美國制造工(gōng)程師協會（SME Society of Manufacturing Engineers）機器(qì)視覺分會和美國機器(qì)人工(gōng)業協會（RIA Robotic Industries Association）的自(zì)動化視覺分會對機器(qì)視覺下(xià)的定義爲：“機器(qì)視覺是通(tōng)過光(guāng)學器(qì)件(jiàn)和非接觸的傳感器(qì)自(zì)動地獲取和處理真實物(wù)體的圖像，以獲得所需信息或用于控制機器(qì)運動的裝置.通(tōng)俗的說,機器(qì)視覺就(jiù)是用機器(qì)代替人眼來做測量和判斷。

最簡單的視覺檢測系統如下(xià)圖所示:

工(gōng)件(jiàn):被檢測物(wù)品 | 光(guāng)源:提供穩定的照(zhào)明環境 | 攝像機:獲取圖像的設備 |  機械臂:根據圖像處理系統的結果,進行相(xiàng)應的動作裝置。

其中圖像處理系統是核心, 目前按照(zhào)處理算(suàn)法劃分爲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景, 而深度學習算(suàn)法适合複雜場景、複雜非标準缺陷。深度學習還具有識别模型靈活度強，泛化能(néng)力強的特點。

随著(zhe)多(duō)年(nián)來機器(qì)視覺技(jì)術的發展,已經在各個行業都有深入的應用,例如在科學研究(材料分析,生(shēng)物(wù)分析,化學分析,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(tōng),安全防範,文字識别,身份驗證等),工(gōng)業(質量檢測,産品分類,産品包裝,機器(qì)人定位)都有廣泛的應用.本文主要介紹機器(qì)視覺在智能(néng)制造領域的應用。

應用場景

機器(qì)視覺伴随計算(suàn)機技(jì)術、現場總線技(jì)術的發展，技(jì)術日臻成熟，已是現代制造業不可或缺的産品，廣泛應用于食品和飲料、化妝品、制藥、建材和化工(gōng)、金屬加工(gōng)、電子制造、包裝、汽車制造等行業。機器(qì)視覺的引入，代替傳統的人工(gōng)檢測方法，極大地提高(gāo)了投放(fàng)市(shì)場的産品質量，提高(gāo)了生(shēng)産效率。

機器(qì)視覺系統的特點是提高(gāo)生(shēng)産的柔性和自(zì)動化程度。在一(yī)些不适合于人工(gōng)作業的危險工(gōng)作環境或人工(gōng)視覺難以滿足要求的場合，常用機器(qì)視覺來替代人工(gōng)視覺；同時在大批量工(gōng)業生(shēng)産過程中，用人工(gōng)視覺檢查産品質量效率低(dī)且精度不高(gāo)，用機器(qì)視覺檢測方法可以大大提高(gāo)生(shēng)産效率和生(shēng)産的自(zì)動化程度。

下(xià)圖展示的是機器(qì)視覺主要的行業應用:

從機器(qì)視覺的具體應用看(kàn)，電子制造業應用具體在PCB印刷電路(lù)、電子封裝、絲網印刷、SMMT表面貼裝、半導體及集成電路(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。

管理痛點

經過調研發現，目前高(gāo)端制造工(gōng)廠大部分都采用自(zì)動化生(shēng)産，但人工(gōng)目視檢測崗位仍占據工(gōng)廠整體人員的15%-30%。人工(gōng)目視檢測存在效率低(dī)、準确率低(dī)、對人眼傷害大且成本高(gāo)的問題。

傳統的機器(qì)視覺檢測設備雖然已應用多(duō)年(nián)，但其基本基于模式匹配算(suàn)法，無法解決複雜場景的複雜缺陷檢測；泛化能(néng)力差，且需要積累大量缺陷圖片庫；漏檢誤檢率高(gāo)的缺點。

解決方案

機器(qì)視覺技(jì)術将成爲大企業檢測設備的‘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)視覺對圖像進行處理、分析和理解，以識别各種不同模式的目标和對象。圖像識别在機器(qì)視覺工(gōng)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(tōng)過條碼對産品進行跟蹤管理，通(tōng)過機器(qì)視覺系統，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(gāo)了現代化生(shēng)産的效率。

圖像檢測應用

檢測是機器(qì)視覺工(gōng)業領域最主要的應用之一(yī)。幾乎所有産品都需要檢測，而人工(gōng)檢測存在著(zhe)較多(duō)的弊端，因此，具有諸多(duō)優點的機器(qì)視覺在圖像檢測的應用方面也非常的廣泛。

視覺定位應用

視覺定位要求機器(qì)視覺系統能(néng)夠快速準确的找到(dào)被測零件(jiàn)并确認其位置。在半導體封裝領域，設備需要根據機器(qì)視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，這就(jiù)是視覺定位在機器(qì)視覺工(gōng)業領域最基本的應用。

物(wù)體測量應用

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

物(wù)體分揀應用

實際上(shàng)，物(wù)體分揀應用是建立在識别、檢測之後一(yī)個環節，通(tōng)過機器(qì)視覺系統将圖像進行處理，實現分揀。在機器(qì)視覺工(gōng)業應用中常用于食品分揀、零件(jiàn)表面瑕疵自(zì)動分揀、棉花纖維分揀等。

預期收益

機器(qì)視覺技(jì)術在減少勞動力的同時，以機器(qì)換人，更高(gāo)效、更穩定的提高(gāo)生(shēng)産速度和産品質量，對檢測的缺陷綜合識别率提高(gāo)，工(gōng)作效率提升, 同時爲企業注入新科技(jì)，提升企業的競争力，給企業帶來真正意義上(shàng)的生(shēng)産自(zì)動化，質量控制标準化、品質化和自(zì)動化。