2020年的智能制造离不开机器视觉！

近年来随着相关技术的进步，我国制造业逐步渗透到装配、检测等高端复杂的领域，而3C产业拥有强大的覆盖规模，将成为当下智能制造的新增长点。

智能制造是一种全新的生产模式，它将采用多种先进的技术，例如机器人、人工智能、物联网、大数据等，进一步实现高效、节能和灵活的工厂。其中，机器视觉是迈向先进制造极其关键的一项技术。

一、机器视觉的原理与作用

计算机视觉是采用机器代替人眼来做测量和判断的技术。其主要原理是，通过相机产品(即图像摄取装置)，将被摄取目标转换成图像信号，然后再传送给专用的图像处理系统，系统根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号,从而分析出被摄目标的形成。

作为计算机视觉的一大分支，工业视觉更多注重广义图像信号（激光，摄像头）与自动化控制（生产线）方面的应用，与人眼相比，工业视觉在精确程度、客观程度、可重复性、成本以及效率上都有明显的优势。

机器视觉是一项综合技术，包括图像处理、机械工程技术、控制、电光源照明、光学成像、传感器、模拟与数字视频技术、计算机软硬件技术(图像增强和分析算法、图像卡、I/O卡等)。一个典型的机器视觉应用系统包括图像捕捉、光源系统、图像数字化模块、数字图像处理模块、智能判断决策模块和机械控制执行模块。

机器视觉系统最基本的特点就是提高生产的灵活性和自动化程度。在一些不适于人工作业的危险工作环境或者人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来替代人工视觉。同时，在大批量重复性工业生产过程中，用机器视觉检测方法可以大大提高生产的效率和自动化程度。

工业视觉可用于实现对产品表面信息进行检测、非接触式测量产品外观尺寸、判断物体位置坐标以及识别判断物体的颜色、形状等特征。从应用工艺来看，工业视觉既可以和机器人配合，实现分拣、装配、印刷等工艺，也可以进行高性能和精密组件的检测和测量，后者对精密程度要求更高，但也恰恰是人眼难以实现的，需求也更大。工业视觉相当于给赋予生产过程一双眼睛，让制造智能化，打开了智能制造的新“视界”。

二、机器视觉的应用主要有检测和机器人视觉两个方面

（1）检测：又可分为高精度定量检测（例如显微照片的细胞分类、机械零部件的尺寸和位置测量）和不用量器的定性或半定量检测（例如产品的外观检查、装配线上的零部件识别定位、缺陷性检测与装配完全性检测）。

（2）机器人视觉：用于指引机器人在大范围内的操作和行动，如从料斗送出的杂乱工件堆中拣取工件并按一定的方位放在传输带或其他设备上（即料斗拣取问题）。至于小范围内的操作和行动，还需要借助于触觉传感技术。

三、机器视觉需求飙升，或成蓝海市场

以智能手机为代表的，全面屏、指纹识别、虹膜识别、柔性屏等新产品乃至整个电子制造领域，对机器视觉也提出了史无前例的精度标准。为了应付层出不穷的新应用需求，工业相机的设计也出现了新的发展方向。由此看来，工业4.0离不开智能制造，智能制造离不开机器视觉。机器视觉是实现工业自动化和智能化的必要手段，也是人类视觉在机器上的延伸。

长期以来，我国的机器人产业智能化之路一直被机器视觉问题所困扰。再过去很长一段时间里，这项核心技术一直被美国、日本等国家掌握，国内机器视觉技术与国外相比还相对落后，关键的技术设备还依赖于进口。

四、全球机器视觉技术发展日渐成熟

机器视觉技术的发展起源于20世纪60年代中期，被美国学者罗伯兹提出并开始研究，到70年代，机器视觉形成了几个重要研究分支，直到20世纪80到90年代，机器视觉才迎来了蓬勃发展，而在21世纪之后，机器视觉技术才步入成熟期。

由于核心软硬件中价值量较高的部分国外产品较为强势，国内厂商正在奋起直追，但目前仍有较大差距。核心软硬件成本占据工业视觉总成本80%，国外企业凭借深厚的研发背景和技术优势，抢占绝大部分市场，且普遍享有高利润。尤其在成本最高的工业相机、工业镜头、图像处理软件上国外的产品还是具有相当的优势。

机器视觉作为工业自动化的“眼睛”，可以称之为“灵魂之窗”。无论是从物件条码识别拣放、产品质量检测、外观尺寸测量、传动设备追踪定位等离不开机器视觉技术。因此，随着智能制造的发展，机器人视觉也迎来了新的应用需求。有公开数据显示，在2018年，全球用于工业自动化领域的机器视觉技术市场规模达44．4亿美元，预计2023年将达122．9亿美元，其年复合增长率高达21％。

五、机器视觉的中国市场不断扩张，增速高于全球水平

我国机器视觉起步较晚，但由于我国下游行业应用较为广泛，发展较为迅速，如今，中国已经成为世界机器视觉发展最活跃的地区之一，应用范围其应用范围涵盖了工业、农业、医药、军事、航天、气象、天文、科研等国民经济的各个行业。重要原因是中国已经成为全球制造业的加工中心，高需求的零部件加工及其相应的先进生产线，使许多有国际先进水平的机器视觉系统和应用也进入了中国。经过长期蛰伏，中国机器视觉迎来了爆发式增长，数据显示，中国机器视觉规模已经达到70亿。

总之，当前智能制造发展如火如荼，为社会带来持续不断的动能。无论是“中国制造2025”还是“工业4.0”都离不开智能制造，离不开机器视觉，而机器视觉技术必将作为智能制造领域的“智慧之眼”不断发展进步。未来必将大放异彩。

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