自动化浪潮来临 机器视觉技术探索“深度”世界

【编者按】机器视觉最早应用于工业制造领域。通过机器视觉的自动识别功能，许多流水线上具有高度重复性的检测工作都可以不再依靠人来完成，大大提高了检测效率和精度。机器视觉系统最基本的特点就是提高生产的灵活性和自动化程度。

在制造工业竞争激烈的当代，全世界的制造工厂不得不以提高制造系统的自动化程度和稳定性等途径来节约成本、扩大生产、提高竞争力。

日益增加的人工劳动成本、越来越高的产品品质要求、比例不断扩大的自动化制造系统等诸多因素造成了制造业对自动化的监测系统的迫切需求，机器视觉影像系统作为能够代替人眼进行生产线上高速度、高精度检测的设备，在当代的自动化生产系统中是不可或缺并且需要不断改善与更新的。

机器人视觉使机器人具有视觉感知功能的系统，是机器人系统组成的重要部分之一。机器人视觉可以通过视觉传感器获取环境的二维图像，并通过视觉处理器进行分析和解释，进而转换为符号，让机器人能够辨识物体，并确定其位置。机器视觉是一项典型的跨学科任务，涉及到光学、计算机视觉、模式识别、机器学习、人工智能、统计学、认知心理学等等。

机器视觉最早应用于工业制造领域。通过机器视觉的自动识别功能，许多流水线上具有高度重复性的检测工作都可以不再依靠人来完成，大大提高了检测效率和精度。机器视觉系统最基本的特点就是提高生产的灵活性和自动化程度。

在一些不适于人工作业的危险工作环境或者人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来替代人工视觉。同时，在大批量重复性工业生产过程中，用机器视觉检测方法可以大大提高生产的效率和自动化程度。

一个典型的机器视觉系统包括照明、镜头、相机、图像采集卡和视觉处理器5个部分。由于采集卡能更加迅速地传输图像到存储器，且计算机速度不断加快，所以在目前的机器视觉系统中，视觉处理器的应用逐渐减少。

图像采集卡在机器视觉系统中举足轻重。比较典型的PCI或AGP兼容的捕获卡，可以将图像迅速地传送到计算机存储器进行处理。有些采集卡有内置的多路开关，可连接多台相机，能控制采集卡采用任意一个相机捕获的信息。

伴随着中国制造业的蓬勃发展，机器视觉产业也在中国市场度过了发展的最初时期，国际知名机器视觉厂商纷纷在中国开展业务，带动了这个产业在中国的兴起。经过一定时期的普及推广，机器视觉已逐渐为广大客户所熟知，而且应用范围也逐渐开始扩大，大规模的应用领域由最初的电子、制药行业，逐步扩展到包装、注塑、汽车等领域，而且在交通、印刷等行业也均有大量应用。

它的应用更多是为了提高生产效率，降低人力成本。因此，工业生产和管理中的某些人工环节正逐渐被机器人代替。

机器视觉系统的特点是提高生产的柔性和自动化程度。在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来替代人工视觉；例如在注塑行业中大批量生产塑制品过程中，作为国内制造业自动化第一品牌以及工业机器人系统集成商的广东拓斯达为例，通过机械手、工业机器人的机器视觉系统在注塑行业中得到广泛应用，拓斯达的机械手和工业机器人通过机器视觉装置，将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号。

图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而实现在注塑机模内快速下降取物，模外慢速下降置物，具“快拿轻放”动作功能。用人工视觉摄取检查产品质量效率低且精度不高，用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。而且机器视觉易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术。

我国是一个典型的劳动力密集国家，大部分行业依靠的是低廉的大量富余劳动力。在我国制造产业向自动化转型之际，机器视觉与自动化息息相关，一方面有效解决就业问题，另一方面又高效推进机器视觉相关自动化产品设备的推广使用。

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