美國(guó)制造工程師協會（SME Society of Manufacturing Engineers）機器視(shì)覺分會和(hé)美國(guó)機器人工業協會（RIA Robotic Industries Association）的(de)自(zì)動化視(shì)覺分會對機器視(shì)覺下的(de)定義為(wèi)：“機器視(shì)覺是通過光學(xué)器件和(hé)非接觸的(de)傳感器自(zì)動地(dì)獲取和(hé)處理(lǐ)真實物體的(de)圖像，以獲得所需信息或用于控制機器運動的(de)裝置.通俗的(de)說,機器視(shì)覺就是用機器代替人眼來做(zuò)測量和(hé)判斷。

最簡單的(de)視(shì)覺檢測系統如(rú)下圖所示:

工件:被檢測物品 | 光源:提供穩定的(de)照明環境 | 攝像機:獲取圖像的(de)設備 |  機械臂:根據圖像處理(lǐ)系統的(de)結果,進行相應的(de)動作裝置。

其中圖像處理(lǐ)系統是核心, 目前按照處理(lǐ)算法劃分為(wèi)模式匹配和(hé)深度學(xué)習。其中模式匹配算法适合于有明确标準的(de)應用場景, 而深度學(xué)習算法适合複雜場景、複雜非标準缺陷。深度學(xué)習還具有識别模型靈活度強，泛化能力強的(de)特點。

随着多年(nián)來機器視(shì)覺技術的(de)發展,已經在各個行業都有深入的(de)應用,例如(rú)在科學(xué)研究(材料分析,生物分析,化學(xué)分析,生命科學(xué)等),軍事(航天,航空,兵(bīng)器(敵我目标識别,跟蹤)及測繪),民用(智能交通,安全防範,文字識别,身份驗證等),工業(質量檢測,産品分類,産品包裝,機器人定位)都有廣泛的(de)應用.本文主要介紹機器視(shì)覺在智能制造領域的(de)應用。

應用場景

機器視(shì)覺伴随計算機技術、現場總線技術的(de)發展，技術日臻成熟，已是現代制造業不可(kě)或缺的(de)産品，廣泛應用于食品和(hé)飲料、化妝品、制藥、建材和(hé)化工、金屬加工、電子(zǐ)制造、包裝、汽車制造等行業。機器視(shì)覺的(de)引入，代替傳統的(de)人工檢測方法，極大地(dì)提高(gāo)了投放市場的(de)産品質量，提高(gāo)了生産效率。

機器視(shì)覺系統的(de)特點是提高(gāo)生産的(de)柔性和(hé)自(zì)動化程度。在一(yī)些不适合于人工作業的(de)危險工作環境或人工視(shì)覺難以滿足要求的(de)場合，常用機器視(shì)覺來替代人工視(shì)覺；同時在大批量工業生産過程中，用人工視(shì)覺檢查産品質量效率低(dī)且精度不高(gāo)，用機器視(shì)覺檢測方法可(kě)以大大提高(gāo)生産效率和(hé)生産的(de)自(zì)動化程度。

下圖展示的(de)是機器視(shì)覺主要的(de)行業應用:

從機器視(shì)覺的(de)具體應用看，電子(zǐ)制造業應用具體在PCB印刷電路、電子(zǐ)封裝、絲網印刷、SMMT表面貼裝、半導體及集成電路、回流和(hé)波峰焊，以及智能手機、平闆電腦等消費類産品。汽車制造業的(de)主要應用于面闆印刷質量檢測、精密測量等。食藥和(hé)包裝機械主要集中在封裝缺陷檢測、生産日期檢測、顔色識别、分揀等方面。印刷機械則是在于印刷質量檢測、印刷字符檢測、條碼識别等。

管理(lǐ)痛點

經過調研發現，目前高(gāo)端制造工廠大部分都采用自(zì)動化生産，但人工目視(shì)檢測崗位仍占據工廠整體人員的(de)15%-30%。人工目視(shì)檢測存在效率低(dī)、準确率低(dī)、對人眼傷害大且成本高(gāo)的(de)問題。

傳統的(de)機器視(shì)覺檢測設備雖然已應用多年(nián)，但其基本基于模式匹配算法，無法解決複雜場景的(de)複雜缺陷檢測；泛化能力差，且需要積累大量缺陷圖片庫；漏檢誤檢率高(gāo)的(de)缺點。

解決方案

機器視(shì)覺技術将成為(wèi)大企業檢測設備的(de)‘不二選擇’，其主要有五大典型應用：

圖像識别應用

圖像識别，是利用機器視(shì)覺對圖像進行處理(lǐ)、分析和(hé)理(lǐ)解，以識别各種不同模式的(de)目标和(hé)對象。圖像識别在機器視(shì)覺工業領域中最典型的(de)應用就是二維碼的(de)識别。将大量的(de)數據信息存儲在二維碼中，通過條碼對産品進行跟蹤管理(lǐ)，通過機器視(shì)覺系統，可(kě)以方便的(de)對各種材質表面的(de)條碼進行識别讀取，大大提高(gāo)了現代化生産的(de)效率。

圖像檢測應用

檢測是機器視(shì)覺工業領域最主要的(de)應用之一(yī)。幾乎所有産品都需要檢測，而人工檢測存在着較多的(de)弊端，因此，具有諸多優點的(de)機器視(shì)覺在圖像檢測的(de)應用方面也非常的(de)廣泛。

視(shì)覺定位應用

視(shì)覺定位要求機器視(shì)覺系統能夠快速準确的(de)找到被測零件并确認其位置。在半導體封裝領域，設備需要根據機器視(shì)覺取得的(de)芯片位置信息調整拾取頭，準确拾取芯片并進行綁定，這就是視(shì)覺定位在機器視(shì)覺工業領域最基本的(de)應用。

物體測量應用

機器視(shì)覺工業應用最大的(de)特點就是其非接觸測量技術，同樣具有高(gāo)精度和(hé)高(gāo)速度的(de)性能，但非接觸無磨損，消除了接觸測量可(kě)能造成的(de)二次損傷隐患。常見的(de)測量應用包括齒輪、接插件、汽車零部件、IC元件管腳、麻花鑽、羅定螺紋檢測等。

物體分揀應用

實際上，物體分揀應用是建立在識别、檢測之後一(yī)個環節，通過機器視(shì)覺系統将圖像進行處理(lǐ)，實現分揀。在機器視(shì)覺工業應用中常用于食品分揀、零件表面瑕疵自(zì)動分揀、棉花纖維分揀等。

預期收益

機器視(shì)覺技術在減少勞動力的(de)同時，以機器換人，更高(gāo)效、更穩定的(de)提高(gāo)生産速度和(hé)産品質量，對檢測的(de)缺陷綜合識别率提高(gāo)，工作效率提升, 同時為(wèi)企業注入新科技，提升企業的(de)競争力，給企業帶來真正意義上的(de)生産自(zì)動化，質量控制标準化、品質化和(hé)自(zì)動化。