美國制造工程師協會（SME Society of Manufacturing Engineers）機器(qì)視(shì)覺分(fēn)會和美國機器(qì)人(rén)工業協會（RIA Robotic Industries Association）的自動化(huà)視(shì)覺分(fēn)會對機器(qì)視(shì)覺下(xià)的定義為(wèi)：“機器(qì)視(shì)覺是通過光學器(qì)件和非接觸的傳感器(qì)自動地獲取和處理(lǐ)真實物體(tǐ)的圖像，以獲得所需信息或用于控制機器(qì)運動的裝置.通俗的說(shuō),機器(qì)視(shì)覺就(jiù)是用機器(qì)代替人(rén)眼來(lái)做測量和判斷。

最簡單的視(shì)覺檢測系統如(rú)下(xià)圖所示:

工件:被檢測物品 | 光源:提供穩定的照明環境 | 攝像機:獲取圖像的設備 |  機械臂:根據圖像處理(lǐ)系統的結果,進行相應的動作(zuò)裝置。

其中圖像處理(lǐ)系統是核心, 目前按照處理(lǐ)算(suàn)法劃分(fēn)為(wèi)模式匹配和深度學習。其中模式匹配算(suàn)法适合于有明确标準的應用場(chǎng)景, 而深度學習算(suàn)法适合複雜場(chǎng)景、複雜非标準缺陷。深度學習還具有識别模型靈活度強，泛化(huà)能(néng)力強的特點。

随着多年來(lái)機器(qì)視(shì)覺技術的發展,已經在各個(gè)行業都有深入的應用,例如(rú)在科學研究(材料分(fēn)析,生(shēng)物分(fēn)析,化(huà)學分(fēn)析,生(shēng)命科學等),軍事(shì)(航天,航空,兵器(qì)(敵我目标識别,跟蹤)及測繪),民(mín)用(智能(néng)交通,安全防範,文字識别,身(shēn)份驗證等),工業(質量檢測,産品分(fēn)類,産品包裝,機器(qì)人(rén)定位)都有廣泛的應用.本文主要介紹機器(qì)視(shì)覺在智能(néng)制造領域的應用。

應用場(chǎng)景

機器(qì)視(shì)覺伴随計算(suàn)機技術、現(xiàn)場(chǎng)總線技術的發展，技術日臻成熟，已是現(xiàn)代制造業不可或缺的産品，廣泛應用于食品和飲料、化(huà)妝品、制藥、建材和化(huà)工、金(jīn)屬加工、電子(zǐ)制造、包裝、汽車制造等行業。機器(qì)視(shì)覺的引入，代替傳統的人(rén)工檢測方法，極大地提高了(le)投放(fàng)市(shì)場(chǎng)的産品質量，提高了(le)生(shēng)産效率。

機器(qì)視(shì)覺系統的特點是提高生(shēng)産的柔性和自動化(huà)程度。在一(yī)些(xiē)不适合于人(rén)工作(zuò)業的危險工作(zuò)環境或人(rén)工視(shì)覺難以滿足要求的場(chǎng)合，常用機器(qì)視(shì)覺來(lái)替代人(rén)工視(shì)覺；同時(shí)在大批量工業生(shēng)産過程中，用人(rén)工視(shì)覺檢查産品質量效率低(dī)且精度不高，用機器(qì)視(shì)覺檢測方法可以大大提高生(shēng)産效率和生(shēng)産的自動化(huà)程度。

下(xià)圖展示的是機器(qì)視(shì)覺主要的行業應用:

從機器(qì)視(shì)覺的具體(tǐ)應用看，電子(zǐ)制造業應用具體(tǐ)在PCB印刷電路(lù)、電子(zǐ)封裝、絲網印刷、SMMT表面貼裝、半導體(tǐ)及集成電路(lù)、回流和波峰焊，以及智能(néng)手機、平闆電腦等消費類産品。汽車制造業的主要應用于面闆印刷質量檢測、精密測量等。食藥和包裝機械主要集中在封裝缺陷檢測、生(shēng)産日期檢測、顔色識别、分(fēn)揀等方面。印刷機械則是在于印刷質量檢測、印刷字符檢測、條碼識别等。

管理(lǐ)痛點

經過調研發現(xiàn)，目前高端制造工廠大部分(fēn)都采用自動化(huà)生(shēng)産，但(dàn)人(rén)工目視(shì)檢測崗位仍占據工廠整體(tǐ)人(rén)員(yuán)的15%-30%。人(rén)工目視(shì)檢測存在效率低(dī)、準确率低(dī)、對人(rén)眼傷害大且成本高的問題。

傳統的機器(qì)視(shì)覺檢測設備雖然已應用多年，但(dàn)其基本基于模式匹配算(suàn)法，無法解決複雜場(chǎng)景的複雜缺陷檢測；泛化(huà)能(néng)力差，且需要積累大量缺陷圖片庫；漏檢誤檢率高的缺點。

解決方案

機器(qì)視(shì)覺技術将成為(wèi)大企業檢測設備的‘不二選擇’，其主要有五大典型應用：

圖像識别應用

圖像識别，是利用機器(qì)視(shì)覺對圖像進行處理(lǐ)、分(fēn)析和理(lǐ)解，以識别各種不同模式的目标和對象。圖像識别在機器(qì)視(shì)覺工業領域中最典型的應用就(jiù)是二維碼的識别。将大量的數據信息存儲在二維碼中，通過條碼對産品進行跟蹤管理(lǐ)，通過機器(qì)視(shì)覺系統，可以方便的對各種材質表面的條碼進行識别讀取，大大提高了(le)現(xiàn)代化(huà)生(shēng)産的效率。

圖像檢測應用

檢測是機器(qì)視(shì)覺工業領域最主要的應用之一(yī)。幾乎所有産品都需要檢測，而人(rén)工檢測存在着較多的弊端，因此，具有諸多優點的機器(qì)視(shì)覺在圖像檢測的應用方面也(yě)非常的廣泛。

視(shì)覺定位應用

視(shì)覺定位要求機器(qì)視(shì)覺系統能(néng)夠快(kuài)速準确的找到被測零件并确認其位置。在半導體(tǐ)封裝領域，設備需要根據機器(qì)視(shì)覺取得的芯片位置信息調整拾取頭，準确拾取芯片并進行綁定，這(zhè)就(jiù)是視(shì)覺定位在機器(qì)視(shì)覺工業領域最基本的應用。

物體(tǐ)測量應用

機器(qì)視(shì)覺工業應用最大的特點就(jiù)是其非接觸測量技術，同樣具有高精度和高速度的性能(néng)，但(dàn)非接觸無磨損，消除了(le)接觸測量可能(néng)造成的二次損傷隐患。常見的測量應用包括齒輪、接插件、汽車零部件、IC元件管腳、麻花鑽、羅定螺紋檢測等。

物體(tǐ)分(fēn)揀應用

實際上(shàng)，物體(tǐ)分(fēn)揀應用是建立在識别、檢測之後一(yī)個(gè)環節，通過機器(qì)視(shì)覺系統将圖像進行處理(lǐ)，實現(xiàn)分(fēn)揀。在機器(qì)視(shì)覺工業應用中常用于食品分(fēn)揀、零件表面瑕疵自動分(fēn)揀、棉花纖維分(fēn)揀等。

預期收益

機器(qì)視(shì)覺技術在減少勞動力的同時(shí)，以機器(qì)換人(rén)，更高效、更穩定的提高生(shēng)産速度和産品質量，對檢測的缺陷綜合識别率提高，工作(zuò)效率提升, 同時(shí)為(wèi)企業注入新(xīn)科技，提升企業的競争力，給企業帶來(lái)真正意義上(shàng)的生(shēng)産自動化(huà)，質量控制标準化(huà)、品質化(huà)和自動化(huà)。