隨著近年來(lái)我國(guó)制造業(yè)自動(dòng)化改造的趨勢(shì)愈加明顯，越來(lái)越多的企業(yè)開始將機(jī)器視覺(jué)融入到自動(dòng)化產(chǎn)線中。機(jī)器視覺(jué)正在當(dāng)今的制造業(yè)扮演著越來(lái)越重要的角色。這一點(diǎn)，從這兩年各家視覺(jué)產(chǎn)品廠商忙不過(guò)來(lái)的訂單和連續(xù)高速增長(zhǎng)的營(yíng)業(yè)額就可見(jiàn)一斑。

一般情況下，我們都會(huì)認(rèn)為，通常能夠提供機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品和系統(tǒng)解決方案的玩家，應(yīng)該都是那些視覺(jué)領(lǐng)域的專業(yè)品牌，例如：COGNEX、DATALOGIC、SICK...等等。而在眾多傳統(tǒng)的工業(yè)自動(dòng)化品牌中，能夠提供專業(yè)視覺(jué)解決方案的廠家其實(shí)并不多。我的印象中，只有像OMRON、DELTA和KEYENCE...等這些自動(dòng)化元件供應(yīng)商，是具備整套視覺(jué)系統(tǒng)產(chǎn)品線的。

即使是像SIEMENS這樣的自動(dòng)化巨頭，也僅僅是在其數(shù)字化身份識(shí)別系統(tǒng)中，包含了兩款工業(yè)相機(jī)MV440/420，并且還都是入門級(jí)的讀碼器產(chǎn)品。然而，不知大家注意到?jīng)]有，近來(lái)有一批傳統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)供應(yīng)商，就跟商量好似的，扎堆兒布局視覺(jué)產(chǎn)品。

先是OMRON在2017年9月底收購(gòu)了一家美資讀碼設(shè)備制造商MICROSCAN。

緊接著在紐倫堡舉行的SPSIDCDrive上，幾家來(lái)自歐洲的自動(dòng)化公司，不約而同的展示了各自的新款視覺(jué)產(chǎn)品和解決方案。

SIEMENS以全新的MV540高性能工業(yè)相機(jī)，擴(kuò)充了其原有的視覺(jué)產(chǎn)品線。

同樣是來(lái)自德國(guó)的Beckhoff，在其最新版本的TwinCAT3中，集成了多種機(jī)器視覺(jué)功能。

而來(lái)自?shī)W地利，現(xiàn)已是ABB旗下品牌的B&R，則是基于AutomationPC/以太網(wǎng)POWERLINK技術(shù)的設(shè)備控制系統(tǒng)，推出了首款機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品：上圖這款橙色相機(jī)。

此同時(shí)，風(fēng)頭正勁的RockwellAutomation在拒絕了愛(ài)默生290億美元收購(gòu)要約后，立刻轉(zhuǎn)身收購(gòu)了一家來(lái)自蘇格蘭愛(ài)丁堡、提供3D圖像技術(shù)的公司OdosImaging。

話說(shuō)這年頭的機(jī)器視覺(jué)技術(shù)，絕對(duì)可以算得上是工業(yè)領(lǐng)域的一大熱門，因?yàn)槭袌?chǎng)前景一片大好而被各界廣泛看好追捧，的確是件很自然的事情。

不過(guò)，從產(chǎn)品和設(shè)備使用的角度看，我們更關(guān)注的或許是，將機(jī)器視覺(jué)和自動(dòng)化控制“兩個(gè)世界”的技術(shù)整合在一起，會(huì)在性能、成本以及應(yīng)用體驗(yàn)...等各方面給用戶帶來(lái)怎樣的影響和改變。

而這，還是得從目前市面上主流的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)說(shuō)起。

老實(shí)說(shuō)，盡管當(dāng)下主流的機(jī)器視覺(jué)技術(shù)已經(jīng)看上去十分牛掰了，但實(shí)際上它們?cè)谠O(shè)備系統(tǒng)中基本上都還是相對(duì)獨(dú)立的，有時(shí)甚至可以說(shuō)是非常封閉的。視覺(jué)產(chǎn)品與控制系統(tǒng)之間的接口極為有限，也談不上什么信息和數(shù)據(jù)的相互共享。

這其實(shí)在一定程度上增加了在設(shè)備產(chǎn)線中集成和使用視覺(jué)技術(shù)的難度，因?yàn)橛脩舨粌H需要同時(shí)操作和維護(hù)兩套各自獨(dú)立的控制系統(tǒng)，還必須為了兩套系統(tǒng)之間的各種（實(shí)時(shí)）數(shù)據(jù)交互而投入大量人力、硬件和時(shí)間成本。

尤其是現(xiàn)在的工業(yè)制造流程中，有越來(lái)越多的環(huán)節(jié)需要用到視覺(jué)技術(shù)，除了幫助識(shí)別和采集產(chǎn)品信息，還需要直接參與各種實(shí)時(shí)的機(jī)器控制。雙重系統(tǒng)帶來(lái)的復(fù)雜性，極大的抬高了機(jī)器視覺(jué)的應(yīng)用門檻。

如上圖所示，在集成機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中，機(jī)器視覺(jué)僅僅是作為設(shè)備控制的一個(gè)應(yīng)用模塊，被整合到產(chǎn)線設(shè)備的控制系統(tǒng)中。用戶無(wú)需再考慮系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互和界面切換，僅使用一套自動(dòng)化控制系統(tǒng)，即可以完成對(duì)各類應(yīng)用參數(shù)的設(shè)置和調(diào)整。

機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的應(yīng)用將因此而被極大簡(jiǎn)化，設(shè)備的總體成本也會(huì)得到顯著的優(yōu)化。

貌似這樣說(shuō)還是太過(guò)于抽象了。接下來(lái)，讓我們看幾個(gè)在機(jī)器視覺(jué)的應(yīng)用過(guò)程中可能出現(xiàn)的場(chǎng)景。

首先，若要將產(chǎn)品圖像信息（如產(chǎn)品標(biāo)識(shí)、條碼/二維碼、品質(zhì)瑕疵...等）快速呈現(xiàn)到產(chǎn)線和管理系統(tǒng)的屏幕上，如：操作員終端、工廠大屏幕、中控室...等，在集成機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中將變得極為簡(jiǎn)單，很可能也就是點(diǎn)幾下鼠標(biāo)的事情。

其次，在集成機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中，將更容易實(shí)現(xiàn)對(duì)高速運(yùn)動(dòng)中的物體的精準(zhǔn)圖像捕捉，無(wú)需再在相機(jī)上接入編碼器，直接使用由高速傳感器觸發(fā)獲取的輸送線位置，就可以完成對(duì)相機(jī)快門的實(shí)時(shí)控制。

而如果要在識(shí)別出產(chǎn)品瑕疵后進(jìn)一步對(duì)其做出準(zhǔn)確的剔廢動(dòng)作，目測(cè)用幾條運(yùn)控指令就完全可以搞定了。

再比如，若要對(duì)產(chǎn)線上的每個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行雙重甚至多次圖像識(shí)別，例如：需要同時(shí)記錄產(chǎn)品條碼、標(biāo)簽和外觀，傳統(tǒng)的做法需要為相鄰的幾臺(tái)相機(jī)各接入一支光電觸發(fā)傳感器和編碼器。

但如果使用集成機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)，就只需將一個(gè)光電輸入信號(hào)、多臺(tái)視覺(jué)相機(jī)和輸送帶編碼器通過(guò)運(yùn)控總線接入同一個(gè)設(shè)備控制系統(tǒng)，并基于輸送帶上的產(chǎn)品位置完成對(duì)相機(jī)快門動(dòng)作的精準(zhǔn)觸發(fā)，硬件連接和軟件邏輯都將因此變得非常簡(jiǎn)單。

另外，對(duì)于那些需要使用視覺(jué)技術(shù)輔助機(jī)器人操作的設(shè)備應(yīng)用，使用集成機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)將可以把產(chǎn)品圖像識(shí)別和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制整合到同一個(gè)時(shí)間軸和空間坐標(biāo)系中，從而省去兩套系統(tǒng)之間大量繁瑣的位置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工作。

在機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用中，根據(jù)不同的產(chǎn)品/背景組合，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整相機(jī)鏡頭和光源的參數(shù)設(shè)置（如：對(duì)焦、顏色等），對(duì)于畫面捕捉的質(zhì)量和圖像識(shí)別的性能也是極為重要的。如果將視覺(jué)技術(shù)集成、整合到設(shè)備控制系統(tǒng)中，那么用戶僅通過(guò)在控制軟件中編寫的程序邏輯，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)這些分散在設(shè)備各處的視覺(jué)元件的自動(dòng)設(shè)置和靈活調(diào)整，而無(wú)需再在現(xiàn)場(chǎng)逐一手動(dòng)操作。這將極大的簡(jiǎn)化設(shè)備調(diào)試和運(yùn)維的流程。

一方面，現(xiàn)階段傳統(tǒng)的視覺(jué)產(chǎn)品廠商在這個(gè)專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)還是十分明顯的。所以，目測(cè)短期內(nèi)被集成機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)所替代的，應(yīng)該是那些相對(duì)簡(jiǎn)單的入門級(jí)視覺(jué)應(yīng)用，而不會(huì)是難度較高的復(fù)雜應(yīng)用。

另一方面，我相信傳統(tǒng)的專業(yè)視覺(jué)技術(shù)廠商們也一定看到了機(jī)器視覺(jué)將逐步融入設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)的趨勢(shì)，在自動(dòng)化廠商不斷完善和升級(jí)視覺(jué)產(chǎn)品的同時(shí)，它們也必將會(huì)積極的采取各種應(yīng)對(duì)策略。

因此，盡管集成機(jī)器視覺(jué)的方向已經(jīng)很明確的，但這項(xiàng)技術(shù)的成熟和普及，必定不是一蹴而就、立竿見(jiàn)影的，而應(yīng)該是一個(gè)逐步演進(jìn)、循序漸進(jìn)的過(guò)程。