機器視覺系統(tǒng)的現(xiàn)在及發(fā)展前景

機器視覺系統(tǒng)集成是一門學科，隨著新成像技術的不斷發(fā)展，這門學科的發(fā)展勢頭依然強勁。

自從35年前廣泛使用的商業(yè)組件被引入以來，熟練地將機器視覺集成到自動化應用程序中一直是該技術成功的關鍵因素。近年來，機器視覺行業(yè)在全球范圍內實現(xiàn)了創(chuàng)紀錄的增長，零部件在3D制導與計量、光譜圖像分析、高速檢測、深度學習等前沿應用領域的可用性和能力不斷增強。在為工業(yè)用戶提供成功和可靠的機器視覺系統(tǒng)解決方案方面，稱職的機器視覺集成商——無論是集成公司還是工程團隊中的個人——比以往任何時候都扮演著重要的角色。

集成與易用性

首先要了解機器視覺集成任務和業(yè)務的主要目的。也就是說，減輕最終用戶的應用程序風險。總的來說，機器視覺技術的實現(xiàn)技術還沒有像PLC、運動控制甚至機器人技術那樣被整個工業(yè)工程界廣泛理解。聘請具有機器視覺技術經驗的集成商，從根本上有助于確保項目的最終成功和可靠性。

不過，對不需要集成的機器視覺系統(tǒng)的需求肯定很高。機器視覺應用的易用性一直是用戶的痛點，也是市場上組件和軟件制造商的目標。在20世紀80年代中期，許多機器視覺組件開始出現(xiàn)，它們不需要低級編程，并且具有用戶界面，這使得工具的配置更加容易。20世紀90年代智能相機技術的爆炸式發(fā)展鞏固了機器視覺的易用性。其結果是:許多要求較低的機器視覺應用程序可以使用只需要很少配置甚至不需要配置的組件來解決。最近發(fā)布或引入了一些新組件，聲稱可以消除某些應用程序的機器視覺任務的粗略配置。

盡管如此，機器視覺集成業(yè)務已經蓬勃發(fā)展。隨著機器視覺組件行業(yè)最近以創(chuàng)紀錄的水平增長，機器視覺集成行業(yè)似乎也出現(xiàn)了顯著增長(不過，有趣的是，由于市場上很少收集到機器視覺集成方面的硬數(shù)據)。

對集成服務的一些持續(xù)需求，甚至包括所謂的易于使用的組件，是機器視覺實現(xiàn)的基本性質，這需要有關光學和照明等方面的高級知識，這對標準工業(yè)工程學科中不常見的應用領域具有挑戰(zhàn)性。但是，機器視覺集成服務需求的持續(xù)增長，很大程度上是由于工業(yè)內部對需要使用尖端機器視覺技術的最具挑戰(zhàn)性的應用程序的實現(xiàn)的持續(xù)和不斷擴大的需求。

不斷變革

在過去的10到15年中，機器視覺系統(tǒng)集成已經成為一種非常復雜的工程服務。成功的集成公司雖然可能繼續(xù)為更常見的任務配置更簡單的組件而提供服務，但它們經常處理以前尚未實現(xiàn)的高度復雜的自動化應用程序?，F(xiàn)在的系統(tǒng)集成對于綜合性技術的要求也越來越高，一個合格機器視覺集成商的先決條件包括：

●能夠對各種基于PC、嵌入式計算機或板級軟件庫進行編程，以執(zhí)行最復雜的機器視覺圖像采集、處理和分析算法和任務;

●了解各種成像技術、相機和傳感器;

●在復雜和專門的光學和照明元件的選擇、設計和實現(xiàn)方面具有廣泛的能力，以及在先進機器視覺成像系統(tǒng)的規(guī)范和使用方面具有廣泛的專業(yè)知識。

不斷發(fā)展的技術使新的應用程序得以應用，并推動了對合格系統(tǒng)集成的需求

此外，機器視覺集成商已經調整了商業(yè)模式，成為完整自動化系統(tǒng)的提供商，提供涉及機器視覺技術的解決方案的設計和集成，而不是僅安裝機器視覺組件。要求苛刻的應用程序成功的關鍵包括控制零件，提供靈活的處理選項，操縱攝像機和照明方向，協(xié)調自動化控制和連接外部設備的能力。對通信的額外需求 – 例如與工業(yè)物聯(lián)網（IIoT）和工業(yè)4.0相關的通信 – 決定了與機器視覺解決方案相關的進一步集成技能。

新技術

機器視覺技術的快速發(fā)展使得大量新應用成為可能，同時也有助于推動當今機器視覺集成商的需求和技術能力。

首先，考慮3D成像：更容易獲得捕獲視野的3D信息的機器視覺組件。這些設備在成像方法和實現(xiàn)技術方面差異很大。集成商可以將這些設備應用于各種應用，包括高精度表面分析、3D零件和特征測量，以及使用3D圖像數(shù)據進行檢查，而不是2D灰度信息。還有最新推出的機器人視覺引導，在機器人導引中，隨機的產品甚至是混合的、隨機堆積的產品都可以被夾持器挑出并抓取。

其次，高光譜和多光譜成像是一項相對較新的技術。這些攝像機收集單個場景的多個（有時是數(shù)百個）圖像，每個圖像具有不同的窄帶寬光譜信息。在熟悉該技術的集成商手中，可以在線完成材料離散光譜分析甚至化學成分的應用。食品，制藥和回收等許多行業(yè)都可以從這種檢測能力中受益。

第三，許多工業(yè)應用需要高速成像和處理。線掃描是一種在高分辨率下實現(xiàn)更高成像速率的常用技術，但這些組件的集成可能比普通區(qū)域成像應用更復雜。同樣，高速成像和處理是需要熟練集成的任務。

最后，深度學習變得越來越受歡迎。雖然機器視覺并不是全新的，但機器學習及其最新的實現(xiàn)深度學習是該行業(yè)的最新流行語。這項技術在許多應用領域顯示了巨大的潛力，但是它需要一個熟練的集成人員來確定特定任務的深度學習的可行性和實現(xiàn)參數(shù)。

前景

可以說，機器視覺集成已經發(fā)展起來，就像整個機器視覺行業(yè)一樣。在不斷擴大的應用基礎上提供尖端的解決方案，機器視覺集成具有廣闊的前景。

精明的終端用戶需要接受的是，機器視覺市場一直是，并將繼續(xù)是，他是技術和能力方面的應用結合體。無論什么情況，系統(tǒng)集成商都將視覺行業(yè)的守門人，他們將不斷提高自己，并向最終用戶交付真正成功和可靠的機器視覺解決方案。

責任編輯：YYX