为何工业4.0离不开机器视觉 看人类视觉VS机器视觉

工业4.0的兴起，信息化技术的浪潮加速了制造产业的变革步伐，人类视觉已经无法满足现代企业高速发展的需求，因此，高精度、高效率且成本更低的制造需求，促使企业走向智能化和自动化的方向。机器视觉是实现工业自动化强有力的工具，与人类视觉相比，机器视觉的可靠性更高，客观性更强，持续工作时间越长。

传统的生产线，是单纯地依靠人类肉眼视觉，对生产的过程进行识别检测，毕竟人的精力有限，检测的速度慢，准确度也低。同时人眼仅能感知可见光波段，获取信息有限。如果到了高温、寒冷、狭窄或者高空等极端的场景下，人类的视觉检测就没办法用了。所以，高效准确、灵活稳定、信息丰富、应用广泛的机器视觉开始逐渐代替人类视觉，带领生产制造业走向提速增效的发展之路。

机器视觉常常用来检测人眼难以识别的问题，比如物体的微小缺陷及形变、高压电缆的放电检测、不透明包装的产品填充检查等等。一套机器视觉系统一般包含光源、镜头、工业相机、机器视觉软件等软硬件产品，工业相机在合适的光照下采集被测物的图像，再由机器视觉视觉软件对图像进行数字化分析及处理。在机器视觉中，相机快门时间可达微秒级，还能够感知紫外到红外的宽波段范围光谱，且机器视觉产品有宽温、抗振等不同性能可以选择，适应性强，因此，相较于人类视觉，机器视觉成本更低，且更加高效稳定，应用广泛。

机器视觉和人类视觉的差别：

1、观测精度

人类视觉：人类手工操作无法达到高精度要求。

机器视觉：识别精度和抓取精度均高于人类操作精度，可精准地控制位移量。

2、彩色识别能力

人类视觉：对色彩的分辨能力强，但容易受人的心理影响，不能量化

机器视觉：受硬件条件的制约，目前一般的图像采集系统对色彩的分辨能力较差，但具有可量化的优点

3、灰度分辨力

人类视觉：差，一般只能分辨64个灰度级

机器视觉：强，目前一般使用256灰度级，采集系统可具有10bit、12bit、16bit等灰度级

4、空间分辨力

人类视觉：分辨率较差，不能观看微小的目标

机器视觉：目前有4K×4K的面阵相机和8K的线阵相机，通过备置各种光学镜头，可观测小到微米大到天体的目标

5、速度

人类视觉：人眼无法看清快速运动的目标

机器视觉：快门时间可达到10μs左右，高速像机帧率可达到1000fps以上，处理器的速度越来越快

6、感光范围

人类视觉：400nm-750nm范围的可见光

机器视觉：从紫外到红外的较宽光谱范围，另有X光等特殊相机

7、智能化

人类视觉：可对工件进行理性分析，对工件的具体详细情况进行分析，得到一定规律。

机器视觉：可以利用人工智能技术，但不够智能，通过多次学习识别结果进行分析，按照人类设定思路进行。

8、环境要求

人类视觉：对环境温度、湿度的适应性差，另外有许多场合对人有损害

机器视觉：对环境适应性强，另外可加防护装置

9、环境适应

人类视觉：人类在长期恶劣的环境中工作（比如激光环境等）对身体健康有很大的影响。

机器视觉：可以长期总恶劣的工作环境中替代人工的位置。

审核编辑 黄昊宇