在線檢測(cè)技術(shù)

1、淺談在線檢測(cè)設(shè)備機(jī)器視覺(jué)淺談在線檢測(cè)設(shè)備機(jī)器視覺(jué)的發(fā)展的發(fā)展對(duì)在線檢測(cè)設(shè)備機(jī)器視覺(jué)在中國(guó)的發(fā)展做了一個(gè)概述。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)器視覺(jué)經(jīng)過(guò)一個(gè)短暫的引入期，已經(jīng)在某些工業(yè)場(chǎng)合得到了成功的運(yùn)用。并對(duì)中國(guó)機(jī)器視覺(jué)的市場(chǎng)規(guī)模、商業(yè)機(jī)會(huì)做了簡(jiǎn)單分析。 發(fā)展簡(jiǎn)介發(fā)展簡(jiǎn)介在線檢測(cè)設(shè)備機(jī)器視覺(jué)自起步發(fā)展到現(xiàn)在，已有十幾年的發(fā)展歷史。應(yīng)該說(shuō)機(jī)器視覺(jué)作為一種應(yīng)用系統(tǒng)，其功能特點(diǎn)是隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展而逐漸完善和發(fā)展的。目前全球整個(gè)視覺(jué)市場(chǎng)總量大概在6070億美元，是按照每年8.8%的增長(zhǎng)速度增長(zhǎng)的。而在中國(guó)，這個(gè)數(shù)字目前看來(lái)似乎有些龐大，但是隨著加工制造業(yè)的發(fā)展，中國(guó)對(duì)于機(jī)器視覺(jué)的需求將承上升趨勢(shì)。機(jī)器視

2、覺(jué)的定義機(jī)器視覺(jué)的定義簡(jiǎn)單來(lái)講，機(jī)器視覺(jué)可以理解為給機(jī)器加裝上視覺(jué)裝置，或者是加裝有視覺(jué)裝置的機(jī)器。給機(jī)器加裝視覺(jué)裝置的目的，是為了使機(jī)器具有類(lèi)似與人類(lèi)的視覺(jué)功能，從而提高機(jī)器的自動(dòng)化和智能化程度。由于機(jī)器視覺(jué)涉及到多個(gè)學(xué)科，給出一個(gè)精確的定義是很困難的，而且在這個(gè)問(wèn)題上見(jiàn)仁見(jiàn)智，各人認(rèn)識(shí)不同。美國(guó)制造工程師協(xié)會(huì)（sme）機(jī)器視覺(jué)分會(huì)和美國(guó)機(jī)器人工業(yè)協(xié)會(huì)（ria）自動(dòng)化視覺(jué)分會(huì)關(guān)于機(jī)器視覺(jué)的定義翻譯成中文是：“機(jī)器視覺(jué)是使用光學(xué)器件進(jìn)行非接觸感觸，自動(dòng)獲取和解釋一個(gè)真實(shí)場(chǎng)景的圖像，以獲取信息和（/或）控制機(jī)器或過(guò)程。”目前我國(guó)還沒(méi)有哪個(gè)官方協(xié)會(huì)或組織給出一個(gè)中文的正式定義。中國(guó)工業(yè)自動(dòng)化的現(xiàn)狀

3、及發(fā)展趨勢(shì)中國(guó)工業(yè)自動(dòng)化的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 眾所周知，中國(guó)目前已經(jīng)成為一座世界工廠。將近100種商品生產(chǎn)位居世界第一，它們遍布10多個(gè)工業(yè)行業(yè)，諸如：消費(fèi)品、制藥、電子器件等。中國(guó)在過(guò)的近年來(lái)每年的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度保持在79%。 制造業(yè)已經(jīng)成為中國(guó)最大的工業(yè)行業(yè)，然而來(lái)自裝備制造業(yè)的產(chǎn)值僅相當(dāng)于整個(gè)制造業(yè)產(chǎn)值的26%。與美國(guó)和德國(guó)超過(guò)40%的比例相比，在未來(lái)20年，中國(guó)制造業(yè)需要高速發(fā)展。這將給工廠自動(dòng)化帶來(lái)前所未有的機(jī)遇。資金密集型和技術(shù)密集型的工業(yè)越來(lái)越多地受到政府支持；另一方面，鑒于中國(guó)潛在的巨大市場(chǎng)和豐富低廉的人力資源，許多發(fā)達(dá)國(guó)家將他們的生產(chǎn)線和設(shè)備轉(zhuǎn)移到中國(guó)大陸開(kāi)辦工廠。 上面這些因素都

4、直接影響著中國(guó)工業(yè)自動(dòng)化的面貌。例如在長(zhǎng)春大眾和上海大眾的現(xiàn)代化工廠和nokia的北京工廠中，最先進(jìn)的工業(yè)生產(chǎn)線和檢測(cè)設(shè)備隨處可見(jiàn)，自動(dòng)化水平及質(zhì)量檢測(cè)水平與他們?cè)趧e的國(guó)家的生產(chǎn)基地相比毫不遜色甚至更高。工廠的管理者已經(jīng)深深的體會(huì)到一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)的自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備，帶來(lái)更高的效率和更低的成本。 但是，全國(guó)到處可以看到許多許多半自動(dòng)化、半人工的生產(chǎn)線，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這些生產(chǎn)線將會(huì)進(jìn)行技術(shù)改造，加入自動(dòng)化設(shè)備和在線檢測(cè)設(shè)備，從而提高效率，包裝產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。這種不平衡的帶有中國(guó)特色的發(fā)展格局將會(huì)對(duì)在線檢測(cè)設(shè)備機(jī)器視覺(jué)的發(fā)展產(chǎn)生重大的影響。在機(jī)器視覺(jué)賴(lài)以普及發(fā)展的諸多因素中，有技術(shù)層面的，也有商

5、業(yè)層面的，但制造業(yè)的需求是決定性的。制造業(yè)的發(fā)展，帶來(lái)了對(duì)機(jī)器視覺(jué)需求的提升；也決定了機(jī)器視覺(jué)將由過(guò)去單純的采集、分析、傳遞數(shù)據(jù)，判斷動(dòng)作，逐漸朝著開(kāi)放性的方向發(fā)展，這一趨勢(shì)也預(yù)示著機(jī)器視覺(jué)將與自動(dòng)化更進(jìn)一步的融合。需求決定產(chǎn)品，只有滿足需求的產(chǎn)品才有生存的空間，這是不變的規(guī)律。機(jī)器視覺(jué)也是如此機(jī)器視覺(jué)在中國(guó)短暫的發(fā)展歷史機(jī)器視覺(jué)在中國(guó)短暫的發(fā)展歷史1990年以前，僅僅在大學(xué)和研究所中有一些研究圖像處理和模式識(shí)別的實(shí)驗(yàn)室。在20世紀(jì)90年代初，一些來(lái)自這些研究機(jī)構(gòu)的工程師成立了他們自己的視覺(jué)公司，開(kāi)發(fā)了第一代圖像處理產(chǎn)品，例如基于isa總線的灰度級(jí)圖像采集卡，和一些簡(jiǎn)單的圖像處理軟件庫(kù)，他們的

6、產(chǎn)品在大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室和一些工業(yè)場(chǎng)合得到了應(yīng)用，人們能夠做一些基本的圖像處理和分析工作。一個(gè)重要的因素是市場(chǎng)需求不大，工業(yè)界的很多工程師對(duì)機(jī)器視覺(jué)沒(méi)有概念，另外很多企業(yè)也沒(méi)有認(rèn)識(shí)到質(zhì)量控制的重要性。這種狀況一直持續(xù)到1998年。所以，我們稱(chēng)19901998年為初級(jí)階段。期間真正的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)市場(chǎng)銷(xiāo)售額微乎其微。主要的國(guó)際機(jī)器視覺(jué)廠商還沒(méi)有進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。 自從1998年，越來(lái)越多的電子和半導(dǎo)體工廠，包括香港和臺(tái)灣投資的工廠，落戶(hù)廣東和上海。帶有機(jī)器視覺(jué)的整套的生產(chǎn)線和高級(jí)設(shè)備被引入中國(guó)。隨著這股潮流，一些廠商和制造商開(kāi)始希望發(fā)展自己的視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備，這是真正的機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)需求的開(kāi)始。 。設(shè)備制造商或o

7、em廠商需要更多來(lái)自外部的技術(shù)開(kāi)發(fā)支持和產(chǎn)品選型指導(dǎo)，一些自動(dòng)化公司抓住了這個(gè)機(jī)遇，他們走了不同于上面提到的圖像公司的發(fā)展道路做國(guó)際機(jī)器視覺(jué)供應(yīng)商的代理商和系統(tǒng)集成商。他們從美國(guó)和日本引入最先進(jìn)的成熟產(chǎn)品，給終端用戶(hù)提供專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)咨詢(xún)服務(wù)，有時(shí)也和他們的商業(yè)伙伴一起開(kāi)發(fā)整套的視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期市場(chǎng)開(kāi)拓和培育，不僅僅是半導(dǎo)體和電子行業(yè)，而且在汽車(chē)、食品、飲料、包裝等行業(yè)中，一些頂級(jí)廠商開(kāi)始認(rèn)識(shí)到機(jī)器視覺(jué)對(duì)提升產(chǎn)品品質(zhì)的重要作用。這里，我們將19982002年定義為機(jī)器視覺(jué)概念引入期。在此階段，許多著名視覺(jué)設(shè)備供應(yīng)商,如: dalsa， coreco ，omroncognex matrix, m

8、atsushita, , dvt, ccs, data translation, 開(kāi)始接觸中國(guó)市場(chǎng)尋求本地合作伙伴，但符合要求的本地合作伙伴寥若晨星。 第三階段從2002年至今，我們稱(chēng)之為機(jī)器視覺(jué)發(fā)展期，從下面幾點(diǎn)我們可以看到中國(guó)機(jī)器視覺(jué)的快速增長(zhǎng)趨勢(shì)： 1. 在各個(gè)行業(yè)，越來(lái)越多的客戶(hù)開(kāi)始尋求視覺(jué)檢測(cè)方案，機(jī)器視覺(jué)可以解決精確的測(cè)量問(wèn)題和更好地提高他們的產(chǎn)品質(zhì)量，一些客戶(hù)甚至建立了自己的視覺(jué)部門(mén)。2. 越來(lái)越多的本地公司開(kāi)始在他們的業(yè)務(wù)中引入機(jī)器視覺(jué)，一些是普通工控產(chǎn)品代理商，一些是自動(dòng)化系統(tǒng)集成商，一些是新的視覺(jué)公司。雖然他們絕大多數(shù)尚沒(méi)有充分的回報(bào)，但都一致認(rèn)為機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)潛力很大。資深

9、視覺(jué)工程師和實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的缺乏是他們面臨的最主要的問(wèn)題。 3. 一些有幾年實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的公司（諸如，大恒、和利時(shí)電機(jī)）逐漸給自己的定位以便更好的發(fā)展機(jī)器視覺(jué)業(yè)務(wù)。他們或者繼續(xù)提高采集卡、圖像軟件開(kāi)發(fā)能力，或者試圖成為提供工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)方案或視覺(jué)檢查設(shè)備的領(lǐng)袖廠商。單純的代理仍然是他們業(yè)務(wù)的一部分，但他們已經(jīng)開(kāi)始開(kāi)發(fā)自己的技術(shù)或者訣竅，在元件和系統(tǒng)的層次上。 4. 經(jīng)過(guò)幾年尋找代理的過(guò)程，許多跨國(guó)公司開(kāi)始在中國(guó)建立自己的分支機(jī)構(gòu)。通常他們?cè)诒本┗蛏虾＝⒆约涸谥袊?guó)的分支機(jī)構(gòu)，來(lái)管理關(guān)鍵的客戶(hù)以及向合作伙伴提供技術(shù)和商務(wù)支持。 5 國(guó)內(nèi)有關(guān)大專(zhuān)院校、研究所和企業(yè)近兩年在圖像和機(jī)器視覺(jué)技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行了積極思索和

10、大膽的嘗試，逐步開(kāi)始了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用。其主要應(yīng)用于啤酒飲料、制藥、印刷檢測(cè)等領(lǐng)域。主要的應(yīng)用范圍、市場(chǎng)規(guī)模、商機(jī)主要的應(yīng)用范圍、市場(chǎng)規(guī)模、商機(jī)以及面臨的問(wèn)題以及面臨的問(wèn)題機(jī)器視覺(jué)在半導(dǎo)體、電子、計(jì)算機(jī)配件、消費(fèi)品、食品、汽車(chē)、冶金、包裝、制藥等行業(yè)得到了應(yīng)用，它主要是來(lái)提供產(chǎn)品尺寸測(cè)量、表面檢測(cè)、定位導(dǎo)航，ocr/ocv，以及顏色識(shí)別等。 這些工業(yè)應(yīng)用和別的國(guó)家基本一致。但必須指出的是：由于中國(guó)有完整的復(fù)雜的工業(yè)系統(tǒng)，每個(gè)行業(yè)都可能使用機(jī)器視覺(jué)，但不能期待每一個(gè)大的廠商都安裝視覺(jué)系統(tǒng)，如果在線檢測(cè)設(shè)備制造精度不高，運(yùn)行不不可靠，那么企業(yè)和工廠的管理者還會(huì)還會(huì)繼續(xù)觀望。因?yàn)樵谥袊?guó)人力資源豐富且廉

11、價(jià)，在幾年前，中國(guó)機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)近乎于零，大多數(shù)代理商每年只銷(xiāo)售幾套。2000年，安裝的視覺(jué)系統(tǒng)總數(shù)不超過(guò)100套。盡管沒(méi)有確切的市場(chǎng)調(diào)查數(shù)據(jù)，我們還是可以大致估計(jì)出來(lái)：2003年安裝的視覺(jué)系統(tǒng)總數(shù)超過(guò)了500套，這其中包括模塊化和板卡系統(tǒng)，直接銷(xiāo)售額大約為250萬(wàn)美元。進(jìn)口設(shè)備配套的視覺(jué)系統(tǒng)安裝數(shù)量沒(méi)有計(jì)算在內(nèi)。2005年安裝的在線檢測(cè)設(shè)備系統(tǒng)總數(shù)超過(guò)了2000套，直接銷(xiāo)售額超過(guò)3000萬(wàn)美元 有的廠商寧愿使用人工來(lái)取得較好的效果。 在機(jī)遇面前，總是同時(shí)出現(xiàn)困難和風(fēng)險(xiǎn)。現(xiàn)在機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)剛剛起步，需要耐心培養(yǎng)，在很多場(chǎng)合人們并不遵守游戲規(guī)則，他們寧愿相信人際關(guān)系。許多客戶(hù)對(duì)視覺(jué)產(chǎn)品顯示了很大的興

12、趣，但最終很少有人能承擔(dān)其費(fèi)用。所以，在經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)，如北京、上海、廣東，給外國(guó)公司做業(yè)務(wù)看起來(lái)是很不錯(cuò)的一個(gè)道路。另外一個(gè)因素是價(jià)格門(mén)檻，高昂的價(jià)格使很多客戶(hù)感到難以承受，雖然他們更應(yīng)當(dāng)從產(chǎn)品質(zhì)量提高和節(jié)約人工方面綜合評(píng)價(jià)投入產(chǎn)出比。最后，也許是最困難的因素是一個(gè)由原始供應(yīng)商，有資質(zhì)的代理商，富有經(jīng)驗(yàn)的集成商，足夠的應(yīng)用工程師以及其他角色構(gòu)成的完整產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈還遠(yuǎn)未形成。 系統(tǒng)構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)構(gòu)成與工作原理 (1)系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)構(gòu)成典型的視覺(jué)系統(tǒng)一般包括光源、鏡頭、典型的視覺(jué)系統(tǒng)一般包括光源、鏡頭、ccd照相機(jī)、圖像處理單元照相機(jī)、圖像處理單元(或圖像采集卡或圖像采集卡)、圖像處理軟件、監(jiān)視

13、器、通訊輸入輸出圖像處理軟件、監(jiān)視器、通訊輸入輸出單元等。單元等。 工作原理工作原理視覺(jué)系統(tǒng)的輸出并非圖像視頻信號(hào)，而是經(jīng)過(guò)運(yùn)算處理之后的檢測(cè)結(jié)果(如尺寸數(shù)據(jù))。通常，機(jī)器視覺(jué)測(cè)試就是用機(jī)器代替肉眼來(lái)做測(cè)量和判斷。首先采用ccd照相機(jī)將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，傳送給專(zhuān)用的圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號(hào)。圖像系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來(lái)抽取目標(biāo)的特征，如：面積、長(zhǎng)度、數(shù)量、位置等。最后，根據(jù)預(yù)設(shè)的容許度和其他條件輸出結(jié)果，如：尺寸、角度、偏移量、個(gè)數(shù)、合格/不合格、有/無(wú)等。上位機(jī)(如pc和plc)實(shí)時(shí)獲得檢測(cè)結(jié)果后，指揮運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)或i/o系統(tǒng)執(zhí)行相應(yīng)的控制動(dòng)作(

14、如定位和分類(lèi))。 系統(tǒng)分類(lèi)系統(tǒng)分類(lèi) 從視覺(jué)系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境分類(lèi)，可分為pcbased系統(tǒng)和plcbased系統(tǒng)?；趐c的系統(tǒng)利用了其開(kāi)放性、高度的編程靈活性和良好的windows界面，同時(shí)系統(tǒng)總體成本較低。pcbased系統(tǒng)內(nèi)含高性能圖像采集卡，一般可接多個(gè)鏡頭，并提供庫(kù)函數(shù)支持。目前世界一流的pcbased視覺(jué)系統(tǒng)生產(chǎn)廠商美國(guó)data translation公司，其mach 系列(如dt3155)和mv系列pc i工業(yè)視覺(jué)卡已經(jīng)成為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)；配套軟件方面，32位sdk for windows95/98/nt提供c/c+編程用dll，dt active open layer可視化控件提供vb和

15、vc+下的圖形化編程環(huán)境，而dt vision foundry則是windows下面向?qū)ο蟮臋C(jī)器視覺(jué)組態(tài)軟件，用戶(hù)可用它快速開(kāi)發(fā)復(fù)雜高級(jí)的應(yīng)用。類(lèi)似的還有美國(guó)ni公司，該公司將機(jī)器視覺(jué)和運(yùn)動(dòng)控制功能與其被廣泛應(yīng)用的labview虛擬儀器軟件相結(jié)合，效果顯著。plcbased系統(tǒng)系統(tǒng)與美國(guó)公司大力發(fā)展pc結(jié)構(gòu)相比，日本和德國(guó)公司在plcbased系統(tǒng)方面走在前列。在plc系統(tǒng)中，視覺(jué)的作用更像一個(gè)智能化的傳感器，圖像處理單元獨(dú)立于系統(tǒng)，通過(guò)串行總線和i/o與plc交換數(shù)據(jù)。日本松下公司的image checker m100/m200系統(tǒng)可說(shuō)是這方面的代表。該系統(tǒng)利用高速專(zhuān)用asic進(jìn)行256級(jí)灰

16、度檢測(cè)，帶邏輯條件和數(shù)學(xué)運(yùn)算功能。系統(tǒng)軟件固化在圖像處理器中，通過(guò)類(lèi)似于游戲鍵盤(pán)的簡(jiǎn)單裝置對(duì)顯示在監(jiān)視器中的菜單進(jìn)行配置，開(kāi)發(fā)周期短，系統(tǒng)可靠性高。 機(jī)器視覺(jué)涉及的技術(shù)機(jī)器視覺(jué)涉及的技術(shù)采像，即圖像采集，其目的是采集到滿足分析要求的相應(yīng)質(zhì)量圖像，這就是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。分析，即圖像增強(qiáng)和處理。其目的是按照機(jī)器視覺(jué)最終的功能要求，對(duì)采集到的圖像進(jìn)行分析處理，然后輸出結(jié)果，這是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的核心?？刂疲摧斎肱c輸出控制。包括控制機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)本身，以達(dá)到準(zhǔn)確采集圖像的目的，也包括根據(jù)圖像處理與分析的結(jié)果，輸出信號(hào)，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的功能。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的構(gòu)成一般圍繞上述3個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行

17、構(gòu)建。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)原理機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)原理 其一般包括：光源、光學(xué)系統(tǒng)（鏡頭）攝象機(jī)、圖像采集卡、計(jì)算機(jī)（或圖像處理系統(tǒng)）、圖像處理軟件、輸入與輸出控制、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。其中，光源、光學(xué)系統(tǒng)（鏡頭）、攝象機(jī)、圖像采集卡、計(jì)算機(jī)屬于采像技術(shù)環(huán)節(jié)，計(jì)算機(jī)（或圖像處理系統(tǒng)）、圖像處理軟件屬于分析技術(shù)環(huán)節(jié)，其余屬于控制技術(shù)環(huán)節(jié)。采像和分析是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)本身的重點(diǎn)，控制環(huán)節(jié)則一般利用現(xiàn)成的控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，機(jī)器視覺(jué)研究?jī)?nèi)容和產(chǎn)品一般只涉及采像方面和圖像分析方面，也就是說(shuō)，作為機(jī)器視覺(jué)行業(yè)從業(yè)人員一般應(yīng)涉及和掌握采像和分析相關(guān)的技術(shù)。 機(jī)器視覺(jué)涉及的主要技術(shù)與產(chǎn)品，機(jī)器視覺(jué)涉及的主要技術(shù)與產(chǎn)品，可以分為下列可

18、以分為下列6個(gè)方面。個(gè)方面。（1）照明技術(shù)與光源；（2）光學(xué)系統(tǒng)與鏡頭；（3）光電圖像傳感器與攝像機(jī)；（4）圖像采集與圖像采集卡；（5）圖像處理算法與計(jì)算軟件編程；（6）機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)集成技術(shù)。不論是在國(guó)外還是在國(guó)內(nèi)，從事在線檢測(cè)設(shè)備機(jī)器視覺(jué)的企業(yè)或人員，都會(huì)集中研究這6類(lèi)技術(shù)中的某一類(lèi)或幾類(lèi)；生產(chǎn)的產(chǎn)品也會(huì)是這6類(lèi)中的某一類(lèi)或幾類(lèi)。每一方面的技術(shù)都是一門(mén)專(zhuān)門(mén)的技術(shù)，都值得系統(tǒng)學(xué)習(xí)和深入研究，每一個(gè)方面的產(chǎn)品類(lèi)型也是數(shù)不勝數(shù)，都值得去了解。機(jī)器視覺(jué)發(fā)展的動(dòng)力機(jī)器視覺(jué)發(fā)展的動(dòng)力機(jī)器視覺(jué)為什么能夠得到蓬勃發(fā)展？為什么正在逐漸形成一個(gè)特定的行業(yè)？其發(fā)展動(dòng)力來(lái)自下列4個(gè)方面：（1）市場(chǎng)需求的牽引）市場(chǎng)需

19、求的牽引隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)自動(dòng)化程度不斷提高，市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和設(shè)備的性能提出了越來(lái)越高的要求，產(chǎn)品或設(shè)備獲取與處理的信息量不斷增加，提取信息的速度和精度不斷提高，例如，從原來(lái)的壓力、溫度、濕度等物理量，變化為需要增加位置、顏色、大小等更多的信息。而且，對(duì)這些信息的處理也要求具有更多的智能化動(dòng)能，以便盡量減少人工干預(yù)，提高產(chǎn)生的自動(dòng)化程度，提高生產(chǎn)效率。在很多情況下，人眼視覺(jué)已經(jīng)跟不上生產(chǎn)對(duì)速度和精度的要求，例如礦泉水生產(chǎn)線已經(jīng)達(dá)到了每分鐘1000瓶的速度，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人工檢測(cè)所能達(dá)到的速度，這時(shí)必須使用機(jī)器視覺(jué)。精度更高、速度更快、分辨率更大，對(duì)被測(cè)目標(biāo)干擾更小。這樣的需求在越來(lái)越多的

20、行業(yè)都存在，機(jī)器視覺(jué)的發(fā)展首先就是因?yàn)榉鲜袌?chǎng)這種需求，在市場(chǎng)需求的牽引下蓬勃發(fā)展起來(lái)的。（2）核心技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)）核心技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)機(jī)器視覺(jué)的核心技術(shù)“光電圖像傳感”和“圖像處理”技術(shù)的發(fā)展，給機(jī)器視覺(jué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。在“光電圖像傳感”技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，ccd圖象傳感器的出現(xiàn)是機(jī)器視覺(jué)發(fā)展最具推動(dòng)力的因素。ccd圖像傳感器的出現(xiàn)，使ccd攝象機(jī)取代了硅靶管攝象，從而使圖像采集的小型化、廉價(jià)、功耗底從此成為可能，鋪平了機(jī)器視覺(jué)廣泛應(yīng)用的道路?！皥D像處理”技術(shù)的發(fā)展，各種圖像處理算法的出現(xiàn)，都不同程度地推動(dòng)了機(jī)器視覺(jué)的快速進(jìn)步。一個(gè)更為重要的因素是圖像處理硬件技術(shù)的發(fā)展。以cpu、dsp、大規(guī)

21、?？删幊踢壿嬈骷榇淼膱D像處理硬件技術(shù)的飛躍，使圖像處理在速度、價(jià)格、功耗等方面的廣泛應(yīng)用成為可能，例如，pc從最初的xt系統(tǒng)發(fā)展到今天的雙核系統(tǒng)，使得非常復(fù)雜的算法也可以在有限的時(shí)間內(nèi)完成，而且價(jià)格非常低廉，為機(jī)器視覺(jué)的廣泛應(yīng)用提供了前提條件。（3）人類(lèi)認(rèn)知自然本能方式的延伸）人類(lèi)認(rèn)知自然本能方式的延伸在滿足生產(chǎn)自動(dòng)化程度提高和智能化要求方面，為什么機(jī)器視覺(jué)會(huì)成為有效的技術(shù)途徑？人們?yōu)槭裁磿?huì)選擇機(jī)器視覺(jué)這條技術(shù)途徑？這個(gè)問(wèn)題的答案是：這與人類(lèi)認(rèn)知自然的本能有關(guān)。我們知道，人類(lèi)獲取與處理的信息90%以上來(lái)自于眼睛，“圖像采集”可以視為大腦的延伸，機(jī)器視覺(jué)以模擬和替代人眼和大腦為目標(biāo)，自然而然

22、成為解決智能化的有效技術(shù)途徑。（4）技術(shù)特點(diǎn)形成的優(yōu)勢(shì)）技術(shù)特點(diǎn)形成的優(yōu)勢(shì)與其他傳統(tǒng)的傳感與控制相比較，機(jī)器視覺(jué)同時(shí)獲取的信息量大（例如可同時(shí)獲取位置、顏色、大小等），同時(shí)獲取的信息更為細(xì)致（例如在顏色方面，可以同時(shí)獲取多級(jí)圖像信息），可以適應(yīng)危險(xiǎn)的工作環(huán)境（例如有爆炸隱患的環(huán)境），可以達(dá)到人工視覺(jué)無(wú)法涉及的場(chǎng)所（例如狹窄的場(chǎng)所），可以獲得人工視覺(jué)無(wú)法獲取的信息（例如紅外圖像、紫外圖像、x射線圖像等），可以有效降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。正是這些機(jī)器視覺(jué)的優(yōu)點(diǎn)為廣大用戶(hù)所青睞，對(duì)機(jī)器視覺(jué)的發(fā)展起到了促進(jìn)作用。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)與機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)與cmm的集成的集成隨著國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，各國(guó)的制造企業(yè)越來(lái)越清楚地認(rèn)識(shí)到，產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，是決定企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)成敗的關(guān)鍵。隨著市場(chǎng)環(huán)境的多樣化，企業(yè)對(duì)龐大的與質(zhì)量有關(guān)的數(shù)據(jù)的采集、處理和傳遞提出了更高的要求，更具柔性和自動(dòng)化的caq系統(tǒng)呈現(xiàn)出以下發(fā)展趨勢(shì)：在必要的情況下，caq系統(tǒng)可以100地檢測(cè)產(chǎn)品，而不像現(xiàn)在普遍采用的抽樣檢測(cè)；將檢測(cè)規(guī)劃集成到加工過(guò)程中，形成閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，在檢測(cè)時(shí)確定產(chǎn)品相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)尺寸的偏差，并在線糾正，因此，可獲得近100的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品；機(jī)器視覺(jué)和先進(jìn)的圖像處理 技術(shù)、逆向工程技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)化檢測(cè)，因此，可完成智能化、柔性、快速和低成本的檢測(cè)目標(biāo)。