傳統(tǒng)制造業(yè)面臨新的顛覆，轉(zhuǎn)型升級(jí)將給中國(guó)自動(dòng)化行業(yè)帶來(lái)巨大的市場(chǎng)機(jī)遇。而機(jī)器視覺(jué)作為自動(dòng)化界高智能化產(chǎn)品，未來(lái)具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

　　制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇、成本壓力迫使其重視生產(chǎn)效率質(zhì)量將促進(jìn)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的應(yīng)用。為了提高生產(chǎn)效率，降低人力成本，工業(yè)生產(chǎn)和管理中的某些人工環(huán)節(jié)正逐漸被機(jī)器代替。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的特點(diǎn)是提高生產(chǎn)的柔性和自動(dòng)化程度。在一些不適合于人工作業(yè)的危險(xiǎn)工作環(huán)境或人工視覺(jué)難以滿足要求的場(chǎng)合，常用機(jī)器視覺(jué)來(lái)替代人工視覺(jué)；同時(shí)在大批量工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，用人工視覺(jué)檢查產(chǎn)品質(zhì)量效率低且精度不高，用機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)方法可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。而且機(jī)器視覺(jué)易于實(shí)現(xiàn)信息集成，是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造的基礎(chǔ)技術(shù)。

　　專家分析認(rèn)為，機(jī)器視覺(jué)發(fā)展早期，主要集中在歐美和日本。隨著全球制造中心向中國(guó)轉(zhuǎn)移，中國(guó)機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)正在繼北美、歐洲和日本之后，成為國(guó)際機(jī)器視覺(jué)廠商的重要目標(biāo)市場(chǎng)。在中國(guó)，機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用起源于20世紀(jì)80年代的技術(shù)引進(jìn)，半導(dǎo)體及電子行業(yè)是機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用較早的行業(yè)之一，其中大都集中在如PCB印刷電路組裝、元器件制造、半導(dǎo)體及集成電路設(shè)備等，機(jī)器視覺(jué)在該行業(yè)的應(yīng)用推廣，對(duì)提高電子產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率起了舉足輕重的作用。

　　機(jī)器視覺(jué)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，它是利用光機(jī)電一體化的手段使機(jī)器具有視覺(jué)的功能。將機(jī)器視覺(jué)引入檢測(cè)領(lǐng)域，可以在很多場(chǎng)合實(shí)現(xiàn)在線高精度高速測(cè)量。同時(shí)機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)理論也一步步的發(fā)展壯大起來(lái)。

　　什么是機(jī)器視覺(jué)？

　　機(jī)器視覺(jué)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是用機(jī)器代替人眼來(lái)做測(cè)量和判斷。它主要用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人的視覺(jué)功能，從客觀事物的圖像中提取信息，進(jìn)行處理并加以理解，最終用于實(shí)際檢測(cè)、測(cè)量和控制。機(jī)器視覺(jué)的典型機(jī)構(gòu)由五部分組成：照明、鏡頭、相機(jī)、圖像采集卡、視覺(jué)處理器。

　　由此而衍生出來(lái)的技術(shù)則是機(jī)器視覺(jué)技術(shù)，它是一門(mén)涉及人工智能、神經(jīng)生物學(xué)、心理物理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、圖像處理、模式識(shí)別等諸多領(lǐng)域的交叉學(xué)科。機(jī)器視覺(jué)技術(shù)最大的特點(diǎn)是速度快、信息量大、功能多。

　　機(jī)器視覺(jué)的發(fā)展

　　機(jī)器視覺(jué)的研究是從20世紀(jì)60年代中期美國(guó)學(xué)者L.R.羅伯茲關(guān)于理解多面體組成的積木世界研究開(kāi)始的。當(dāng)時(shí)運(yùn)用的預(yù)處理、邊緣檢測(cè)、輪廓線構(gòu)成、對(duì)象建模、匹配等技術(shù)，后來(lái)一直在機(jī)器視覺(jué)中應(yīng)用。70年代，機(jī)器視覺(jué)形成幾個(gè)重要研究分支：①目標(biāo)制導(dǎo)的圖像處理；②圖像處理和分析的并行算法；③從二維圖像提取三維信息；④序列圖像分析和運(yùn)動(dòng)參量求值；⑤視覺(jué)知識(shí)的表示；⑥視覺(jué)系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)等。

　　機(jī)器視覺(jué)技術(shù)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)都有哪些？

　　第一：打光的穩(wěn)定性

　　工業(yè)視覺(jué)應(yīng)用一般分成四大類(lèi)：定位、測(cè)量、檢測(cè)和識(shí)別，其中測(cè)量對(duì)光照的穩(wěn)定性要求最高，因?yàn)楣庹罩灰�發(fā)生10-20%的變化，測(cè)量結(jié)果將可能偏差出1-2個(gè)像素，這不是軟件的問(wèn)題，這是光照變化，導(dǎo)致了圖像上邊緣位置發(fā)生了變化，即使再厲害的軟件也解決不了問(wèn)題，必須從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度，排除環(huán)境光的干擾，同時(shí)要保證主動(dòng)照明光源的發(fā)光穩(wěn)定性。當(dāng)然通過(guò)硬件相機(jī)分辨率的提升也是提高精度，抗環(huán)境干擾的一種辦法了。比如之前的相機(jī)對(duì)應(yīng)物空間尺寸是1個(gè)像素10um，而通過(guò)提升分辨率后變成1個(gè)像素5um，精度近似可以認(rèn)為提升1倍，對(duì)環(huán)境的干擾自然增強(qiáng)了。

　　第二：工件位置的不一致性

　　一般做測(cè)量的項(xiàng)目，無(wú)論是離線檢測(cè)，還是在線檢測(cè)，只要是全自動(dòng)化的檢測(cè)設(shè)備，首先做的第一步工作都是要能找到待測(cè)目標(biāo)物。每次待測(cè)目標(biāo)物出現(xiàn)在拍攝視場(chǎng)中時(shí)，要能精確知道待測(cè)目標(biāo)物在哪里，即使你使用一些機(jī)械夾具等，也不能特別高精度保證待測(cè)目標(biāo)物每次都出現(xiàn)在同一位置的，這就需要用到定位功能，如果定位不準(zhǔn)確，可能測(cè)量工具出現(xiàn)的位置就不準(zhǔn)確，測(cè)量結(jié)果有時(shí)會(huì)有較大偏差。

　　第三：標(biāo)定

　　一般在高精度測(cè)量時(shí)需要做以下幾個(gè)標(biāo)定，一光學(xué)畸變標(biāo)定（如果您不是用的軟件鏡頭，一般都必須標(biāo)定），二投影畸變的標(biāo)定，也就是因?yàn)槟�安裝位置誤差代表的圖像畸變校正，三物像空間的標(biāo)定，也就是具體算出每個(gè)像素對(duì)應(yīng)物空間的尺寸。

　　不過(guò)目前的標(biāo)定算法都是基于平面的標(biāo)定，如果待測(cè)量的物理不是平面的，標(biāo)定就會(huì)需要作一些特種算法來(lái)處理，通常的標(biāo)定算法是解決不了的。

　　此外有些標(biāo)定，因?yàn)椴环奖闶褂脴?biāo)定板，也必須設(shè)計(jì)特殊的標(biāo)定方法，因此標(biāo)定不一定能通過(guò)軟件中已有的標(biāo)定算法全部解決。

　　第四：物體的運(yùn)動(dòng)速度

　　如果被測(cè)量的物體不是靜止的，而是在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，那么一定要考慮運(yùn)動(dòng)模糊對(duì)圖像精度（模糊像素=物體運(yùn)動(dòng)速度*相機(jī)曝光時(shí)間），這也不是軟件能夠解決的。

　　第五：軟件的測(cè)量精度

　　在測(cè)量應(yīng)用中軟件的精度只能按照1/2—1/4個(gè)像素考慮，最好按照1/2，而不能向定位應(yīng)用一樣達(dá)到1/10-1/30個(gè)像素精度，因?yàn)闇y(cè)量應(yīng)用中軟件能夠從圖像上提取的特征點(diǎn)非常少。

　　在我國(guó)的發(fā)展及應(yīng)用

　　目前，中國(guó)正成為世界機(jī)器視覺(jué)發(fā)展最活躍的地區(qū)之一，應(yīng)用范圍幾乎涵蓋國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)行業(yè)，其中包括：工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、軍事、航天、氣象、天文、公安、交通、安全、科研等領(lǐng)域。而工業(yè)領(lǐng)域是機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用比重最大的領(lǐng)域，其重要原因是中國(guó)已經(jīng)成為全球制造業(yè)的加工中心，高要求的零部件加工及其相應(yīng)的先進(jìn)生產(chǎn)線，使許多具有國(guó)際先進(jìn)水平的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)也進(jìn)入了中國(guó)。

　　下面簡(jiǎn)單介紹幾種應(yīng)用：

　　1、食品安全監(jiān)測(cè)

　　在流水化作業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)方面，有時(shí)候需要工作人員觀察、識(shí)別、發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的錯(cuò)誤和疏漏。無(wú)論人的責(zé)任心有多強(qiáng)，注意力有多集中，他都有可能會(huì)疲勞、疏忽、走神，造成瑕疵品流向市場(chǎng)。

　　2、制造業(yè)

　　同時(shí)，機(jī)器視覺(jué)技術(shù)還能在超標(biāo)準(zhǔn)排放煙塵、污水等方面發(fā)揮作用。利用機(jī)器視覺(jué)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)房及生產(chǎn)車(chē)間的的火災(zāi)、煙霧等異常情況。利用機(jī)器視覺(jué)中的面相檢測(cè)、人臉識(shí)別技術(shù)，可以幫助企業(yè)加強(qiáng)出入口的控制和管理，提高管理水平，降低管理成本。

　　3、太陽(yáng)能、交通監(jiān)控

　　近年來(lái)新興行業(yè)的發(fā)展給機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)也帶來(lái)了新的市場(chǎng)空間。在太陽(yáng)能領(lǐng)域，太陽(yáng)能電池和模塊生產(chǎn)者使用機(jī)器視覺(jué)來(lái)檢測(cè)產(chǎn)品、識(shí)別和跟蹤產(chǎn)品以及裝配產(chǎn)品。在交通監(jiān)控領(lǐng)域，可以利用車(chē)牌識(shí)別技術(shù)、圖像分析技術(shù)，自動(dòng)識(shí)別車(chē)牌，發(fā)現(xiàn)違章停車(chē)、逆行、發(fā)現(xiàn)交通肇事車(chē)輛等。此外，如地質(zhì)災(zāi)害對(duì)地震預(yù)防、山體滑坡、泥石流、火山噴發(fā)的發(fā)現(xiàn)識(shí)別、防范，水文監(jiān)測(cè)對(duì)河流水文狀況的觀測(cè)等領(lǐng)域機(jī)器視覺(jué)技術(shù)都有巨大空間有待挖掘。

　　未來(lái)的市場(chǎng)前景

　　中國(guó)的電子制造和代工廠商過(guò)去幾年正在采購(gòu)大量自動(dòng)化設(shè)備取代人工，以應(yīng)對(duì)中國(guó)愈演愈烈的缺工現(xiàn)象，未來(lái)幾年這一現(xiàn)象將達(dá)到高潮。臺(tái)資工廠紛紛選擇提高自動(dòng)化程度，其自動(dòng)化換裝高潮將在未來(lái)2-3年內(nèi)到來(lái)，必將為機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品在該行業(yè)的應(yīng)用帶來(lái)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。

　　據(jù)一項(xiàng)權(quán)威發(fā)布的行業(yè)預(yù)測(cè)報(bào)告，中國(guó)機(jī)器視覺(jué)行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)增長(zhǎng)，在2015年將達(dá)到30億元，而在2016年將達(dá)到38億元，到2018年以前達(dá)到50億美元。全球機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)帶來(lái)的新商機(jī)已經(jīng)成為業(yè)界廠商關(guān)注的焦點(diǎn)。