機器視覺為智能工廠帶來了什麼——工廠的「眼睛」

摘要

隨著機器視覺系統的尺寸減小，以及速度、精度和解析度的提高，預計機器視覺系統的應用可能在未來幾年內大幅增長。

獵鷹可以成為獵人的精湛視野：它們不僅可以看到比普通人更多的四到五倍，而且還會看到更多的色彩，並具有更廣闊的視野。 那是什麼讓它們有能力在空中導航，並識別遙遠地面上的小獵物？

製造業從這類現象中得到了啟發。所以，今天我們看到機器視覺已經被引入到識別改進方面，並支持機器人的智能運動。

智能工廠的「眼睛」

簡單來說，機器視覺是一種圖像處理技術，可在集視場內實現自動對象掃描。工廠操作人員可能會將攝像機安裝在生產線或單元上，以進行實時過程式控制制、產品檢查、分揀以及機器人引導等。

該技術使機器人能夠解讀其視覺環境，使其能夠獨立和安全地移動。換句話說，它們可以使用視覺信息來識別環境，甚至做出一些沒有被直接編程的決策。

雖然相機並不像人眼那樣工作，但機器視覺系統可以使用圖像檢測軟體來檢查數據，並根據先驗知識得出結論。當檢查原材料和最終產品的缺陷質量時，該技術特別有用。如果發現問題，工廠可以及時重新生產一個零件或修正該過程。

除了用於探傷檢測，機器視覺系統還可以通過識別標籤確保操作的可追溯性。相機可以讀取標籤，通過獲取到的信息，可以導引產品的動向或標記哪些部件在供應鏈的什麼階段。

智能相機和感測器可以將信息數字化，解碼所捕獲的內容，避免人工解讀的工作量。然後，機器可以決定信息是否需要傳送到中央控制系統。這些是低成本、易於使用的系統，對於那些想要簡化自動化製造的人來說，是一個很好的選擇。

實時監控和積極響應

智能工廠理念的提出是基於強大的通信網路，以及在感測器、設備和機器之間信息的智能交換，而機器視覺正是智能工廠架構的核心之一。作為工廠的「眼睛」，基於工業相機的圖像處理系統可以計算和分析以前由人工處理的信息。這樣不僅可以減少誤差，還能夠使機器人靈活、實時地對生產控制的需求做出反應。

通過圖像處理設備捕獲、收集和交換數據，是實現生產過程互聯的關鍵技術。採集到的數據可以傳輸到相關的價值鏈，也可以用來觸發下一步的智能決策。在具有物聯網（IoT）功能的智能工廠中，將有更多的感測器不僅可以理解圖像，還可以識別圖案並從中學習，以便為將來的決策和行為提供信息。

例如，機器視覺技術可以用於檢查生產機器的磨損狀態。獲取的機器磨損信息不僅對於維護是有用的，還可以向工廠經理通知在斷開之前需要準備好更換的工業組件。

機器視覺也可以通過比較和分析提高工廠的效率。視覺感測器可以在全球範圍內記錄工廠運營，並將信息傳送到數據中心。IoT將這些遍布全球的工廠連接起來，允許與其他工廠比較流程、跟上最新技術的發展，並實時了解產品質量的變化。

隨著機器視覺系統的尺寸減小，速度、精度和解析度的提高，這些系統的應用可能在未來幾年內大幅增長，新一代的智能機器可能與獵鷹具有相同的視覺精度。

本文來自於《控制工程中文版》（CONTROL ENGINEERING China ）2017年8月刊《機器視覺專刊》欄目，原標題為：機器視覺為智能工廠帶來了什麼？

————本期雜誌封面————

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