机器视觉是利用光机电一体化手段使机器具有视觉功能的技术。它是一门涉及人工智能、神经生物学、心理物理学、计算机科学、图像处理、模式识别等诸多领域的交叉学科。简言之,机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断,可实现在线高精度高速测量,还能实现机器人或自动化设备生产的全智能化,“互联网+机器视觉”将助力中国智造的发展。

中国正成为世界机器视觉发展最活跃的地区之一

全球机器视觉行业发展情况

机器视觉的概念起始于20世纪60年代,最先的应用来自“机器人”的研制。最早基于视觉的机器系统,先由视觉系统采集图像并进行处理,然后通过计算估计目标的位置来控制机器运动。1979年提出了视觉伺服(VisualServo)概念,即可以将视觉信息用于连续反馈,提高视觉定位或追踪的精度。

20世纪50年代:主要集中在二维图像的简单分析和识别上,如字符识别,工件表面、显微图片和航空图片的分析和解释等。

60年代:MIT的Roberts通过计算机程序从数字图像中提取出诸如立方体、楔形体、棱柱体等多面体的三维结构,并对物体形状及物体的空间关系进行描述。他的研究工作开创了以理解三维场景为目的的三维计算机视觉研究。

70年代:首次提出较为完整的视觉理论,已经出现了一些视觉应用系统。70年代中期,MIT人工智能(ArtificialIntelligence)实验室正式开设“机器视觉”课程。1973年MITAILab吸引了国际上许多知名学者参与视觉理论、算法、系统设计的研究,D。Marr教授就是其中的一位,他于1973年应邀在MITAILab领导一个以博士生为主体的研究小组,1977年提出了视觉计算理论(VisionComputationalTheory),该理论在80年代成为计算机视觉领域中的一个十分重要的理论框架。

80年代中期:计算机视觉获得蓬勃发展,新概念、新方法、新理论不断涌现。我国早期正式介绍计算机视觉的文献:计算机视觉:一个兴起的研究领域,计算机应用与软件,1984年第3期。

机器视觉广泛应用于现代加工制造及尖端领域

机器视觉主要特点:(1)智能:集合了计算机和人类视觉的高智能化和自动化优点,易于自动处理;(2)高效:机器视觉系统反应快,能大幅降低运行成本,提高生产速度和效率;(3)精准可靠:区别于一般意义上的图像处理系统,机器视觉更注重精度和速度,及工业现场环境下的可靠性。

在现代加工制造业中,机器视觉技术广泛应用于食品和饮料、化妆品、制药、建材和化工、金属加工、电子制造、包装、汽车制造等行业。例如:(1)电子行业,机器视觉检测系统可以快速检测排线的顺序是否有误,电子元器件是否错装、漏装等;(2)汽车制造业,机器视觉系统可以验证汽车安装装备的准确性,防止漏装和反装;(3)食品、包装、制药行业,机器视觉检测系统可严密监控产品质量、外观、日期、条码。此外,机器视觉还可用于人脸识别、自动驾驶等尖端领域。

机器视觉技术最初主要集中在欧美和日本。随着全球制造中心向中国转移,中国正成为世界机器视觉发展最活跃的地区之一。当前,中国机器视觉行业的市场规模持续增长,预计其市场规模在2016年将达到38亿美元,2018年超过50亿美元。机器视觉市场带来的新商机已经成为业界厂商关注的焦点。

“互联网+机器视觉”助力中国智造

如今,我国是全球工业制造业自动化发展最为迅速的国家之一,为完成国内规模庞大的产业转型,对于各类机器视觉系统、机器视觉设备及物联网自动化系统设备的需求也就非常迫切。近日烟台国际装备制造业博览会上集中展示了先进的装备制造技术,着重推出机器视觉、智能机器人、3D打印等新型高端展品。

烟台大有数据系统有限公司作为烟台本地互联网企业,结合自身技术优势及与科研院所合作,形成自有视觉产品,强势进军工业视觉领域。大有数据项目负责人毕炜华介绍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;同时在大批量工业生产过程中,用人工视觉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。如果再将机器视觉、自动化设备及企业MES管理系统等企业生产环节有机地结合起来,把系统内部各种信息相互融合,实现“互联网 机器视觉”的完美落地,是中国智造2025的有力补充,助力我们工业强国梦。

烟台市经济和信息化委员会高民科长说,“机器视觉检测系统”是对产品可视质量检测自动化、智能化发展的一个创新,提高了产品质量检测水平,提高了产品质量检测的效率,是智能化工业制造的一个有益补充,不仅解放了劳动力,而且推动了企业利用信息技术改造提升传统生产流程。这套系统如果与智能生产线、智能包装及码库系统集成,那就是一套非常完整的智能化制造系统。“机器视觉检测系统”的研发、生产非常符合我国工业发展要求,符合我市推进工业转型升级的需求,也是“中国制造2025”在烟台的一个很好的案例。它的研发生产还是个开端,它的应用领域非常广泛,在工业制造领域之外还有很大的空间,具有广阔的发展前景。