智能工廠對(duì)機(jī)器視覺有啥需求？
來源：2022年01月19日熱度：187
機(jī)器視覺在智能工廠中扮演著重要的角色，可以有效增加產(chǎn)能、提升產(chǎn)品合格率。
在選擇機(jī)器視覺系統(tǒng)時(shí)，傳統(tǒng)工業(yè)智能視覺設(shè)備的優(yōu)勢(shì)是體積小、集成度高、便于開發(fā)使用;嵌入式機(jī)器視覺系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)則在于其配置的彈性特征，具備較高的拓展性。在智能工廠的建設(shè)過程中，對(duì)機(jī)器視覺系統(tǒng)的要求是，既要降低成本，還要滿足快速變化的視覺應(yīng)用需求。
智能工廠對(duì)機(jī)器視覺有啥需求？
性能與處理能力。如何提升產(chǎn)能，系統(tǒng)性能與處理能力(throughput)扮演著關(guān)鍵的角色。就一般機(jī)器視覺系統(tǒng)而言，高分辨率與高幀率(每秒顯示幀數(shù))就像魚與熊掌一樣，不可兼得。在一般實(shí)際的應(yīng)用中，通常是高分辨率但低幀率或低分辨率但高幀率的應(yīng)用組合。如果想要兩者兼得，惟一的出路就是使用高端CPU處理器來補(bǔ)足分辨率與幀率加乘出來的結(jié)果。如何以合理的成本，取得最佳的處理性能，是系統(tǒng)開發(fā)人員所關(guān)心的。
產(chǎn)線環(huán)境。工廠的環(huán)境通常是較為惡劣的，例如在飲料生產(chǎn)包裝的產(chǎn)線，系統(tǒng)可能會(huì)直接接觸到液體。而在工具機(jī)加工的環(huán)境中，則是充滿切削工件的惡劣環(huán)境。如果機(jī)器視覺系統(tǒng)必須就近配置在嚴(yán)苛的產(chǎn)線環(huán)境中，那么選擇具備防水、防塵能力的產(chǎn)品才能達(dá)到該需求。
多組生產(chǎn)工作站。在工廠環(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(yàn)到出貨的包裝，必須要經(jīng)過層層不同的工作站。舉例來說，CNC機(jī)臺(tái)負(fù)責(zé)組件的車削加工，通過工業(yè)機(jī)器人的取件，通過工業(yè)相機(jī)讓工件定位后，才開始進(jìn)行工件的切割;完成后進(jìn)入到檢測(cè)的站臺(tái)，進(jìn)行缺陷檢測(cè);過關(guān)的成品在包裝區(qū)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(tǒng)之間容易整合與溝通，是工廠是否智能化的一大關(guān)鍵。
軟件開發(fā)環(huán)境。軟件解決方案開發(fā)的難易度與整合度，是所有導(dǎo)入智能化系統(tǒng)的工程人員心中的一大擔(dān)憂，也往往是決定項(xiàng)目成敗的最重要因素。如何縮短開發(fā)時(shí)間，降低系統(tǒng)開發(fā)成本，是重要的關(guān)鍵。
我國(guó)機(jī)器視覺發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)機(jī)器視覺行業(yè)的起步比較晚，集中度也不是很高，最開始主要是代理國(guó)外品牌。近幾年，很多的經(jīng)銷商開始自主開發(fā)產(chǎn)品，但在行業(yè)分布、渠道分銷以及成熟的自動(dòng)化產(chǎn)品等方面還是和國(guó)外有一定差距。國(guó)內(nèi)機(jī)器視覺的相對(duì)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(yuǎn)遠(yuǎn)沒有飽和。
機(jī)器視覺企業(yè)大體可以分為層開發(fā)廠商、二次開發(fā)廠商和產(chǎn)品代理商。國(guó)內(nèi)機(jī)器視覺企業(yè)主要為國(guó)外機(jī)器視覺產(chǎn)品代理商和系統(tǒng)二次開發(fā)廠商。目前進(jìn)入我國(guó)機(jī)器視覺市場(chǎng)的國(guó)外品牌有100多家，我國(guó)本土的企業(yè)負(fù)責(zé)銷售代理的企業(yè)有200多家，專業(yè)的系統(tǒng)集成商超過50家。我國(guó)真正的專業(yè)機(jī)器視覺底層廠商鳳毛麟角，本土機(jī)器視覺系統(tǒng)廠商和機(jī)器視覺系統(tǒng)元器件生產(chǎn)商存在缺失。
我國(guó)機(jī)器視覺的發(fā)展趨勢(shì)
工業(yè)4.0離不開智能制造，智能制造離不開機(jī)器視覺。機(jī)器視覺是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化和智能化的必要手段，相當(dāng)于人類視覺在機(jī)器上的延伸。機(jī)器視覺具有高度自動(dòng)化、高效率、高精度和適應(yīng)較差環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，將在我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)過程中產(chǎn)生重要作用。
視覺圖像技術(shù)需要重點(diǎn)構(gòu)建四大核心能力：
第一，智能識(shí)別。海量信息快速收斂，從大量信息中找到關(guān)鍵特征，準(zhǔn)確度和可靠度是關(guān)鍵。
第二，智能測(cè)量。測(cè)量是工業(yè)的基礎(chǔ)，要求精準(zhǔn)度。
第三，智能檢測(cè)。在測(cè)量的基礎(chǔ)上，綜合分析判斷多信息多指標(biāo)，關(guān)鍵點(diǎn)上是基于復(fù)雜邏輯的智能化判斷。
第四，智能互聯(lián)。圖像的海量數(shù)據(jù)在多節(jié)點(diǎn)采集互聯(lián)，同時(shí)將人員、設(shè)備、生產(chǎn)物資、環(huán)境、工藝等等數(shù)據(jù)互聯(lián)，衍生出深度學(xué)習(xí)、智能優(yōu)化、智能預(yù)測(cè)等等創(chuàng)新能力，真正展示出工業(yè)4.0的威力。
機(jī)器視覺的相關(guān)產(chǎn)品
一個(gè)典型的工業(yè)機(jī)器視覺系統(tǒng)包括：光源、鏡頭、相機(jī)(包括CCD相機(jī)和COMS相機(jī))、圖像處理單元(或圖像捕獲卡)、圖像處理軟件、監(jiān)視器、通訊/輸入輸出單元等。
(一)機(jī)器視覺核心部件：
智能相機(jī)：黑白智能相機(jī)、線掃描智能相機(jī)、彩色智能相機(jī)、CMOS智能相機(jī)、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(jī)器視覺工具軟件；
配件：工業(yè)相機(jī)、CMOS相機(jī)、CCD相機(jī)、面陣相機(jī)、行掃描相機(jī)、紅外相機(jī)、1394接口相機(jī)；
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(yuǎn)心鏡頭等；
光源：LED光源、紫外照明系統(tǒng)、紅外光源、光纖照明系統(tǒng)等；
輔助產(chǎn)品：傳感器、標(biāo)定塊、光柵、墊圈、連線及連接器、電源、底板。
(二)機(jī)器視覺輔件：
圖像處理系統(tǒng)：光學(xué)文字、識(shí)別系統(tǒng)、自動(dòng)化/機(jī)器人技術(shù)、紅外圖像系統(tǒng)；
機(jī)器視覺集成：字符處理和識(shí)別系統(tǒng)、自動(dòng)化/機(jī)器人技術(shù)、紅外圖像系統(tǒng)、煙草、印鈔、電子組裝、質(zhì)量檢測(cè)、自動(dòng)識(shí)別(OCR/OCV)、測(cè)量、智能視覺、表面檢測(cè)、印刷、包裝、復(fù)雜工業(yè)對(duì)象視覺在線、汽車制造、車牌、智能交通、生物特征識(shí)別、監(jiān)控、醫(yī)療檢測(cè)、光學(xué)檢查等系統(tǒng)。
由于機(jī)器視覺系統(tǒng)可以快速獲取大量信息，而且易于自動(dòng)處理，也易于同設(shè)計(jì)信息以及加工控制信息集成，因此，在現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，人們將機(jī)器視覺系統(tǒng)廣泛地用于工況監(jiān)視、成品檢驗(yàn)和質(zhì)量控制等領(lǐng)域。
但是機(jī)器視覺技術(shù)比較復(fù)雜，最大的困難在于人的視覺機(jī)制尚不清楚。人可以用內(nèi)省法描述對(duì)某一問題的解題過程，從而用計(jì)算機(jī)加以模擬。但盡管每一個(gè)正常人都是"視覺專家"，卻不可能用內(nèi)省法來描述自己的視覺過程。因此建立機(jī)器視覺系統(tǒng)是十分困難的任務(wù)。
可以預(yù)計(jì)的是，隨著機(jī)器視覺技術(shù)自身的成熟和發(fā)展，它將在現(xiàn)代和未來制造企業(yè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。
