机器视觉带你看清智慧工业

智慧工业离不开智能制造，智能制造离不开机器视觉。机器视觉是近年来发展迅速的一项新技术，利用光机电一体化的手段使机器具有视觉的功能。机器视觉为工业自动化打开了“新窗口”。智能制造时代，机器视觉发展潜力巨大。

机器视觉让机器看懂世界

顾名思义，机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉的应用主要表现在四个方面：

引导和定位：上下料使用机器视觉来定位，引导机械手臂准确抓取。

外观检测：检测生产线上产品有无质量问题，该环节也是取代人工最多的环节。

高精度检测：有些产品的精密度较高，达到0.01~0.02m甚至到μm级，人眼无法检测必须使用机器完成。

识别：数据的追溯和采集，在汽车零部件、食品、药品等应用较多。

以检测应用为例，简单介绍机器视觉的工作原理。用工业相机采集被检测器件的图像，这是机器视觉最重要的一个环节，为了检测出所有需要的特征，需要不断地调整光源和相机的参数，然后利用专业的图像处理软件将模拟信号转化为数字信号，再对其进行运算，抽取目标的待检测特征，如颜色、器件表面是否有划痕、规格大小是否合格、表面涂料是否均匀等等，然后输出结果，反馈到机械端对器件进行分检，将不合格器件挑选出来，即图像获取、信息处理和完成分拣三个过程。如图1所示。

机器视觉技术的工作原理

机器视觉发展潜力巨大

机器视觉系统的优势在于提高生产的产品质量和生产线自动化程度。尤其是在一些不适合人工作业的危险工作或人眼难以满足要求的场合；同时在大批量工业生产过程中，用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高，用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。业内预计，机器视觉未来市场将会进一步打开。

机器视觉技术工业应用

当前国内机器视觉技术广泛应用于电子及半导体制造、汽车制造、工业检测、药品检测分装、食品包装、印刷检测、铁路及公路检测、公共安全、金融、生物医学、娱乐、军事、化工及科研等领域。而工业领域毋庸置疑是机器视觉应用比重最大的领域，其重要原因是中国已经成为全球制造业的加工中心，高要求的零部件加工及其相应的先进生产线改造，使机器视觉产品在工业制造领域的应用达到顶峰。

工业机器人定位技术

机器人的智能化程度影响着整个工业演化的进程，传统的机器人大多是通过示教再现或者预编程来实现各种操作，极大地限制了机器人的应用。具有听觉、机器视觉及多种传感器的机器人运动控制技术，是柔性自动化制造技术中的典范，利用机器人的视觉控制，不需要预先对工业机器人的运动轨迹进行示教或离线编程，可节约大量的编程时间，提高生产效率和加工质量。

让机器人像人一样，有自我意识：走到什么地方，去抓取什么工件，用多大力度去抓，把工件放置在什么位置进行装配，不是由人类设定程序控制，而是机器人自己做。这个“自我控制”的过程实际上就是通过机器视觉技术让工业机器人有了智力。

工业在线检测系统

机器视觉在工业在线检测的各个应用领域十分活跃，如：印刷电路板的视觉检查、钢板表面的自动探伤、大型工件平行度和垂直度测量、容器容积或杂质检测、机械零件的自动识别分类和几何尺寸测量等。

图像识别完成数据的追溯和采集

电子标签是近年发展起来的一项新技术，它采用机器视觉的识别技术，将涉及产品的各种质量信息写入或读出。例如，在四缸发动机的缸体生产线上，主轴承盖在缸体上的装配是一个典型示例。