機器視覺作為實現(xiàn)工業(yè)自動化和智能化的關(guān)鍵核心技術(shù)，正成為人工智能發(fā)展最快的一個分支。機器視覺有四大構(gòu)件，光源、攝像機、圖像采集卡和視覺處理軟件（整合AI算法），其中圖像采集卡由SoC處理器和算力支持，是工廠自動化常用外購組件，是方案商的主要市場。機器視覺技術(shù)涉及計算機科學(xué)、人工智能、信號處理、圖像處理、機器學(xué)習(xí)、光學(xué)、自動化等多個領(lǐng)域。本文重點介紹機器視覺在汽車和、機器人工廠的中的應(yīng)用案例，為方案網(wǎng)指引商機。

 

機器視覺的基本概念很構(gòu)成

 

機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷。機器視覺系統(tǒng)是指通過機器視覺產(chǎn)品將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號；圖像系統(tǒng)對這些信號進行各種運算來抽取目標(biāo)的特征，進而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設(shè)備動作。

 

 

機器視覺的構(gòu)成包括：

 

①光源

 

作為一種輔助成像設(shè)備，光源對成像質(zhì)量往往起到至關(guān)重要的作用。以LED照明產(chǎn)品為例，它們具有更高的靈活性，具有可調(diào)角度和附加波長，更一致的光譜響應(yīng)。市場上有多種波長和形狀的光源可供選擇，產(chǎn)品的選擇并不難。

 

②攝像機

 

傳輸效率更高、抗干擾力更強、成像能力更穩(wěn)定的工業(yè)相機是一臺優(yōu)秀的視覺檢測設(shè)備必不可少的組成部分。按輸出信號方式，相機可分為模擬相機和數(shù)字相機兩種;按芯片類型，又可分為CCD相機和CMOS相機兩種。

 

③圖像采集卡

 

圖像采集卡通常以電腦插卡的形式存在，它的主要工作是將圖像輸出傳送到計算機主機。圖像采集卡需要將來自相機的模擬或數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為特定格式的圖像數(shù)據(jù)流，還可以控制相機的一些參數(shù)，例如觸發(fā)信號、曝光/積分時間、快門速度等。圖像采集卡通常針對不同類型的相機具有不同的硬件結(jié)構(gòu)，同時也具有不同的總線形式，如PCI、PCI64、Compact PCI、PC104、ISA等。

 

④視覺處理軟件

 

機器視覺軟件用于完成輸入圖像數(shù)據(jù)的處理，然后通過一定的計算就可以得到需要的結(jié)果。通用機器視覺軟件以C/C++圖像庫、ActiveX控件和基于圖形的編程環(huán)境等形式出現(xiàn)，可以專用，例如僅用于LCD檢測、BGA檢測、模板對齊等，或通用，包括定位、測量、條形碼/字符識別、斑點檢測等。

機器視覺賦能汽車制造

 

相比于其他制造業(yè)，汽車制造業(yè)具有幾個典型的特點：產(chǎn)量巨大且仍保持快速增長;車型更新?lián)Q代速度快;制造工藝流程非常復(fù)雜。機器視覺技術(shù)在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用，極大地提高了工藝的操作質(zhì)量和效率，降低了勞動強度。其已成功地應(yīng)用于國內(nèi)外許多汽車主機廠，包括車輛及零部件自動檢測、零件三維定位、車身組裝/加工，零件追溯等。機器視覺技術(shù)的應(yīng)用已貫穿了整個汽車車身制造過程，包括從初始原料質(zhì)量檢測發(fā)展到汽車零部件100%在線測量，再對制造過程中的焊接、涂膠、沖孔等工藝過程進行把控，最后對車身總成、出廠的整車質(zhì)量進行把關(guān)。

 

 

汽車、食品和飲料、制藥和化工以及包裝領(lǐng)域?qū)σ曈X引導(dǎo)機器人系統(tǒng)的需求是推動市場增長的主要動力。其中，汽車行業(yè)依然是全球最大的機器視覺系統(tǒng)采用者，在2021年，來自汽車行業(yè)的收入份額超過了15.0%，預(yù)計未來幾年仍將繼續(xù)穩(wěn)步增長。

 

 

機器視覺在機器人中的應(yīng)用

 

機器視覺體現(xiàn)的是一種技術(shù)能力，自動化、機器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等其他能力也是如此。這是一種可以集成到其他技術(shù)和流程中的能力，用以造福行業(yè)并提高業(yè)務(wù)效率。現(xiàn)在的機器人已經(jīng)越來越多地內(nèi)置機器視覺。為了使機器人能夠勝任更復(fù)雜的工作，機器人不但要有很好的控制系統(tǒng)，還需要更多地感知環(huán)境的變化。機器人視覺以其信息量大、信息完整成為最重要的機器人感知功能。

如今機器視覺在工業(yè)機器人中的應(yīng)用非常普遍。近年來，機器人的快速發(fā)展推動了機器視覺市場需求的顯著增長。在以高端裝備制造業(yè)為核心的智能制造業(yè)4.0時代的背景下，工業(yè)智能機器人產(chǎn)業(yè)市場呈現(xiàn)爆炸式增長勢頭，而機器視覺在工業(yè)機器人中充當(dāng)“火眼金睛”的角色，可謂功不可沒。

總結(jié)：

 

所以說，機器視覺是實現(xiàn)工業(yè)自動化和智能化的必要手段，是智能制造的關(guān)鍵技術(shù)之一。隨著人工智能的爆發(fā)，作為代表技術(shù)之一的機器視覺，有望迎來更大發(fā)展。

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