機(jī)器視覺(jué)是一項(xiàng)綜合技術(shù),包括圖像處理、機(jī)械工程技術(shù)、控制、電光源照明、光學(xué)成像、傳感器、模擬與數(shù)字視頻技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)(圖像增強(qiáng)和分析算法、圖像卡、 I/O卡等)。
一個(gè)典型的機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用系統(tǒng)包括圖像捕捉、光源系統(tǒng)、圖像數(shù)字化模塊、數(shù)字圖像處理模塊、智能判斷決策模塊和機(jī)械控制執(zhí)行模塊。
機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)最基本的特點(diǎn)就是提高生產(chǎn)的靈活性和自動(dòng)化程度。在一些不適于人工作業(yè)的危險(xiǎn)工作環(huán)境或者人工視覺(jué)難以滿足要求的場(chǎng)合,
常用機(jī)器視覺(jué)來(lái)替代人工視覺(jué)。同時(shí),在大批量重復(fù)性工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,用機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)方法可以大大提高生產(chǎn)的效率和自動(dòng)化程度。
如今,中國(guó)正成為世界機(jī)器視覺(jué)發(fā)展最活躍的地區(qū)之一,應(yīng)用范圍涵蓋了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、軍事、航天、氣象、天文、公安、交通、安全、科研等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)行業(yè)。其重要原因是中國(guó)已經(jīng)成為全球制造業(yè)的加工中心,高要求的零部件加工及其相應(yīng)的先進(jìn)生產(chǎn)線,使許多具有國(guó)際先進(jìn)水平的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)也進(jìn)入了中國(guó)。
經(jīng)歷過(guò)長(zhǎng)期的蟄伏,2010年中國(guó)機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)迎來(lái)了爆發(fā)式增長(zhǎng)。數(shù)據(jù)顯示當(dāng)年,中國(guó)機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到8.3億元,同比增長(zhǎng)48.2%,其中智能相機(jī)、軟件、光源和板卡的增長(zhǎng)幅度都達(dá)到了50%,工業(yè)相機(jī)和鏡頭也保持了40%以上的增幅,皆為2007年以來(lái)的最高水平。
2011年,中國(guó)機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)步入后增長(zhǎng)調(diào)整期。相較2010年的高速增長(zhǎng),雖然增長(zhǎng)率有所下降,但仍保持很高的水平。2011年中國(guó)機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)規(guī)模為10.8億元,同比增長(zhǎng)30.1%,增速同比2010年下降18.1個(gè)百分點(diǎn),其中智能相機(jī)、工業(yè)相機(jī)、軟件和板卡都保持了不低于30%的增速,光源也達(dá)到了28.6%的增長(zhǎng)幅度,增幅遠(yuǎn)高于中國(guó)整體自動(dòng)化市場(chǎng)的增長(zhǎng)速度。電子制造行業(yè)仍然是拉動(dòng)需求高速增長(zhǎng)的主要因素。2011年機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品電子制造行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模為5.0億人民幣,增長(zhǎng)35.1%。市份額達(dá)到了46.3%。電子制造、汽車、制藥和包裝機(jī)械占據(jù)了近70%的機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)份額。
一個(gè)典型的工業(yè)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)包括:光源、鏡頭(定焦鏡頭、變倍鏡頭、遠(yuǎn)心鏡頭、顯微鏡頭)、 相機(jī)(包括CCD相機(jī)和COMS相機(jī))、圖像處理單元(或圖像捕獲卡)、圖像處理軟件、監(jiān)視器、通訊 / 輸入輸出單元等。
在國(guó)外,機(jī)器視覺(jué)的應(yīng)用普及主要體現(xiàn)在半導(dǎo)體及電子行業(yè),其中大概40%-50%都集中在半導(dǎo)體行業(yè)。具體如PCB印刷電路:各類生產(chǎn)印刷電路板組裝技術(shù)、設(shè)備;單、雙面、多層線路板,覆銅板及所需的材料及輔料;輔助設(shè)施以及耗材、油墨、藥水藥劑、配件;電子封裝技術(shù)與設(shè)備;絲網(wǎng)印刷設(shè)備及絲網(wǎng)周邊材料等。SMT表面貼裝:SMT工藝與設(shè)備、焊接設(shè)備、測(cè)試儀器、返修設(shè)備及各種輔助工具及配件、SMT材料、貼片劑、膠粘劑、焊劑、焊料及防氧化油、焊膏、清洗劑等;再流焊機(jī)、波峰焊機(jī)及自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)備。電子生產(chǎn)加工設(shè)備:電子元件制造設(shè)備、半導(dǎo)體及集成電路制造設(shè)備、元器件成型設(shè)備、電子工模具。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)還在質(zhì)量檢測(cè)的各個(gè)方面已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,并且其產(chǎn)品在應(yīng)用中占據(jù)著舉足輕重的地位。除此之外,機(jī)器視覺(jué)還用于其他各個(gè)領(lǐng)域。
而在中國(guó),視覺(jué)技術(shù)的應(yīng)用開(kāi)始于90年代,因?yàn)樾袠I(yè)本身就屬于新興的領(lǐng)域,再加之機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品技術(shù)的普及不夠,導(dǎo)致以上各行業(yè)的應(yīng)用幾乎空白。目前國(guó)內(nèi)機(jī)器視覺(jué)大多為國(guó)外品牌。國(guó)內(nèi)大多機(jī)器視覺(jué)公司基本上是靠代理國(guó)外各種機(jī)器視覺(jué)品牌起家,隨著機(jī)器視覺(jué)的不斷應(yīng)用,公司規(guī)模慢慢做大,技術(shù)上已經(jīng)逐漸成熟。
隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高,3D機(jī)器視覺(jué)也開(kāi)始進(jìn)入人們的視野。3D機(jī)器視覺(jué)大多用于水果和蔬菜、木材、化妝品、烘焙食品、電子組件和醫(yī)藥產(chǎn)品的評(píng)級(jí)。它可以提高合格產(chǎn)品的生產(chǎn)能力,在生產(chǎn)過(guò)程的早期就報(bào)廢劣質(zhì)產(chǎn)品,從而減少了浪費(fèi)節(jié)約成本。這種功能非常適合用于高度、形狀、數(shù)量甚至色彩等產(chǎn)品屬性的成像。
在行業(yè)應(yīng)用方面,主要有制藥、包裝、電子、汽車制造、半導(dǎo)體、紡織、煙草、交通、物流等行業(yè),用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)取代人工,可以提供生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。例如在物流行業(yè),可以使用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)進(jìn)行快遞的分揀分類,不會(huì)出現(xiàn)大多快遞公司人工進(jìn)行分揀,減少物品的損壞率,可以提高分揀效率,減少人工勞動(dòng)。