自動(dòng)化浪潮中機器視覺(jué)技術(shù)探索“深度”世界
    發(fā)布日期:2014-12-04
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      在制造工業(yè)競爭激烈的當代,全世界的制造工廠(chǎng)不得不以提高制造系統的自動(dòng)化程度和穩定性等途徑來(lái)節約成本、擴大生產(chǎn)、提高競爭力。日益增加的人工勞動(dòng)成本、越來(lái)越高的產(chǎn)品品質(zhì)要求、比例不斷擴大的自動(dòng)化制造系統等諸多因素造成了制造業(yè)對自動(dòng)化的監測系統的迫切需求,機器視覺(jué)影像系統作為能夠代替人眼進(jìn)行生產(chǎn)線(xiàn)上高速度、高精度檢測的設備,在當代的自動(dòng)化生產(chǎn)系統中是不可或缺并且需要不斷改善與更新的。

      機器人視覺(jué)使機器人具有視覺(jué)感知功能的系統,是機器人系統組成的重要部分之一。機器人視覺(jué)可以通過(guò)視覺(jué)傳感器獲取環(huán)境的二維圖像,并通過(guò)視覺(jué)處理器進(jìn)行分析和解釋?zhuān)M(jìn)而轉換為符號,讓機器人能夠辨識物體,并確定其位置。機器視覺(jué)是一項典型的跨學(xué)科任務(wù),涉及到光學(xué)、計算機視覺(jué)、模式識別、機器學(xué)習、人工智能、統計學(xué)、認知心理學(xué)等等。

      機器視覺(jué)最早應用于工業(yè)制造領(lǐng)域。通過(guò)機器視覺(jué)的自動(dòng)識別功能,許多流水線(xiàn)上具有高度重復性的檢測工作都可以不再依靠人來(lái)完成,大大提高了檢測效率和精度。機器視覺(jué)系統最基本的特點(diǎn)就是提高生產(chǎn)的靈活性和自動(dòng)化程度。在一些不適于人工作業(yè)的危險工作環(huán)境或者人工視覺(jué)難以滿(mǎn)足要求的場(chǎng)合,常用機器視覺(jué)來(lái)替代人工視覺(jué)。同時(shí),在大批量重復性工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,用機器視覺(jué)檢測方法可以大大提高生產(chǎn)的效率和自動(dòng)化程度。

      一個(gè)典型的機器視覺(jué)系統包括照明、鏡頭、相機、圖像采集卡和視覺(jué)處理器5個(gè)部分。由于采集卡能更加迅速地傳輸圖像到存儲器,且計算機速度不斷加快,所以在目前的機器視覺(jué)系統中,視覺(jué)處理器的應用逐漸減少。圖像采集卡在機器視覺(jué)系統中舉足輕重。比較典型的PCI或AGP兼容的捕獲卡,可以將圖像迅速地傳送到計算機存儲器進(jìn)行處理。有些采集卡有內置的多路開(kāi)關(guān),可連接多臺相機,能控制采集卡采用任意一個(gè)相機捕獲的信息。

      伴隨著(zhù)中國制造業(yè)的蓬勃發(fā)展,機器視覺(jué)產(chǎn)業(yè)也在中國市場(chǎng)度過(guò)了發(fā)展的最初時(shí)期,國際知名機器視覺(jué)廠(chǎng)商紛紛在中國開(kāi)展業(yè)務(wù),帶動(dòng)了這個(gè)產(chǎn)業(yè)在中國的興起。經(jīng)過(guò)一定時(shí)期的普及推廣,機器視覺(jué)已逐漸為廣大客戶(hù)所熟知,而且應用范圍也逐漸開(kāi)始擴大,大規模的應用領(lǐng)域由最初的電子、制藥行業(yè),逐步擴展到包裝、注塑、汽車(chē)等領(lǐng)域,而且在交通、印刷等行業(yè)也均有大量應用。

      它的應用更多是為了提高生產(chǎn)效率,降低人力成本。因此,工業(yè)生產(chǎn)和管理中的某些人工環(huán)節正逐漸被機器人代替。機器視覺(jué)系統的特點(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)的危險工作環(huán)境或人工視覺(jué)難以滿(mǎn)足要求的場(chǎng)合,常用機器視覺(jué)來(lái)替代人工視覺(jué);例如在注塑行業(yè)中大批量生產(chǎn)塑制品過(guò)程中,作為國內制造業(yè)自動(dòng)化第一品牌以及工業(yè)機器人系統集成商的廣東拓斯達為例,通過(guò)機械手、工業(yè)機器人的機器視覺(jué)系統在注塑行業(yè)中得到廣泛應用,拓斯達的機械手和工業(yè)機器人通過(guò)機器視覺(jué)裝置,將被攝取目標轉換成圖像信號,傳送給專(zhuān)用的圖像處理系統,根據像素分布和亮度、顏色等信息,轉變成數字化信號;圖像系統對這些信號進(jìn)行各種運算來(lái)抽取目標的特征,進(jìn)而實(shí)現在注塑機模內快速下降取物,模外慢速下降置物,具“快拿輕放”動(dòng)作功能。用人工視覺(jué)攝取檢查產(chǎn)品質(zhì)量效率低且精度不高,用機器視覺(jué)檢測方法可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。而且機器視覺(jué)易于實(shí)現信息集成,是實(shí)現計算機集成制造的基礎技術(shù)。

      我國是一個(gè)典型的勞動(dòng)力密集國家,大部分行業(yè)依靠的是低廉的大量富余勞動(dòng)力。在我國制造產(chǎn)業(yè)向自動(dòng)化轉型之際,機器視覺(jué)與自動(dòng)化息息相關(guān),一方面有效解決就業(yè)問(wèn)題,另一方面又高效推進(jìn)機器視覺(jué)相關(guān)自動(dòng)化產(chǎn)品設備的推廣使用。


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