機(jī)器視覺(jué)發(fā)展與未來(lái)之路

時(shí)間:2011-07-19

來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語(yǔ):視覺(jué)產(chǎn)品的技術(shù)也在不斷發(fā)生革新,從功能、性能指標(biāo)的進(jìn)步,到相關(guān)配套軟件的升級(jí),再到通訊方式的變化,無(wú)不體現(xiàn)出這種革新的趨勢(shì)。

  引言:

  視覺(jué)產(chǎn)品的技術(shù)也在不斷發(fā)生革新,從功能、性能指標(biāo)的進(jìn)步,到相關(guān)配套軟件的升級(jí),再到通訊方式的變化,無(wú)不體現(xiàn)出這種革新的趨勢(shì)。

  機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品在整個(gè)自動(dòng)化產(chǎn)品中屬于新興的一類(lèi)。盡管在大約十年前,機(jī)器視覺(jué)的概念已經(jīng)被引入到中國(guó)自動(dòng)化用戶(hù)面前,但在相當(dāng)一段時(shí)間里,這類(lèi)產(chǎn)品與技術(shù)還處于推廣普及期。之前,在半導(dǎo)體、電子制造等領(lǐng)域的特殊需求,使這一類(lèi)行業(yè)成為視覺(jué)應(yīng)用相對(duì)較為活躍的領(lǐng)域。而近年來(lái),視覺(jué)在汽車(chē)制造、包裝乃至新能源行業(yè)的一些場(chǎng)合也開(kāi)始了升溫。

  由于視覺(jué)產(chǎn)品屬于比較高端的產(chǎn)品,所以其應(yīng)用增長(zhǎng)趨勢(shì)也能夠從一定程度上反映出自動(dòng)化市場(chǎng)的需求環(huán)境。近兩年,在經(jīng)濟(jì)回升趨勢(shì)比較強(qiáng)勁的情況下,視覺(jué)產(chǎn)品也開(kāi)始面臨不斷增加的需求,這也許可以體現(xiàn)出自動(dòng)化市場(chǎng)的些許變化。

  一方面,是新興的應(yīng)用行業(yè)正在為自動(dòng)化開(kāi)啟更多的機(jī)遇。就視覺(jué)產(chǎn)品而言,無(wú)論是近年來(lái)新興的太陽(yáng)能制造、高速鐵路等行業(yè),還是在原有基礎(chǔ)上擴(kuò)大容量的高端生產(chǎn)、檢測(cè)設(shè)備領(lǐng)域,都相當(dāng)于充滿(mǎn)真金白銀的市場(chǎng)。

  另外一方面,視覺(jué)產(chǎn)品開(kāi)始增長(zhǎng)的趨勢(shì)也體現(xiàn)出人工成本的提升。在之前的一段時(shí)間,視覺(jué)產(chǎn)品為生產(chǎn)設(shè)備增加的成本與作用類(lèi)似的人工成本相比,還處于偏高的位置,而現(xiàn)在的情況則發(fā)生了改變。這也成為了視覺(jué)產(chǎn)品市場(chǎng)的刺激因素之一。

  以上兩方面,說(shuō)明了在廣泛的意義上,無(wú)論是全產(chǎn)業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、檢測(cè)水平的要求提高,還是人工成本的上揚(yáng),都傾向于轉(zhuǎn)為一種常態(tài)化。那么,在這種常態(tài)化的挑戰(zhàn)面前,打開(kāi)的并不僅僅是機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)業(yè)的機(jī)遇,也是整個(gè)自動(dòng)化業(yè)界的機(jī)遇。

  我們也注意到,在市場(chǎng)的要求不斷變化之時(shí),視覺(jué)產(chǎn)品的技術(shù)也在不斷發(fā)生革新。從功能、性能指標(biāo)的進(jìn)步,到相關(guān)配套軟件的升級(jí),再到通訊方式的變化,無(wú)不體現(xiàn)出這種革新的趨勢(shì)。

  有力的需求助推

  談到機(jī)器視覺(jué)需求的增長(zhǎng)動(dòng)力,新興行業(yè)的作用可謂非常強(qiáng)勁。新興行業(yè)往往代表著技術(shù)的革新,這不但體現(xiàn)在生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)過(guò)程方面,也體現(xiàn)在為了實(shí)現(xiàn)這些生產(chǎn)工藝和過(guò)程中需要使用的創(chuàng)新技術(shù)。而機(jī)器視覺(jué)則正屬于這樣的典型應(yīng)用。

  正如前文所提及的軌道交通、光伏制造等行業(yè),本身就具有非常巨大的潛力,在這些領(lǐng)域中的檢測(cè)等環(huán)節(jié),則正是視覺(jué)產(chǎn)品的用武之地。

  據(jù)廣州市施克傳感器有限公司機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品經(jīng)理劉雪飛介紹,在軌道交通行業(yè)中,視覺(jué)技術(shù)能提供鐵軌在線(xiàn)缺陷檢測(cè)、車(chē)身異物檢查等解決方案;而在光伏制造行業(yè),視覺(jué)技術(shù)也能在太陽(yáng)能硅片生產(chǎn)的全過(guò)程中提供全套的檢測(cè)方案,從而保證各環(huán)節(jié)的產(chǎn)品質(zhì)量,比如:硅棒直徑檢測(cè)、硅片缺陷(崩口、裂縫、凸點(diǎn))檢測(cè)等。

  除了用于檢測(cè)之外,視覺(jué)產(chǎn)品還可以為一些設(shè)備提供定位功能,比如同樣風(fēng)光無(wú)限的機(jī)器人行業(yè)。據(jù)介紹,在工業(yè)機(jī)器人行業(yè),視覺(jué)技術(shù)主要是充當(dāng)機(jī)器人的“眼睛”,跟機(jī)器人配合用于各種產(chǎn)品的定位,為機(jī)器人抓取物體提供坐標(biāo)信息。這樣的組合,可謂新技術(shù)與新技術(shù)之間的強(qiáng)強(qiáng)組合,其潛力自然不言而喻。

  而研拓自動(dòng)化技術(shù)總監(jiān)陳耀明先生則從勞動(dòng)力成本上升的角度,闡釋了這方面因素對(duì)視覺(jué)產(chǎn)品的助推作用。他認(rèn)為,近來(lái)的“招工難”、制造業(yè)工資水平上漲等一些現(xiàn)象都表明了勞動(dòng)力成本的上升趨勢(shì)。這也刺激了以自動(dòng)化技術(shù)代替人工的需求,視覺(jué)產(chǎn)品的應(yīng)用也包含在其中。

  他談到,從這個(gè)角度來(lái)看,視覺(jué)產(chǎn)品的作用不僅在于簡(jiǎn)單代替人工。優(yōu)秀的視覺(jué)系統(tǒng)在工作的效率、性能、準(zhǔn)確程度等方面能夠達(dá)到的水平,也是人工勞動(dòng)所無(wú)法比擬的。

  另外一個(gè)因素,則與國(guó)外企業(yè)進(jìn)軍中國(guó)本土息息相關(guān)。近年來(lái),大量國(guó)際企業(yè)的本地化,使得其生產(chǎn)線(xiàn)部件的采購(gòu)也已轉(zhuǎn)移到了中國(guó)國(guó)內(nèi),這無(wú)疑會(huì)為視覺(jué)產(chǎn)品在中國(guó)的銷(xiāo)量增長(zhǎng)添一杯羹。這一類(lèi)生產(chǎn)線(xiàn)等設(shè)備,其自動(dòng)化水平相對(duì)較高,從國(guó)外直接引進(jìn)到國(guó)內(nèi)采購(gòu)組裝的生產(chǎn)線(xiàn),現(xiàn)在則更多地在國(guó)內(nèi)進(jìn)行采購(gòu),當(dāng)然也刺激了國(guó)內(nèi)同類(lèi)競(jìng)爭(zhēng)者應(yīng)用機(jī)器視覺(jué)的積極性。

  方案式銷(xiāo)售考驗(yàn)廠(chǎng)商能力

  對(duì)視覺(jué)產(chǎn)品的銷(xiāo)售來(lái)說(shuō),與其稱(chēng)之為“賣(mài)產(chǎn)品”,不如說(shuō)是在“賣(mài)項(xiàng)目”、“賣(mài)方案”。其實(shí),這正是視覺(jué)產(chǎn)品的一個(gè)特點(diǎn),即注重方案式銷(xiāo)售。所以,很多機(jī)器視覺(jué)廠(chǎng)商不僅要在產(chǎn)品本身的研發(fā)上下功夫,對(duì)于應(yīng)用機(jī)器視覺(jué)的行業(yè),也必須具備一定的了解。而具備較深行業(yè)資質(zhì)、技術(shù)實(shí)力強(qiáng)的系統(tǒng)集成商,更是機(jī)器視覺(jué)廠(chǎng)商首選的合作伙伴。

  機(jī)器視覺(jué)之所以在銷(xiāo)售上形成這樣的特點(diǎn),主要是因?yàn)楹推渌簧僮詣?dòng)化產(chǎn)品相比,機(jī)器視覺(jué)屬于一類(lèi)專(zhuān)業(yè)性非常高的產(chǎn)品,對(duì)于很多用戶(hù)來(lái)說(shuō),具備一定的應(yīng)用門(mén)檻。視覺(jué)廠(chǎng)商往往比較熟悉產(chǎn)品與技術(shù)本身的功能與參數(shù),而用戶(hù)方則更多考慮從自身出發(fā)的應(yīng)用需求,如何將這兩方面很好地結(jié)合起來(lái),是打造成功視覺(jué)解決方案的一個(gè)前提。

  對(duì)此,堡盟電子(上海)有限公司視覺(jué)產(chǎn)品經(jīng)理李智勇談到:“視覺(jué)客戶(hù)在選擇廠(chǎng)商時(shí),越來(lái)越注重廠(chǎng)商能否針對(duì)他的應(yīng)用特點(diǎn)和需求,提供有針對(duì)性的解決方案?!彼J(rèn)為,這涉及到廠(chǎng)商在視覺(jué)硬件、軟件等各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)能力。比如在硬件方面,廠(chǎng)商提供的產(chǎn)品系列越豐富,尤其是可以提供一些防護(hù)等級(jí)高、抗干擾能力強(qiáng)的產(chǎn)品,在方案的配置上也就越靈活,對(duì)于一些比較特殊的環(huán)境,還可以提供專(zhuān)用的解決方案。

  李智勇談到,堡盟會(huì)與合作伙伴一起為客戶(hù)進(jìn)行完善的支持,從確定參數(shù)、選擇硬件、調(diào)試產(chǎn)品,一直到對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行后的性能進(jìn)行檢驗(yàn),都涵蓋在這一過(guò)程內(nèi)。而為了確保方案的適用性,測(cè)試產(chǎn)品的過(guò)程往往要長(zhǎng)達(dá)幾周甚至兩個(gè)月,在系統(tǒng)投運(yùn)之后,堡盟還會(huì)及時(shí)對(duì)客戶(hù)在使用中反饋的問(wèn)題進(jìn)行解決。此外,堡盟還積極與第三方軟件廠(chǎng)商進(jìn)行合作,讓用戶(hù)能夠最大程度發(fā)揮視覺(jué)系統(tǒng)的功能和效果。

  而研拓的陳耀明指出,一個(gè)視覺(jué)方案的成功實(shí)施,需要考慮到的因素包含方方面面,如客戶(hù)需求屬于動(dòng)態(tài)應(yīng)用還是靜態(tài)應(yīng)用,采用何種光源,需要達(dá)到的幀率是多少等,這些都要根據(jù)客戶(hù)的需求與條件,進(jìn)行詳細(xì)的選擇。

  他也指出,對(duì)于很多客戶(hù)而言,軟件也成為了關(guān)注的一個(gè)重要方面。對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō),硬件產(chǎn)品相當(dāng)于眼睛,而軟件部分則相當(dāng)于大腦,負(fù)責(zé)對(duì)圖像的處理,與用戶(hù)最終需要實(shí)現(xiàn)的功能直接相關(guān)。而這就需要廠(chǎng)商能夠提供兼容性強(qiáng)、功能多樣化的視覺(jué)軟件包,以滿(mǎn)足客戶(hù)的多樣化需求。在這方面,研華的優(yōu)勢(shì)十分突出。

  視覺(jué)新技術(shù)一覽

  機(jī)器視覺(jué)技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,至今還在不斷變革。究其原因,仍然是多樣化的需求在不斷策動(dòng)廠(chǎng)商對(duì)新技術(shù)進(jìn)行研發(fā)和應(yīng)用。

  談到視覺(jué)技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向,施克的劉雪飛對(duì)此做出了簡(jiǎn)要的概括。他認(rèn)為未來(lái)視覺(jué)產(chǎn)品將可以采集更多的信息量(從2D到3D),具有更快的檢測(cè)速度、更強(qiáng)大的軟件功能模塊和更簡(jiǎn)單的使用界面。他指出,由于用戶(hù)的需求也在變化,生產(chǎn)的產(chǎn)品種類(lèi)會(huì)更加復(fù)雜,使用視覺(jué)產(chǎn)品的場(chǎng)合也會(huì)越來(lái)越多,對(duì)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期而言,必然是越短越好。

  據(jù)劉雪飛介紹,施克推出的Ranger高速3D相機(jī)就代表了上面的一些技術(shù)趨勢(shì)。這款Ranger高速3D相機(jī)具有掃描速度高(高達(dá)35000幀/秒)、多重掃描(能同時(shí)輸出2D和3D圖像信息)、易于與第三方軟件兼容等特點(diǎn),主要應(yīng)用于電子、太陽(yáng)能、軌道交通等行業(yè),具體用于電子行業(yè)錫膏檢測(cè)、太陽(yáng)能硅片缺陷檢測(cè)、鐵軌表面缺陷檢測(cè)等工藝環(huán)節(jié)。

  談到視覺(jué)產(chǎn)品的發(fā)展,康耐視技術(shù)人士認(rèn)為,隨著機(jī)械視覺(jué)檢測(cè)產(chǎn)品的日漸普及與應(yīng)用的多元化,越來(lái)越多的行業(yè)將嘗試使用機(jī)械視覺(jué)來(lái)取代傳統(tǒng)的人工檢測(cè),尤其是人工檢測(cè)較為困難或判斷不一致的部分。這使得硬件和軟件在發(fā)展上將呈現(xiàn)下列趨勢(shì)。

  在硬件上,隨著機(jī)器視覺(jué)的普及,用戶(hù)將追求體積更小、功能更強(qiáng)大的產(chǎn)品。他談到,康耐視提供了相關(guān)的智能芯片(VSoC)來(lái)對(duì)應(yīng)滿(mǎn)足客戶(hù)在各種應(yīng)用上的需求。例如,康耐視最新的DataMan500系列讀碼器,由于得到了VSoC技術(shù)的支持,在視覺(jué)功能上得到了大幅提升,甚至超越了激光讀碼器,激光讀碼器無(wú)法完成的應(yīng)用,DataMan500也可以輕松地完成任務(wù),這在以前是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

  他談到,在軟件功能上,隨著量測(cè)、定位等應(yīng)用的普及,預(yù)計(jì)將會(huì)有越來(lái)越多的客戶(hù)轉(zhuǎn)向產(chǎn)品外觀的檢測(cè)。而在這方面康耐視不論在智能相機(jī)還是在PCbase軟件上,也會(huì)更多提供滿(mǎn)足相關(guān)應(yīng)用的產(chǎn)品,用戶(hù)將能夠更加直接地完成應(yīng)用。

  綜合上面這些因素可以看到,視覺(jué)產(chǎn)品的發(fā)展,將不局限于某一特定的方向,而是針對(duì)各種不同的應(yīng)用需求而呈現(xiàn)多樣化的發(fā)展。視覺(jué)產(chǎn)品的未來(lái),必將百花齊放。

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