統(tǒng)之間的高速信號用來觸發(fā)這兩種系統(tǒng)之間的事件和通訊命令。這種I/O同步能夠有效地使不同系統(tǒng)中的軟件程序達(dá)到同步。
視覺導(dǎo)引運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，視覺系統(tǒng)為運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)提供一些引導(dǎo)，例如零件的位置或者零件擺放朝向上的誤差。由于這是一種更加先進(jìn)的集成類型，所以在運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和視覺系統(tǒng)兩者的交互作業(yè)中多出了一個(gè)層級。同時(shí)，視覺系統(tǒng)只在運(yùn)動(dòng)的開始才向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)提供導(dǎo)向。在運(yùn)動(dòng)過程當(dāng)中或者運(yùn)動(dòng)過程結(jié)束之后，并不使用反饋來驗(yàn)證運(yùn)動(dòng)是否正確。由于缺乏反饋，在像素-距離變換過程中容易產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)誤差，而且運(yùn)動(dòng)的精度完全依賴于運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。在毫米級運(yùn)動(dòng)和低于毫米
級運(yùn)動(dòng)的高精度應(yīng)用中這種缺點(diǎn)尤其明顯。如果視覺系統(tǒng)能夠在運(yùn)動(dòng)過程中為運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)提供連續(xù)不斷的反饋，那么視覺導(dǎo)引運(yùn)動(dòng)控制的缺點(diǎn)就能夠被克服。
在視覺伺服控制系統(tǒng)中，機(jī)器視覺系統(tǒng)不僅僅能夠?yàn)檫\(yùn)動(dòng)系統(tǒng)提供初始導(dǎo)向，還能夠在運(yùn)動(dòng)的過程中提供連續(xù)不斷的反饋。視覺系統(tǒng)采集、分析并處理圖像，以位置設(shè)定點(diǎn)的形式提供反饋信息，實(shí)現(xiàn)定位循環(huán)（動(dòng)態(tài)觀察并移動(dòng)）或者實(shí)際位置反饋（直接伺服）。