機器視覺是利用光機電一體化手段使機器具有視覺功能的技術。它是一門涉及人工智能、神經生物學、心理物理學、計算機科學、圖像處理、模式識別等諸多領域的交叉學科。簡言之,機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷,可實現在線高精度高速測量,還能實現機器人或自動化設備生產的全智能化,“互聯網+機器視覺”將助力中國智造的發(fā)展。
中國正成為世界機器視覺發(fā)展最活躍的地區(qū)之一
全球機器視覺行業(yè)發(fā)展情況
機器視覺的概念起始于20世紀60年代,最先的應用來自“機器人”的研制。最早基于視覺的機器系統,先由視覺系統采集圖像并進行處理,然后通過計算估計目標的位置來控制機器運動。1979年提出了視覺伺服(VisualServo)概念,即可以將視覺信息用于連續(xù)反饋,提高視覺定位或追蹤的精度。
20世紀50年代:主要集中在二維圖像的簡單分析和識別上,如字符識別,工件表面、顯微圖片和航空圖片的分析和解釋等。
60年代:MIT的Roberts通過計算機程序從數字圖像中提取出諸如立方體、楔形體、棱柱體等多面體的三維結構,并對物體形狀及物體的空間關系進行描述。他的研究工作開創(chuàng)了以理解三維場景為目的的三維計算機視覺研究。
70年代:首次提出較為完整的視覺理論,已經出現了一些視覺應用系統。70年代中期,MIT人工智能(ArtificialIntelligence)實驗室正式開設“機器視覺”課程。1973年MITAILab吸引了國際上許多知名學者參與視覺理論、算法、系統設計的研究,D。Marr教授就是其中的一位,他于1973年應邀在MITAILab領導一個以博士生為主體的研究小組,1977年提出了視覺計算理論(VisionComputationalTheory),該理論在80年代成為計算機視覺領域中的一個十分重要的理論框架。
80年代中期:計算機視覺獲得蓬勃發(fā)展,新概念、新方法、新理論不斷涌現。我國早期正式介紹計算機視覺的文獻:計算機視覺:一個興起的研究領域,計算機應用與軟件,1984年第3期。
機器視覺廣泛應用于現代加工制造及尖端領域
機器視覺主要特點:(1)智能:集合了計算機和人類視覺的高智能化和自動化優(yōu)點,易于自動處理;(2)高效:機器視覺系統反應快,能大幅降低運行成本,提高生產速度和效率;(3)精準可靠:區(qū)別于一般意義上的圖像處理系統,機器視覺更注重精度和速度,及工業(yè)現場環(huán)境下的可靠性。
在現代加工制造業(yè)中,機器視覺技術廣泛應用于食品和飲料、化妝品、制藥、建材和化工、金屬加工、電子制造、包裝、汽車制造等行業(yè)。例如:(1)電子行業(yè),機器視覺檢測系統可以快速檢測排線的順序是否有誤,電子元器件是否錯裝、漏裝等;(2)汽車制造業(yè),機器視覺系統可以驗證汽車安裝裝備的準確性,防止漏裝和反裝;(3)食品、包裝、制藥行業(yè),機器視覺檢測系統可嚴密監(jiān)控產品質量、外觀、日期、條碼。此外,機器視覺還可用于人臉識別、自動駕駛等尖端領域。
機器視覺技術最初主要集中在歐美和日本。隨著全球制造中心向中國轉移,中國正成為世界機器視覺發(fā)展最活躍的地區(qū)之一。當前,中國機器視覺行業(yè)的市場規(guī)模持續(xù)增長,預計其市場規(guī)模在2016年將達到38億美元,2018年超過50億美元。機器視覺市場帶來的新商機已經成為業(yè)界廠商關注的焦點。
“互聯網+機器視覺”助力中國智造
如今,我國是全球工業(yè)制造業(yè)自動化發(fā)展最為迅速的國家之一,為完成國內規(guī)模龐大的產業(yè)轉型,對于各類機器視覺系統、機器視覺設備及物聯網自動化系統設備的需求也就非常迫切。近日煙臺國際裝備制造業(yè)博覽會上集中展示了先進的裝備制造技術,著重推出機器視覺、智能機器人、3D打印等新型高端展品。
煙臺大有數據系統有限公司作為煙臺本地互聯網企業(yè),結合自身技術優(yōu)勢及與科研院所合作,形成自有視覺產品,強勢進軍工業(yè)視覺領域。大有數據項目負責人畢煒華介紹機器視覺系統的特點是提高生產的柔性和自動化程度,在一些不適合人工作業(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)生產過程中,用人工視覺檢查產品質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效率和生產的自動化程度。如果再將機器視覺、自動化設備及企業(yè)MES管理系統等企業(yè)生產環(huán)節(jié)有機地結合起來,把系統內部各種信息相互融合,實現“互聯網機器視覺”的完美落地,是中國智造2025的有力補充,助力我們工業(yè)強國夢。
煙臺市經濟和信息化委員會高民科長說,“機器視覺檢測系統”是對產品可視質量檢測自動化、智能化發(fā)展的一個創(chuàng)新,提高了產品質量檢測水平,提高了產品質量檢測的效率,是智能化工業(yè)制造的一個有益補充,不僅解放了勞動力,而且推動了企業(yè)利用信息技術改造提升傳統生產流程。這套系統如果與智能生產線、智能包裝及碼庫系統集成,那就是一套非常完整的智能化制造系統。“機器視覺檢測系統”的研發(fā)、生產非常符合我國工業(yè)發(fā)展要求,符合我市推進工業(yè)轉型升級的需求,也是“中國制造2025”在煙臺的一個很好的案例。它的研發(fā)生產還是個開端,它的應用領域非常廣泛,在工業(yè)制造領域之外還有很大的空間,具有廣闊的發(fā)展前景。
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