智能工廠(chǎng)對機器視覺(jué)的需求
在選擇機器視覺(jué)系統時(shí)，傳統工業(yè)智能視覺(jué)設備的優(yōu)勢是體積小、集成度高、便于開(kāi)發(fā)使用;嵌入式機器視覺(jué)系統的優(yōu)勢則在于其配置的彈性特征，具備較高的拓展性。在智能工廠(chǎng)的建設過(guò)程中，對機器視覺(jué)系統的要求是，既要降低成本，還要滿(mǎn)足快速變化的視覺(jué)應用需求。
智能工廠(chǎng)對機器視覺(jué)有啥需求？
性能與處理能力。如何提升產(chǎn)能，系統性能與處理能力(throughput)扮演著(zhù)關(guān)鍵的角色。就一般機器視覺(jué)系統而言，高分辨率與高幀率(每秒顯示幀數)就像魚(yú)與熊掌一樣，不可兼得。在一般實(shí)際的應用中，通常是高分辨率但低幀率或低分辨率但高幀率的應用組合。如果想要兩者兼得，惟一的出路就是使用高端CPU處理器來(lái)補足分辨率與幀率加乘出來(lái)的結果。如何以合理的成本，取得最佳的處理性能，是系統開(kāi)發(fā)人員所關(guān)心的。
產(chǎn)線(xiàn)環(huán)境。工廠(chǎng)的環(huán)境通常是較為惡劣的，例如在飲料生產(chǎn)包裝的產(chǎn)線(xiàn)，系統可能會(huì )直接接觸到液體。而在工具機加工的環(huán)境中，則是充滿(mǎn)切削工件的惡劣環(huán)境。如果機器視覺(jué)系統必須就近配置在嚴苛的產(chǎn)線(xiàn)環(huán)境中，那么選擇具備防水、防塵能力的產(chǎn)品才能達到該需求。
多組生產(chǎn)工作站。在工廠(chǎng)環(huán)境中，一個(gè)成品的上市，從組件的制造、半成品的取放、質(zhì)量的檢驗到出貨的包裝，必須要經(jīng)過(guò)層層不同的工作站。舉例來(lái)說(shuō)，CNC機臺負責組件的車(chē)削加工，通過(guò)工業(yè)機器人的取件，通過(guò)工業(yè)相機讓工件定位后，才開(kāi)始進(jìn)行工件的切割;完成后進(jìn)入到檢測的站臺，進(jìn)行缺陷檢測;過(guò)關(guān)的成品在包裝區進(jìn)行出貨條形碼的掃讀。多組生產(chǎn)工作站之間，如何讓系統之間容易整合與溝通，是工廠(chǎng)是否智能化的一大關(guān)鍵。
軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境。軟件解決方案開(kāi)發(fā)的難易度與整合度，是所有導入智能化系統的工程人員心中的一大擔憂(yōu)，也往往是決定項目成敗的最重要因素。如何縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間，降低系統開(kāi)發(fā)成本，是重要的關(guān)鍵。
我國機器視覺(jué)發(fā)展現狀
我國機器視覺(jué)行業(yè)的起步比較晚，集中度也不是很高，最開(kāi)始主要是代理國外品牌。近幾年，很多的經(jīng)銷(xiāo)商開(kāi)始自主開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，但在行業(yè)分布、渠道分銷(xiāo)以及成熟的自動(dòng)化產(chǎn)品等方面還是和國外有一定差距。國內機器視覺(jué)的相對成熟的自動(dòng)化產(chǎn)品質(zhì)量以及技術(shù)含量偏低，市場(chǎng)也遠遠沒(méi)有飽和。
機器視覺(jué)企業(yè)大體可以分為層開(kāi)發(fā)廠(chǎng)商、二次開(kāi)發(fā)廠(chǎng)商和產(chǎn)品代理商。國內機器視覺(jué)企業(yè)主要為國外機器視覺(jué)產(chǎn)品代理商和系統二次開(kāi)發(fā)廠(chǎng)商。目前進(jìn)入我國機器視覺(jué)市場(chǎng)的國外品牌有100多家，我國本土的企業(yè)負責銷(xiāo)售代理的企業(yè)有200多家，專(zhuān)業(yè)的系統集成商超過(guò)50家。我國真正的專(zhuān)業(yè)機器視覺(jué)底層廠(chǎng)商鳳毛麟角，本土機器視覺(jué)系統廠(chǎng)商和機器視覺(jué)系統元器件生產(chǎn)商存在缺失。
我國機器視覺(jué)的發(fā)展趨勢
工業(yè)4.0離不開(kāi)智能制造，智能制造離不開(kāi)機器視覺(jué)。機器視覺(jué)是實(shí)現工業(yè)自動(dòng)化和智能化的必要手段，相當于人類(lèi)視覺(jué)在機器上的延伸。機器視覺(jué)具有高度自動(dòng)化、高效率、高精度和適應較差環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，將在我國工業(yè)自動(dòng)化的實(shí)現過(guò)程中產(chǎn)生重要作用。
視覺(jué)圖像技術(shù)需要重點(diǎn)構建四大核心能力：
第一，智能識別。海量信息快速收斂，從大量信息中找到關(guān)鍵特征，準確度和可靠度是關(guān)鍵。
第二，智能測量。測量是工業(yè)的基礎，要求精準度。
第三，智能檢測。在測量的基礎上，綜合分析判斷多信息多指標，關(guān)鍵點(diǎn)上是基于復雜邏輯的智能化判斷。
第四，智能互聯(lián)。圖像的海量數據在多節點(diǎn)采集互聯(lián)，同時(shí)將人員、設備、生產(chǎn)物資、環(huán)境、工藝等等數據互聯(lián)，衍生出深度學(xué)習、智能優(yōu)化、智能預測等等創(chuàng )新能力，真正展示出工業(yè)4.0的威力。
機器視覺(jué)的相關(guān)產(chǎn)品
一個(gè)典型的工業(yè)機器視覺(jué)系統包括：光源、鏡頭、相機(包括CCD相機和COMS相機)、圖像處理單元(或圖像捕獲卡)、圖像處理軟件、監視器、通訊/輸入輸出單元等。
(一)機器視覺(jué)核心部件：
智能相機：黑白智能相機、線(xiàn)掃描智能相機、彩色智能相機、CMOS智能相機、ID讀碼器等；
板卡：黑白采集卡、圖像壓縮/解壓板卡、彩色采集卡等；
軟件包：圖像處理軟件、機器視覺(jué)工具軟件；
配件：工業(yè)相機、CMOS相機、CCD相機、面陣相機、行掃描相機、紅外相機、1394接口相機；
工業(yè)鏡頭：FA鏡頭、高分辨率鏡頭、圖像掃描鏡頭、聚光透鏡、遠心鏡頭等；
光源：LED光源、紫外照明系統、紅外光源、光纖照明系統等；
輔助產(chǎn)品：傳感器、標定塊、光柵、墊圈、連線(xiàn)及連接器、電源、底板。
(二)機器視覺(jué)輔件：
圖像處理系統：光學(xué)文字、識別系統、自動(dòng)化/機器人技術(shù)、紅外圖像系統；
機器視覺(jué)集成：字符處理和識別系統、自動(dòng)化/機器人技術(shù)、紅外圖像系統、煙草、印鈔、電子組裝、質(zhì)量檢測、自動(dòng)識別(OCR/OCV)、測量、智能視覺(jué)、表面檢測、印刷、包裝、復雜工業(yè)對象視覺(jué)在線(xiàn)、汽車(chē)制造、車(chē)牌、智能交通、生物特征識別、監控、醫療檢測、光學(xué)檢查等系統。
由于機器視覺(jué)系統可以快速獲取大量信息，而且易于自動(dòng)處理，也易于同設計信息以及加工控制信息集成，因此，在現代自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，人們將機器視覺(jué)系統廣泛地用于工況監視、成品檢驗和質(zhì)量控制等領(lǐng)域。
但是機器視覺(jué)技術(shù)比較復雜，最大的困難在于人的視覺(jué)機制尚不清楚。人可以用內省法描述對某一問(wèn)題的解題過(guò)程，從而用計算機加以模擬。但盡管每一個(gè)正常人都是"視覺(jué)專(zhuān)家"，卻不可能用內省法來(lái)描述自己的視覺(jué)過(guò)程。因此建立機器視覺(jué)系統是十分困難的任務(wù)。
可以預計的是，隨著(zhù)機器視覺(jué)技術(shù)自身的成熟和發(fā)展，它將在現代和未來(lái)制造企業(yè)中得到越來(lái)越廣泛的應用。
無(wú)人工廠(chǎng)離不開(kāi)機器視覺(jué)
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