“看透”工業(yè)生產，機器視覺讓制造更精準

機器視覺其實是一種通過計算機和數字圖像處理技術（即圖像攝取裝置，分 CMOS 和CCD 兩種），實現對物體、場景等視覺信息的自動識別、分析和處理的技術。它利用計算機處理圖像、視頻等數據，實現對物體形狀、顏色、紋理、位置、運動等特征的提取和分析，將被攝取目標轉換成圖像信號，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行各種運算來抽取目標的特征，進而實現對物體的識別、分類、跟蹤、測量、檢測等任務。

剛才提到了圖像處理技術，目前的圖像處理的主流技術可以包括以下幾種。

數字圖像處理，這是機器視覺的基礎，涉及到對圖像的數字化采集、編碼、傳輸、儲存和恢復等環(huán)節(jié)。數字圖像處理可以對圖像進行多種操作，如調整圖像亮度、對比度和色彩平衡，濾波去噪，邊緣檢測，二值化處理等，從而優(yōu)化圖像質量，提取出更準確的信息。

       圖像分析，這是機器視覺技術中重要的一環(huán)，包括對圖像的形狀、顏色、紋理等特征的分析，以及這些特征的提取和識別。圖像分析技術可以幫助機器理解圖像的內容，為后續(xù)的決策提供依據。

        圖像理解，這是機器視覺的高級階段，通過圖像分析提取的特征，結合深度學習等技術，使機器能夠理解圖像中的實際內容。例如，通過深度學習算法訓練的模型，可以識別出圖像中的人、物體、場景等。

       模式識別，模式識別是圖像處理的重要分支之一，主要通過對輸入數據的特征進行分析和處理，來識別或分類數據。在圖像處理中，模式識別可以用于識別圖像中的各種模式，如人臉、手勢、文字等。

       計算機視覺，計算機視覺是機器視覺的一個重要分支，主要研究如何讓計算機通過圖像或視頻等視覺信息，理解和解釋現實世界中的場景和物體。計算機視覺的應用非常廣泛，包括安防監(jiān)控、智能駕駛、醫(yī)療診斷等多個領域。

        這些技術相互關聯，形成一個完整的機器視覺系統。隨著科技的不斷發(fā)展，這些主流技術也在不斷進步和完善，為更多的應用場景提供支持。

工業(yè)機器視覺-為智能制造提供堅實助力

隨著工業(yè)自動化和智能化的發(fā)展，機器視覺技術日益成熟，被廣泛應用在工業(yè)制造領域。隨著未來工業(yè)生產的持續(xù)推進和變革，機器視覺技術將成為關鍵的驅動力。機器視覺技術的應用廣泛、發(fā)展趨勢良好、優(yōu)勢明顯，其在未來必將為工業(yè)生產帶來的更新及變革。

深度學習賦能傳統機器視覺

在工業(yè)測量領域，機器視覺技術的應用主要涉及輪廓、形狀、表面形貌、尺寸等方面。它通常用于生產線上的尺寸和位置的檢測，產品質量檢驗等方面。如在鑄造、鈑金加工、汽車制造、航空制造、電子制造等領域中應用廣泛。利用機器視覺技術對零件進行測量，可以大大提高零件的檢測速度和精度，從而為生產線提高效率，降低生產成本，提供了有力的支持，機器視覺的四大應用包括以下領域：

　  在工業(yè)自動化方面，機器視覺技術可以用于工業(yè)生產線上的自動化生產，例如對產品的自動檢測、分類和包裝等。通過機器視覺技術，可以使得工業(yè)生產線上的工作效率和質量得到提高。

現在的工業(yè)生產已經逐漸由機器人接手，多關節(jié)機械手或多自由度機器人，它們代替工業(yè)生產中的體力勞動，進行單調、頻繁、長時間的作業(yè)，或在危險、危險的環(huán)境中作業(yè)。惡劣的環(huán)境，如沖壓、壓鑄、熱處理、焊接、涂裝、塑料制品成型、機械加工和簡單裝配等工序，是現代工廠自動化水平的重要標志。

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在現代汽車零配件生產中，機器視覺技術起到了關鍵的支持作用，它幾乎涵蓋了從基礎材料檢測到成品裝配的各個環(huán)節(jié)。針對輪胎制造，機器視覺系統能夠細致入微地對胎面花紋進行完整度檢測，及時發(fā)現輪胎壁面的損傷跡象，確保輪胎出廠品質；同時，對于復雜的車身沖壓件，機器視覺可在實時生產過程中精確監(jiān)控焊接部位，有效識別潛在的裂縫、焊渣以及焊縫的均勻性問題，從而提前預防安全隱患。

此外，機器視覺還應用于汽車組件的識別與精確定位裝配，確保零配件的正確匹配與高效組裝。在新能源汽車產業(yè)中，鋰離子電池隔膜的涂布表面缺陷檢測也依靠機器視覺完成，確保電池核心部件的質量穩(wěn)定性。安全帶表面的微小瑕疵以及安全氣囊織物縫合處的嚴密性，同樣可通過機器視覺進行嚴格檢驗，確保車輛被動安全系統的可靠性。

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      機器視覺系統值得汽車制造商的重新審視

      并且隨著科技的發(fā)展，人們對電子產品交互體驗的要求越來越高。觸摸屏作為新一代電子產品輸入設備，正逐漸成為平板電腦、手機、電子書、GPS、游戲機等設備的新寵。觸摸屏的生產流程復雜，從上游的ITO玻璃鍍膜、光刻、IC元件加工，到中游的觸摸屏模組貼合、絲印、切割，再到下游的觸摸屏模組貼合、蓋玻片檢測，都提出了更高的要求在工藝上，使機器視覺技術成為生產和質量檢測相關環(huán)節(jié)的必備技術。

       視覺傳感器是整個機器視覺體系運作的直接來源，每個整體主要由一到兩個圖形傳感器組成，除此之外還要搭配光投射器及其它一些設備進行配合。視覺傳感器的主要功用是獲取滿足的機器視覺體系要處理的最原始圖像。圖像傳感器能夠運用激光掃描器、線陣和面陣CCD相機或TV攝像機，也可以是最新型號的數字相機等。

　　視覺傳感器必須具備從一個整體圖像中捕獲大量光線及點陣像素的能力，圖像的清晰和細膩程度常用分辨率來衡量，該能力通常用捕獲像素的數量來體現，有些公司的傳感器能夠捕獲130萬像素，因而，不論距離的長短，傳感器都可捕捉大量清晰的畫面來轉換成數據進行運作。

視覺傳感器的成本較低，目前以大量投入使用，在嵌入式MCU或機器人以及安全檢測中被大量使用，并且很多產品因為具有高可靠性，甚至又不需要進行前期的測驗就可拿來使用，這也證明了視覺傳感器具有很高的兼容性及通用性。

機器視覺還具備相應的學習能力，結合AI的大模型進行云端學習或本地學習，因此可在不斷工作中提高檢測或生產的效率。

機器視覺在工業(yè)領域中的有很多應用價值，首先是提高生產效率，機器視覺技術能夠自動化地對生產線上的產品進行檢測、分類和識別等操作，從而減少了人工干預和錯誤率。同時，通過實時數據分析和預測性維護，可以提高設備的可靠性和維護效率，降低停機時間。

       其次可提升產品質量，機器視覺技術可以對產品進行高精度的檢測和識別，從而保證產品質量和一致性。通過機器視覺技術，可以實現自動化生產線上的快速反饋和調整，及時發(fā)現并解決問題，提高產品質量和客戶滿意度。

工廠在生產中成本時需要考慮的，上文提到視覺傳感器的成本較低，因而機器視覺技術可以降低生產成本和人力資源的浪費。通過自動化和智能化的生產方式，可以減少人工干預和錯誤率，降低次品率和廢品率，提高材料的利用率和能源的效率，從而實現成本優(yōu)化和可持續(xù)生產。

       機器視覺技術在制造業(yè)中的廣泛應用，使得其成為推進制造業(yè)全方位智能化的重要手段之一。機器視覺技術在汽車制造、電子制造和醫(yī)療器械制造等多個領域中，已經成為了智能化制造的標配。