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掌握核心技術 駕馭光的運用

技術文章

機器視覺 ——智能製造的“智慧之眼”

日期:2019-07-06 來源:币游国际
       《中國製造2025》是我國實施製造強國戰略的第一個十年行動綱領,目標是實現製造大國向製造強國的轉變,其中智能製造是主攻方向。近年來隨著相關技術的進步,我國製造業逐步滲透到裝配、檢測等高端複雜的領域,而3C產業擁有強大的覆蓋規模,將成為當下智能製造的新增長點。
       智能製造是一種全新的生產模式,它將采用多種先進的技術,例如機器人、人工智能、物聯網、大數據等,進一步實現高效、節能和靈活的工廠。其中,機器視覺是邁向先進製造極其關鍵的一項技術。 
機器視覺:為智能製造打開新“視”界
       計算機視覺是采用機器代替人眼來做測量和判斷的技術。其主要原理是,通過相機產品(即圖像攝取裝置),將被攝取目標轉換成圖像信號,然後再傳送給專用的圖像處理係統,係統根據像素分布和亮度、顏色等信息,轉變成數字化信號,從而分析出被攝目標的形成。
       作為計算機視覺的一大分支,工業視覺更多注重廣義圖像信號(激光,攝像頭)與自動化控製(生產線)方麵的應用,與人眼相比,工業視覺在精確程度、客觀程度、可重複性、成本以及效率上都有明顯的優勢。
       工業視覺可用於實現對產品表麵信息進行檢測、非接觸式測量產品外觀尺寸、判斷物體位置坐標以及識別判斷物體的顏色、形狀等特征。從應用工藝來看,工業視覺既可以和機器人配合,實現分揀、裝配、印刷等工藝,也可以進行高性能和精密組件的檢測和測量,後者對精密程度要求更高,但也恰恰是人眼難以實現的,需求也更大。工業視覺相當於給賦予生產過程一雙眼睛,讓製造智能化,打開了智能製造的新“視界”。
機器視覺需求飆升,或成藍海市場

       以智能手機為代表的,全麵屏、指紋識別、虹膜識別、柔性屏等新產品乃至整個電子製造領域,對機器視覺也提出了史無前例的精度標準。為了應付層出不窮的新應用需求,工業相機的設計也出現了新的發展方向。由此看來,工業4.0離不開智能製造,智能製造離不開機器視覺。機器視覺是實現工業自動化和智能化的必要手段,也是人類視覺在機器上的延伸。
       長期以來,我國的機器人產業智能化之路一直被機器視覺問題所困擾。再過去很長一段時間裏,這項核心技術一直被美國、日本等國家掌握,國內機器視覺技術與國外相比還相對落後,關鍵的技術設備還依賴於進口。
全球機器視覺技術發展日漸成熟

       機器視覺技術的發展起源於20世紀60年代中期,被美國學者羅伯茲提出並開始研究,到70年代,機器視覺形成了幾個重要研究分支,直到20世紀80到90年代,機器視覺才迎來了蓬勃發展,而在21世紀之後,機器視覺技術才步入成熟期。
       由於核心軟硬件中價值量較高的部分國外產品較為強勢,國內廠商正在奮起直追,但目前仍有較大差距。核心軟硬件成本占據工業視覺總成本80%,國外企業憑借深厚的研發背景和技術優勢,搶占絕大部分市場,且普遍享有高利潤。尤其在成本最高的工業相機、工業鏡頭、圖像處理軟件上國外的產品還是具有相當的優勢。
       機器視覺作為工業自動化的“眼睛”,可以稱之為“靈魂之窗”。無論是從物件條碼識別揀放、產品質量檢測、外觀尺寸測量、傳動設備追蹤定位等離不開機器視覺技術。因此,隨著智能製造的發展,機器人視覺也迎來了新的應用需求。有公開數據顯示,在2018年,全球用於工業自動化領域的機器視覺技術市場規模達44.4億美元,預計2023年將達122.9億美元,其年複合增長率高達21%。
中國市場不斷擴張,增速高於全球水平

       我國機器視覺起步較晚,但由於我國下遊行業應用較為廣泛,發展較為迅速,如今,中國已經成為世界機器視覺發展最活躍的地區之一,應用範圍其應用範圍涵蓋了工業、農業、醫藥、軍事、航天、氣象、天文、科研等國民經濟的各個行業。重要原因是中國已經成為全球製造業的加工中心,高需求的零部件加工及其相應的先進生產線,使許多有國際先進水平的機器視覺係統和應用也進入了中國。經過長期蟄伏,中國機器視覺迎來了爆發式增長,數據顯示,中國機器視覺規模已經達到70億。
       總之,當前智能製造發展如火如荼,為社會帶來持續不斷的動能。無論是“中國製造2025”還是“工業4.0”都離不開智能製造,離不開機器視覺,而機器視覺技術必將作為智能製造領域的“智慧之眼”不斷發展進步。未來必將大放異彩。


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