【中國傳動網(wǎng) 行業(yè)動態(tài)】 人類感知外界信息的80%是通過眼睛獲得的，圖像包含的信息量是巨大的。同樣，機器視覺，被稱作機器人的“眼睛”，為機器設備感知外界提供便利，使機器具有像人一樣的視覺功能。在現(xiàn)代工業(yè)自動化生產(chǎn)過程中，機器視覺因為可以快速獲取大量信息且易于自動處理和設計信息以及加工控制信息集成等優(yōu)點，常被廣泛地用于裝配定位、產(chǎn)品質(zhì)量檢測、產(chǎn)品識別、產(chǎn)品尺寸測量等方面。

機器視覺得以迅速發(fā)展的原因

近些年，工業(yè)機器人市場呈爆炸式增長勢頭，配備機器視覺的工業(yè)機器人在替代或者協(xié)助人類工作時，呈現(xiàn)更“智能化”的特點，“智能制造”升級轉(zhuǎn)型大趨勢也把工業(yè)機器人與機器視覺更緊密結(jié)合起來。

目前機器視覺在中國的發(fā)展已有十余個年頭。過去十年是機器視覺產(chǎn)業(yè)在中國市場發(fā)展最快的十年，經(jīng)過一定時期的普及與推廣，機器視覺已逐漸為廣大客戶所熟知，而且應用范圍，也逐漸開始擴大，大規(guī)模的應用領域由起初的電子、制藥等行業(yè)，逐步擴展到包裝、印刷、汽車、運輸、醫(yī)療等各大領域。

機器視覺在實際應用中可提高生產(chǎn)的柔性和自動化程度。在一些不適合于人工作業(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。而且機器視覺易于實現(xiàn)信息集成，是實現(xiàn)計算機集成制造的基礎技術。使用機器視覺五個主要原因：

重復性——機器可以以相同的方法一次一次的完成檢測工作而不會感到疲倦。與此相反，人眼每次檢測產(chǎn)品時都會有細微的不同，即使產(chǎn)品時完全相同的。

精確性——由于人眼有物理條件的限制，在精確性上機器有明顯的優(yōu)點。即使人眼依靠放大鏡或顯微鏡來檢測產(chǎn)品，機器仍然會更加精確，因為它的精度能夠達到千分之一英寸。

速度——機器能夠更快的檢測產(chǎn)品。特別是當檢測高速運動的物體時，比如說生產(chǎn)線上，機器能夠提高生產(chǎn)效率。

客觀性——人眼檢測還有一個致命的缺陷，就是情緒帶來的主觀性，檢測結(jié)果會隨工人心情的好壞產(chǎn)生變化，而機器沒有喜怒哀樂，檢測的結(jié)果自然非常可觀可靠。

成本——由于機器比人快，一臺自動檢測機器能夠承擔好幾個人的任務。而且機器不需要停頓、不會生病、能夠連續(xù)工作，所以能夠極大的提高生產(chǎn)效率。

機器視覺的5個關鍵點

鏡頭

鏡頭相當于人類眼球的存在，它在機器視覺系統(tǒng)中主要負責光束調(diào)制，并完成信號傳遞。據(jù)了解，目前為止市面上大多數(shù)的鏡頭都能夠滿足機器視覺應用的需求，但是更專業(yè)的機器視覺系統(tǒng)可能需要定制的鏡頭和涂層。幸運的是，許多具有內(nèi)部生產(chǎn)能力的鏡頭制造商，已經(jīng)準備好定制鏡頭來滿足這些應用需求。當然，這些定制鏡頭會比較昂貴，因此它們通常僅用于那些對成本不敏感的特定成像系統(tǒng)中(例如軍事應用)，或是大批量消費產(chǎn)品的生產(chǎn)線中。

光源

在機器視覺系統(tǒng)中,獲得一張高質(zhì)量的可處理的圖像是至關重要。圖像質(zhì)量好，特征明顯很重要，而一個合適的光源可以使需要尋找的特征非常明顯，除了是攝像頭能夠拍攝到部件外，好的光源應該能夠產(chǎn)生最大的對比度、亮度足夠且對部件的位置變化不敏感。光源選擇好了，剩下來的工作就容易多了。具體的光源選取方法還在于試驗的實踐經(jīng)驗。

工業(yè)相機

工業(yè)相機作為機器視覺系統(tǒng)中的核心部件，對于機器視覺系統(tǒng)的重要性是不言而喻的。在選擇一款工業(yè)數(shù)字相機時，物體成像的速度必須充分考慮好。比如針對沒有移動、靜止或緩慢移動、快速移動等不同模式下物體，對象的移動速度不同，在選取工業(yè)相機時，就需要考慮除了在曝光時間當中處于工業(yè)相機當中的運動對象數(shù)量，還需要考慮物體上能用一個像素表征的最小特征，也就是對象分辨率，在采集運動物體的圖像的拇指規(guī)則就是曝光必須發(fā)生在采集物體移動量小于一個像素的時間內(nèi)。

圖像采集卡

雖然圖像采集卡只是完整的機器視覺系統(tǒng)的一個部件，但是它扮演一個非常重要的角色，直接決定了攝像頭的接口：黑白、彩色、模擬、數(shù)字等。比較典型的有PCI采集卡、1394采集卡、VGA采集卡和GigE千兆網(wǎng)采集卡。這些采集卡中有的內(nèi)置多路開關，可以連接多個攝像機，同時抓拍多路信息。

機器視覺軟件

機器視覺軟件是機器視覺系統(tǒng)中自動化處理的關鍵部件，根據(jù)具體應用需求，對軟件包進行二次開發(fā)，可自動完成對圖像采集、顯示、存儲和處理。通過前期傳送給專用的圖像處理軟件，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;機器視覺軟件再對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，進而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設備動作。

國內(nèi)外機器視覺行業(yè)現(xiàn)狀

機器視覺發(fā)展至今，早已不是單一的應用產(chǎn)品。機器視覺的軟硬件產(chǎn)品已逐漸成為生產(chǎn)制造各個階段的必要部分，這就對系統(tǒng)的集成性提出了更高的要求。工業(yè)自動化企業(yè)要求能夠與測試或控制系統(tǒng)協(xié)同工作的一體化工業(yè)自動化系統(tǒng)，而非獨立的視覺應用。在現(xiàn)代自動化生產(chǎn)過程中，人們將機器視覺系統(tǒng)廣泛地用于工況監(jiān)視、成品檢驗和質(zhì)量控制等領域。

國際市場上機器視覺行業(yè)的發(fā)展相對成熟，國外機器視覺產(chǎn)品的主要廠商如日本基恩士、康耐視、NI等都已經(jīng)建立起相對完整的從上游零部件生產(chǎn)到下游系統(tǒng)集成的業(yè)務鏈，除此之外，邦納、達爾薩、Euresys也是國際知名的零部件生產(chǎn)商。

在國內(nèi)市場上，機器視覺行業(yè)尚處于成長階段，00年代初開始起步，目前在關鍵零部件上多為進口，近幾年才涌現(xiàn)出了一批集軟件開發(fā)與系統(tǒng)集成于一身的整機廠商。目前國內(nèi)的零部件廠商有奧普特（OPT）、沃德普、維視圖像、凌云光子等，從事軟件開發(fā)的企業(yè)主要是大恒圖像和凌云光子，而整機的生產(chǎn)則主要集中在大恒圖像。

據(jù)統(tǒng)計，2017年，全球機器視覺系統(tǒng)及部件市場規(guī)模達到51.8億美元。國內(nèi)機器視覺行業(yè)市場規(guī)模也一路上漲，在2017年達到42億；從長遠的潛在市場規(guī)模來看，當前只有5%的潛在用戶使用了機器視覺，也就是還有95%的潛在用戶需要但還沒有用上機器視覺，全部潛力發(fā)揮出來后，全球的機器視覺市場可達到1200億美元。

據(jù)調(diào)查，中國的國際機器視覺品牌近200家，中國自己的機器視覺企業(yè)208家，而機器視覺產(chǎn)品代理商超過300家，專業(yè)的機器視覺系統(tǒng)集成商超過70家。

機器視覺企業(yè)四大升級要素

面對如此龐大的市場，國內(nèi)機器視覺遇到的挑戰(zhàn)并不小，而行業(yè)技術的升級更顯得尤為必要了。為順應行業(yè)發(fā)展趨勢，國內(nèi)的機器視覺技術就需要通過以下四大要素來升級。

一、系統(tǒng)操作簡單方便

技術參數(shù)簡單化、處理技術方便化，是系統(tǒng)操作最為關鍵也是核心的要素。機器視覺技術雖然屬于高科技技術，在運作過程中，還需要依靠不斷調(diào)整各種參數(shù)來達到最好的效果。但是目前來說，操作人員大都技術水平有限。因此，系統(tǒng)簡化是大多數(shù)客戶的較價格與質(zhì)量之后的基本需求，而系統(tǒng)簡化主要包括的是檢測操作的簡化與圖像處理的簡化。

二、系統(tǒng)長期可維護性

一個好的系統(tǒng)不僅要考慮使用性還應考慮其在長期運做中的可維護性，機器視覺技術的穩(wěn)定性、可靠性足以使系統(tǒng)在實際應用中，更好的發(fā)揮功能優(yōu)勢，提供有力的技術支持。

三、檢測技術穩(wěn)定可靠

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，由于被測物體的多樣化以及機械的誤差影響，使得整個檢測過程很難是維持在平穩(wěn)的狀態(tài)。因此，這就需要機器視覺技術有很高的穩(wěn)定性，從光源照明、圖像采集到圖像存儲與處理都要有可以在任何環(huán)境下持續(xù)運作的適應能力，同時，還要盡量能采集到突出檢測對象的圖像，這樣才能給出最為穩(wěn)定、準確、清晰的檢測結(jié)果，才能為生產(chǎn)或質(zhì)檢工作提供技術支持。

四、系統(tǒng)性價比值高

在保障質(zhì)量的基礎上，客戶最為關心的莫過于價格問題。機器視覺技術不斷升級本是件對客戶有益的事，但如果只是一味的使用昂貴的部件，就會造成價格的大幅提升，對于大部分的用戶來說，無疑增添了負擔。性能好、價格低的系統(tǒng)才是能滿足最基本需求的，因此性價比是衡量一個系統(tǒng)的重要標志，也是客戶選擇產(chǎn)品最重要的指標之一。

中國是世界的制造工廠，目前全球幾乎所有的知名企業(yè)都把生產(chǎn)工廠放在中國，機器人作業(yè)代替人員操作已成為市場優(yōu)勝劣汰的必然選擇。機器視覺產(chǎn)業(yè)在中國有著非常廣闊而光明的前景，也使中國機器視覺市場成為全球機器視覺企業(yè)的競爭焦點，因此我們要抓住時機，不斷引進提升各項高新技術，促進行業(yè)的快速發(fā)展。