Одно из наиболее важных направлений использования систем машинного зрения состоит в получении информации как для манипулирования объектами (определения их местоположения, захвата, изменения их положения в пространстве и т.д.), так и для передвижения без столкновений с препятствиями. Способность использовать зрение для этих целей присуща системам зрения даже самых примитивных животных. Во многих случаях по своему устройству такая система зрения состоит из минимально необходимого набора компонентов; под этим подразумевается, что она извлекает из доступного светового поля только такую информацию, которая требуется животному для организации своего поведения. Вполне возможно, что системы зрения наиболее высокоразвитых животных стали результатом эволюции, которая началась с появления на одном конце тела у самых ранних, примитивных организмов светочувствительного пятна, с помощью которого они устремлялись к свету (или прятались от него). Как было описано в разделе 24.4, в нервной системе мухи существует очень простая система распознавания оптического потока, позволяющая мухе садиться на стены. В классическом исследовании What the Frog's Eye Tells the Frog's Brain [914] сделано следующее замечание в отношении лягушки: "Она умерла бы с голоду, окруженная пищей, если бы эта пища не двигалась. Лягушка выбирает пишу только после определения ее размеров и движения".

Рис. 24.21. Результаты применения алгоритма выравнивания к изображению степлера; углы, найденные на изображении степлера (а); гипотетическая реконструкция, наложенная на первоначальное изображении (любезно предоставлено Кларком Олсоном (Clark Olson)) (б)

Системы машинного зрения используются в "организмах", называемых роботами. Рассмотрим особую разновидность робота — автоматизированное транспортное средство, движущееся по шоссе (рис. 24.22). Вначале проанализируем стоящие перед нами задачи, затем определим, какие алгоритмы машинного зрения позволят нам получить информацию, необходимую для успешного выполнения этих задач. Ниже перечислены задачи, с которыми сталкивается водитель.