機器視覺是利用光機電一體化手段使機器具有視覺功能的技術(shù)。它是一門涉及人工智能、神經(jīng)生物學(xué)、心理物理學(xué)、計算機科學(xué)、圖像處理、模式識別等諸多領(lǐng)域的交叉學(xué)科。簡言之,機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷,可實現(xiàn)在線高精度高速測量,還能實現(xiàn)機器人或自動化設(shè)備生產(chǎn)的全智能化,“互聯(lián)網(wǎng)+機器視覺”將助力中國智造的發(fā)展。
中國正成為世界機器視覺發(fā)展最活躍的地區(qū)之一
全球機器視覺行業(yè)發(fā)展情況
機器視覺的概念起始于20世紀(jì)60年代,最先的應(yīng)用來自“機器人”的研制。最早基于視覺的機器系統(tǒng),先由視覺系統(tǒng)采集圖像并進行處理,然后通過計算估計目標(biāo)的位置來控制機器運動。1979年提出了視覺伺服(VisualServo)概念,即可以將視覺信息用于連續(xù)反饋,提高視覺定位或追蹤的精度。
20世紀(jì)50年代:主要集中在二維圖像的簡單分析和識別上,如字符識別,工件表面、顯微圖片和航空圖片的分析和解釋等。
60年代:MIT的Roberts通過計算機程序從數(shù)字圖像中提取出諸如立方體、楔形體、棱柱體等多面體的三維結(jié)構(gòu),并對物體形狀及物體的空間關(guān)系進行描述。他的研究工作開創(chuàng)了以理解三維場景為目的的三維計算機視覺研究。
70年代:首次提出較為完整的視覺理論,已經(jīng)出現(xiàn)了一些視覺應(yīng)用系統(tǒng)。70年代中期,MIT人工智能(ArtificialIntelligence)實驗室正式開設(shè)“機器視覺”課程。1973年MITAILab吸引了國際上許多知名學(xué)者參與視覺理論、算法、系統(tǒng)設(shè)計的研究,D。Marr教授就是其中的一位,他于1973年應(yīng)邀在MITAILab領(lǐng)導(dǎo)一個以博士生為主體的研究小組,1977年提出了視覺計算理論(VisionComputationalTheory),該理論在80年代成為計算機視覺領(lǐng)域中的一個十分重要的理論框架。
80年代中期:計算機視覺獲得蓬勃發(fā)展,新概念、新方法、新理論不斷涌現(xiàn)。我國早期正式介紹計算機視覺的文獻:計算機視覺:一個興起的研究領(lǐng)域,計算機應(yīng)用與軟件,1984年第3期。
機器視覺廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代加工制造及尖端領(lǐng)域
機器視覺主要特點:(1)智能:集合了計算機和人類視覺的高智能化和自動化優(yōu)點,易于自動處理;(2)高效:機器視覺系統(tǒng)反應(yīng)快,能大幅降低運行成本,提高生產(chǎn)速度和效率;(3)精準(zhǔn)可靠:區(qū)別于一般意義上的圖像處理系統(tǒng),機器視覺更注重精度和速度,及工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境下的可靠性。
在現(xiàn)代加工制造業(yè)中,機器視覺技術(shù)廣泛應(yīng)用于食品和飲料、化妝品、制藥、建材和化工、金屬加工、電子制造、包裝、汽車制造等行業(yè)。例如:(1)電子行業(yè),機器視覺檢測系統(tǒng)可以快速檢測排線的順序是否有誤,電子元器件是否錯裝、漏裝等;(2)汽車制造業(yè),機器視覺系統(tǒng)可以驗證汽車安裝裝備的準(zhǔn)確性,防止漏裝和反裝;(3)食品、包裝、制藥行業(yè),機器視覺檢測系統(tǒng)可嚴(yán)密監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量、外觀、日期、條碼。此外,機器視覺還可用于人臉識別、自動駕駛等尖端領(lǐng)域。
機器視覺技術(shù)最初主要集中在歐美和日本。隨著全球制造中心向中國轉(zhuǎn)移,中國正成為世界機器視覺發(fā)展最活躍的地區(qū)之一。當(dāng)前,中國機器視覺行業(yè)的市場規(guī)模持續(xù)增長,預(yù)計其市場規(guī)模在2016年將達到38億美元,2018年超過50億美元。機器視覺市場帶來的新商機已經(jīng)成為業(yè)界廠商關(guān)注的焦點。
“互聯(lián)網(wǎng)+機器視覺”助力中國智造
如今,我國是全球工業(yè)制造業(yè)自動化發(fā)展最為迅速的國家之一,為完成國內(nèi)規(guī)模龐大的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型,對于各類機器視覺系統(tǒng)、機器視覺設(shè)備及物聯(lián)網(wǎng)自動化系統(tǒng)設(shè)備的需求也就非常迫切。近日煙臺國際裝備制造業(yè)博覽會上集中展示了先進的裝備制造技術(shù),著重推出機器視覺、智能機器人、3D打印等新型高端展品。
煙臺大有數(shù)據(jù)系統(tǒng)有限公司作為煙臺本地互聯(lián)網(wǎng)企業(yè),結(jié)合自身技術(shù)優(yōu)勢及與科研院所合作,形成自有視覺產(chǎn)品,強勢進軍工業(yè)視覺領(lǐng)域。大有數(shù)據(jù)項目負責(zé)人畢煒華介紹機器視覺系統(tǒng)的特點是提高生產(chǎn)的柔性和自動化程度,在一些不適合人工作業(yè)的危險工作環(huán)境或人工視覺難以滿足要求的場合,常用機器視覺來替代人工視覺;同時在大批量工業(yè)生產(chǎn)過程中,用人工視覺檢查產(chǎn)品質(zhì)量效率低且精度不高,用機器視覺檢測方法可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動化程度。如果再將機器視覺、自動化設(shè)備及企業(yè)MES管理系統(tǒng)等企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)有機地結(jié)合起來,把系統(tǒng)內(nèi)部各種信息相互融合,實現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)機器視覺”的完美落地,是中國智造2025的有力補充,助力我們工業(yè)強國夢。
煙臺市經(jīng)濟和信息化委員會高民科長說,“機器視覺檢測系統(tǒng)”是對產(chǎn)品可視質(zhì)量檢測自動化、智能化發(fā)展的一個創(chuàng)新,提高了產(chǎn)品質(zhì)量檢測水平,提高了產(chǎn)品質(zhì)量檢測的效率,是智能化工業(yè)制造的一個有益補充,不僅解放了勞動力,而且推動了企業(yè)利用信息技術(shù)改造提升傳統(tǒng)生產(chǎn)流程。這套系統(tǒng)如果與智能生產(chǎn)線、智能包裝及碼庫系統(tǒng)集成,那就是一套非常完整的智能化制造系統(tǒng)。“機器視覺檢測系統(tǒng)”的研發(fā)、生產(chǎn)非常符合我國工業(yè)發(fā)展要求,符合我市推進工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的需求,也是“中國制造2025”在煙臺的一個很好的案例。它的研發(fā)生產(chǎn)還是個開端,它的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,在工業(yè)制造領(lǐng)域之外還有很大的空間,具有廣闊的發(fā)展前景。
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