2016年11月1日——5日，上海，四葉草，國(guó)家會(huì)展中心，第十八屆中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)在這里如期舉行。人潮涌動(dòng)，新品百出，精彩紛呈！一場(chǎng)工業(yè)自動(dòng)化的饕餮盛宴火熱上演，為人們帶來(lái)不一樣的視覺(jué)體驗(yàn)！作為一年一度的行業(yè)盛會(huì)，我們可以透過(guò)工博會(huì)看到整個(gè)行業(yè)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。工業(yè)4.0強(qiáng)勢(shì)來(lái)襲，人工智能應(yīng)用迅猛增長(zhǎng)，工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)迎來(lái)全面發(fā)展時(shí)期！

而機(jī)器視覺(jué)則可以說(shuō)是工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的靈魂之窗，從物件/條碼辨識(shí)、產(chǎn)品檢測(cè)、外觀(guān)尺寸量測(cè)到機(jī)械手臂/傳動(dòng)設(shè)備定位，都是機(jī)器視覺(jué)技術(shù)可以發(fā)揮的舞臺(tái)。

機(jī)器視覺(jué)+機(jī)器人

機(jī)器人（Robot）是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。它既可以接受人類(lèi)指揮，又可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類(lèi)工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險(xiǎn)的工作。機(jī)器人一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置、檢測(cè)裝置和控制系統(tǒng)和復(fù)雜機(jī)械等組成。

機(jī)器視覺(jué)在機(jī)器人上的應(yīng)用是十分必要的，工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人都需要機(jī)器視覺(jué)這只“眼睛”，但工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人對(duì)機(jī)器人視覺(jué)的需求卻是不同的。

機(jī)器視覺(jué)在工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人上的區(qū)別，首先就是應(yīng)用場(chǎng)景。在工業(yè)機(jī)器人的環(huán)境里，計(jì)算機(jī)視覺(jué)看到的場(chǎng)景是相對(duì)單一，但服務(wù)機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景就要復(fù)雜很多。場(chǎng)景之外，便是精度方面。在工業(yè)機(jī)器人里面，計(jì)算機(jī)視覺(jué)的辨識(shí)精度一定是在毫米級(jí)以下的，包括靜態(tài)的辨識(shí)精度和動(dòng)態(tài)的辨識(shí)精度，靜態(tài)指的是相機(jī)或者觀(guān)測(cè)物品相對(duì)處在一個(gè)靜止的狀態(tài)，它這個(gè)時(shí)候的辨識(shí)精度取決于相機(jī)的分辨率，包括物品的邊緣是否清晰，差異化是否很明確，這個(gè)時(shí)候精度甚至可以達(dá)到微米級(jí)以下，服務(wù)機(jī)器人大部分的精度并不會(huì)很高，可能會(huì)在厘米級(jí)以上。

機(jī)器視覺(jué)多方位拓展應(yīng)用

作為一種給機(jī)器人帶來(lái)視覺(jué)功能的關(guān)鍵技術(shù)，機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用廣泛。從工業(yè)視覺(jué)到計(jì)算機(jī)視覺(jué)，從人機(jī)交互到自動(dòng)駕駛，從虛擬現(xiàn)實(shí)到物體自動(dòng)識(shí)別，機(jī)器視覺(jué)都能擔(dān)當(dāng)著重要角色。

機(jī)器視覺(jué)是利用光學(xué)系統(tǒng)、工業(yè)數(shù)字相機(jī)和圖像處理工具來(lái)模擬人類(lèi)視覺(jué)和思維的技術(shù)。自動(dòng)化裝備可分為傳感檢測(cè)、監(jiān)控系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)三大類(lèi)，機(jī)器視覺(jué)屬于傳感檢測(cè)領(lǐng)域的自動(dòng)化應(yīng)用設(shè)備。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)具有極高的分辨精度和處理速度，在諸多指標(biāo)上達(dá)到或超過(guò)人眼的視覺(jué)能力，并可以通過(guò)紅外線(xiàn)、超聲波、微波專(zhuān)用傳感器成像等處理人體無(wú)法感知的內(nèi)容。此外，機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)還可以不間斷工作，并具有成像指標(biāo)客觀(guān)可量化等優(yōu)點(diǎn)。

從產(chǎn)品應(yīng)用來(lái)看，機(jī)器視覺(jué)不僅作為單一產(chǎn)品應(yīng)用于質(zhì)量檢測(cè)等領(lǐng)域，目前還被廣泛安裝在工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品中，屬于自動(dòng)化工程中的上游核心環(huán)節(jié)，在工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程中的應(yīng)用較為廣泛。數(shù)據(jù)顯示，去年全球機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)規(guī)模約42億美元，同比增長(zhǎng)10.5%。其中，美國(guó)是全球最大的機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)，占到50%的份額。我國(guó)機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)業(yè)起步較晚，但近年來(lái)發(fā)展迅猛，去年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)3.5億美元，增速約22.2%。機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，未來(lái)幾年，我國(guó)機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)業(yè)將維持20%的增速，遠(yuǎn)高于全球的8.4%平均水平。

我國(guó)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)日趨成熟，未來(lái)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒅鸩酵貙挘称?、包裝、印刷、物流、儀器儀表等行業(yè)需求有望顯著提升。

OPCUA：機(jī)器視覺(jué)大有可為

如何使機(jī)器視覺(jué)能夠適應(yīng)“工業(yè)4.0”以及未來(lái)的智能工廠(chǎng)?VDMA與OPC聯(lián)合推出的“OPC統(tǒng)一架構(gòu)機(jī)器視覺(jué)配套規(guī)范”，旨在通過(guò)OPCUA實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)與生產(chǎn)控制和IT系統(tǒng)的無(wú)縫集成。

要使機(jī)器視覺(jué)能夠適應(yīng)“工業(yè)4.0”以及未來(lái)的工廠(chǎng)生產(chǎn)，目的是通過(guò)采用OPCUnifiedArchitecture(OPC統(tǒng)一架構(gòu)，簡(jiǎn)稱(chēng)“OPCUA”)，將機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)直接整合進(jìn)生產(chǎn)控制與IT系統(tǒng)。

機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)不可或缺的一部分。它們能夠完成高質(zhì)量測(cè)試、引導(dǎo)機(jī)器、控制工藝、識(shí)別組件、讀取編碼并為優(yōu)化生產(chǎn)提供極有價(jià)值的數(shù)據(jù)。就在生產(chǎn)工藝中采集與解讀信息的數(shù)量而言，任何組件都比不上機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)。“在我看來(lái)，它是成功實(shí)現(xiàn)‘工業(yè)4.0’的關(guān)鍵技術(shù)?！盢offz博士說(shuō)。

據(jù)OPCFoundation副總裁StefanHoppe所說(shuō)，“OPCFoundation提供的是從傳感器至企業(yè)之間各類(lèi)橫向與縱向信息整合所需的工業(yè)互操作性標(biāo)準(zhǔn)。OPCUA已經(jīng)初步將重點(diǎn)放在工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)之上，因?yàn)镺PCUA的模式是完全獨(dú)立于供貨商與操作系統(tǒng)，很快就被其它市場(chǎng)與領(lǐng)域采納為互操作性解決方案?！痹诘聡?guó)“工業(yè)4.0”倡議中，已經(jīng)將OPCUA技術(shù)確認(rèn)為推薦采用的通信技術(shù)。

很多其它組織已經(jīng)開(kāi)始利用OPCUA信息建模功能，以實(shí)現(xiàn)信息孤島之間系統(tǒng)的無(wú)縫整合。機(jī)器與設(shè)備生產(chǎn)廠(chǎng)商首先需要描述所用數(shù)據(jù)及接口，之后再通過(guò)配置安全證書(shū)實(shí)現(xiàn)可用性或提供保護(hù)。將不同的傳輸機(jī)制整合起來(lái)，能夠在車(chē)間甚至云計(jì)算等不同情境下，以最佳的方式傳送信息與數(shù)據(jù)。

越來(lái)越多的VDMA專(zhuān)業(yè)協(xié)議開(kāi)始關(guān)注OPUUA。VDMA正在編制一套名為“使用OPCUA實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0通信”的指導(dǎo)方針，其目的是就整合過(guò)程為機(jī)械工程行業(yè)提供支持與實(shí)施建議。據(jù)負(fù)責(zé)“VDMA工業(yè)4.0論壇”的ChristianMosch博士所說(shuō)，“編制這個(gè)指導(dǎo)方針意在明確支持將OPCUA作為‘工業(yè)4.0’的通信協(xié)議。在‘工業(yè)4.0’的背景下，希望中小型企業(yè)在建立及擴(kuò)展工業(yè)通信方面的門(mén)檻會(huì)有所降低?！?/p>

如果說(shuō)工業(yè)機(jī)器人是人類(lèi)手的延伸，那么機(jī)器視覺(jué)就相當(dāng)于人類(lèi)眼睛的延伸，毋庸置疑，機(jī)器視覺(jué)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化和智能化的必要手段。而就中國(guó)目前市場(chǎng)狀況而言，國(guó)內(nèi)機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品與國(guó)外產(chǎn)品的差距不僅僅是在技術(shù)層面，品牌和知識(shí)產(chǎn)權(quán)的提升也是國(guó)內(nèi)企業(yè)需要努力的方向。

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（本文由中國(guó)傳動(dòng)網(wǎng)整理發(fā)布，部分資料來(lái)源于工控網(wǎng)、中國(guó)智能制造網(wǎng)、上海證券報(bào)、新電子、高工機(jī)器人網(wǎng)）