《伺服與運(yùn)動控制》三言堂

　　本欄目設(shè)立主旨：通過專家、行業(yè)方對工業(yè)自動化熱門或者前沿話題進(jìn)行探討。

　　“三言”指媒體綜述、專家言論、行業(yè)觀點(diǎn)。

　　本期主題：全新全能的“視覺專家”

　　20世紀(jì)60年代，美國學(xué)者L.R.羅伯茲從多面體組成的積木世界，研究出機(jī)器視覺相關(guān)理論與技術(shù)，這些技術(shù)經(jīng)過時(shí)間浸泡與釀造，變得更具實(shí)踐應(yīng)用性。90年代，中國開始發(fā)展機(jī)器視覺，2011中國機(jī)器視覺市場規(guī)模達(dá)到10.8億元。然而相對于市場容量的龐大，中國視覺企業(yè)也存在技術(shù)缺陷與產(chǎn)品薄弱等問題。

　　另一方面，機(jī)器視覺技術(shù)本身比較復(fù)雜，最大的困難在于人的視覺機(jī)制尚不清楚。人可以用內(nèi)省法描述對某一問題的解題過程，從而用計(jì)算機(jī)加以模擬。但盡管每一個(gè)正常人都是“視覺專家”，卻不可能用內(nèi)省法來描述自己的視覺過程。因此建立機(jī)器視覺系統(tǒng)是十分困難的任務(wù)。

　　如何更好地利用機(jī)器視覺為工況監(jiān)視、成品檢驗(yàn)和質(zhì)量控制等領(lǐng)域服務(wù)成為在現(xiàn)代自動化生產(chǎn)過程中非常重要的一環(huán)。

　　本期也將圍繞機(jī)器視覺相關(guān)問題進(jìn)行討論，討論話題如下：

　?。?）當(dāng)前機(jī)器視覺的發(fā)展趨勢是？（包括產(chǎn)品、技術(shù)——機(jī)器視覺算法工具與軟件，芯片與像源上突破、企業(yè)）您如何看待中國目前機(jī)器視覺市場？

　?。?）機(jī)器視覺的商機(jī)在哪？機(jī)器視覺企業(yè)占領(lǐng)市場時(shí)有哪些經(jīng)驗(yàn)可循？

     美國邦納工程國際有限公司上海代表處

　　李根良視覺產(chǎn)品經(jīng)理

　?。?）當(dāng)前機(jī)器視覺的發(fā)展趨勢是？（包括產(chǎn)品、技術(shù)——機(jī)器視覺算法工具與軟件，芯片與像源上突破、企業(yè)）您如何看待中國目前機(jī)器視覺市場？

　　機(jī)器視覺檢測技術(shù)從上世紀(jì)90年代開始引入中國，至今已走過了20個(gè)年頭。視覺用戶從當(dāng)初屈指可數(shù)的幾家科研院所到如今各行各業(yè)遍地開花，市場規(guī)模將近11億，可以看出機(jī)器視覺檢測技術(shù)在中國正得到越來越多的行業(yè)及客戶的認(rèn)可。

　　當(dāng)然，基于各個(gè)行業(yè)自身特性的不同，以及各行業(yè)對視覺檢測技術(shù)認(rèn)知的不同，不同行業(yè)用戶對視覺檢測系統(tǒng)有著不同的要求。在國內(nèi)，目前應(yīng)用視覺檢測技術(shù)較多的行業(yè)包括：電子，汽車，制藥，食品/飲料，煙草，其他包裝等行業(yè)。電子行業(yè)由于其產(chǎn)品的微小復(fù)雜且具有高精度的要求，因此電子行業(yè)一般要求視覺系統(tǒng)具有高分辨率CCD和功能高端的視覺軟件；而汽車行業(yè)由于其零部件較大，一般情況下不要求太高的精度，因此他們對相機(jī)的分辨率沒有太高的要求，往往希望視覺系統(tǒng)安裝簡單，使用方便即可。盡管不同行業(yè)對機(jī)器視覺檢測技術(shù)有著不同的要求，但作為一種應(yīng)用越來越普遍且通用性越來越廣泛的檢測技術(shù)，機(jī)器視覺產(chǎn)品不應(yīng)僅關(guān)注1-2個(gè)行業(yè)，而應(yīng)關(guān)注其通用性的廣泛與否，這也就是機(jī)器視覺未來的發(fā)展趨勢是怎樣的。

　　個(gè)人的看法，就機(jī)器視覺系統(tǒng)的構(gòu)造來說，目前我們一般分為兩類：板卡式的（PC-BASE）和嵌入式兩種，由于各有其獨(dú)特的特點(diǎn)，比如板卡式的具有攝像頭比較小巧，可以實(shí)現(xiàn)1拖多的控制，軟件編程比較靈活；而嵌入式具有一體式設(shè)計(jì)，安裝簡單使用方便，因此在未來的機(jī)器視覺市場上，二者仍將并存，只是二者的融合度會越來越高。從硬件角度來講，成像元件像素值越來越高是一個(gè)不爭的趨勢，以適應(yīng)于越來越高的檢測精度要求和大視野的要求；整個(gè)產(chǎn)品的外形將進(jìn)一步小型化以減少占用的空間，芯片的處理速度進(jìn)一步提高以適應(yīng)于更快的檢測要求。就軟件來講，功能越來越強(qiáng)大而操作性越來越簡便將是使用者樂于見到的，友好的界面、模塊化的功能設(shè)計(jì)、保留一定程度的二次開發(fā)功能也許更受歡迎。

　　接觸機(jī)器視覺近十年，目睹了中國機(jī)器視覺市場的快速發(fā)展，同時(shí)我也深深感受到不同行業(yè)對機(jī)器視覺檢測技術(shù)存在著巨大的認(rèn)知上的差異，正是這種差異造成了不同行業(yè)間機(jī)器視覺應(yīng)用的巨大的不均衡性。而這種行業(yè)間的不均衡性恰恰使我們看到了機(jī)器視覺檢測技術(shù)未來廣闊的發(fā)展空間。工廠離不開自動化，作為世界工廠的中國更是如此，而機(jī)器視覺恰是一個(gè)很好的手段。

　　（2）機(jī)器視覺的商機(jī)在哪？機(jī)器視覺企業(yè)占領(lǐng)市場時(shí)有哪些經(jīng)驗(yàn)可循？

　　機(jī)器視覺的商機(jī)在哪里？也許我們可以這樣來問：用戶為什么要使用機(jī)器視覺？這個(gè)問題的答案似乎可以為第一個(gè)問題做出一些指引。要提高產(chǎn)能，提高效率，提高良品率，降低不良率，簡而言之，一句話-降低成本，提高效益。哪些行業(yè)對成本和效率最為關(guān)注，那就是機(jī)器視覺的商機(jī)所在。

　　十年的摸爬滾打使我深深地認(rèn)識到，電子行業(yè)作為高科技前沿產(chǎn)業(yè)，其對機(jī)器視覺檢測技術(shù)的認(rèn)知已經(jīng)到了相當(dāng)深的程度了，一些大型的電子企業(yè)一般都有一個(gè)專門的視覺團(tuán)隊(duì)，專門負(fù)責(zé)研發(fā)或者使用視覺檢測技術(shù)，以期能滿足其層出不窮的視覺檢測需求。而汽車行業(yè)作為近年來迅速發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，其對產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高，也催生了機(jī)器視覺檢測技術(shù)在本行業(yè)的快速發(fā)展。制藥行業(yè)隨著新GMP認(rèn)證和電子監(jiān)管碼的進(jìn)一步實(shí)施，將會給機(jī)器視覺帶來一個(gè)更廣闊的發(fā)展空間。

　　知己知彼，百戰(zhàn)不殆。機(jī)器視覺企業(yè)在開發(fā)市場時(shí)，首先要對自己的產(chǎn)品有一個(gè)清晰的認(rèn)識，自己產(chǎn)品的賣點(diǎn)在哪里，或者公司的優(yōu)勢在哪里。同時(shí)清醒地認(rèn)識到不同客戶對視覺最為關(guān)注的是什么，OEM、系統(tǒng)集成商、終端客戶他們的關(guān)注點(diǎn)又是什么。只有清醒地認(rèn)識到這些，才能使你更好地去開發(fā)視覺市場。

      堡盟電子

      視覺技術(shù)業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理

      李智勇

      1、當(dāng)前機(jī)器視覺的發(fā)展趨勢是？（包括產(chǎn)品、技術(shù)——機(jī)器視覺算法工具與軟件，芯片與像源上突破、企業(yè)）您如何看待中國目前機(jī)器視覺市場？

      就工業(yè)相機(jī)硬件而言，無論歐洲、美國還是國內(nèi)，工業(yè)以太網(wǎng)GigE技術(shù)越來越被認(rèn)可。作為目前主流的相機(jī)接口方式，其特點(diǎn)是傳輸距離更遠(yuǎn)，相機(jī)到電腦最遠(yuǎn)距離可達(dá)100米，寬帶相比火線接口而言更具競爭力，可以達(dá)到120MB/秒，允許相機(jī)具有更高的幀率。 

      另外在圖像傳感器領(lǐng)域也有突破，堡盟去年開始推出高速CMOS傳感器，相對來說，新一代的CMOSIS CMOS傳感器相比CCD而言動態(tài)范圍更寬，而且比傳統(tǒng)的CMOS傳感器無論感光度還是圖像品質(zhì)方面表現(xiàn)都更好。CMOS傳感器技術(shù)正處于蓬勃發(fā)展時(shí)期，由于CMOS具有諸多優(yōu)點(diǎn)，國內(nèi)外許多機(jī)構(gòu)已經(jīng)應(yīng)用CMOS圖像傳感器開發(fā)出眾多產(chǎn)品，CMOS的價(jià)格遠(yuǎn)低于CCD，可以說CMOS將是未來的一個(gè)發(fā)展趨勢。

      中國目前機(jī)器視覺市場可以從兩個(gè)方面來看，先談PC Base相機(jī)系統(tǒng)，即板卡相機(jī)。此類視覺系統(tǒng)，用戶可以根據(jù)其具體需求將相關(guān)相機(jī)集成在工控機(jī)上。從目前行業(yè)及市場需求發(fā)展看，高速數(shù)據(jù)傳輸正在成為主流，因?yàn)槠溆布杀驹诓粩嘞陆?，?shù)字工業(yè)相機(jī)取代模擬相機(jī)成為不可扭轉(zhuǎn)的趨勢，另外Camera Link因?yàn)槠浞€(wěn)定性和傳輸帶寬方面的優(yōu)勢，依然在高速圖像采集方面占有一席之地。相信在半導(dǎo)體、電子行業(yè)、加工制造業(yè)的在線檢測領(lǐng)域PC Base相機(jī)會發(fā)展越來越快。

      除了PC Base相機(jī)外，智能相機(jī)因?yàn)槠涓叨燃傻膬?yōu)勢，一直受到不少用戶的青睞。工業(yè)智能相機(jī)(Smart Camera)是一種高度集成化機(jī)器視覺系統(tǒng)。它將圖像的采集、信號處理與視覺算法功能集成于一臺相機(jī)內(nèi)，從而提供了具有多功能、模塊化、高可靠性、易于設(shè)定的機(jī)器視覺解決方案。隨著視覺算法的不斷完善和 DSP技術(shù)的不斷進(jìn)步，其功能已經(jīng)越來越強(qiáng)，而且成本越來越低，同時(shí)隨著國內(nèi)用戶對視覺系統(tǒng)的理解不斷加深，更要求智能相機(jī)在功能方面更全面速度也更快，所以未來PC Base相機(jī)和工業(yè)智能相機(jī)幾乎可以平分秋色。

      2、機(jī)器視覺的商機(jī)在哪？機(jī)器視覺企業(yè)占領(lǐng)市場時(shí)有哪些經(jīng)驗(yàn)可循？

      簡單來說，在整個(gè)工業(yè)自動化領(lǐng)域，需要工人用眼睛在現(xiàn)場檢測、判斷的地方，如電子、食品飲料等現(xiàn)場在線檢測領(lǐng)域，機(jī)器視覺都大有用途。以前檢測產(chǎn)品，需要現(xiàn)場人員去定期不定期的檢產(chǎn)品外觀、尺寸等是否符合要求，現(xiàn)在通過機(jī)器視覺去檢測，不僅可以節(jié)省成本，而且在線全檢對產(chǎn)品質(zhì)量有保證，可以說只要需要人眼來判斷或者檢測的工業(yè)自動化領(lǐng)域機(jī)器視覺就有市場。和幾年前相比，客戶對機(jī)器視覺的知識和應(yīng)用不斷加深，市場會越來越大。通過提升相關(guān)視覺系統(tǒng)的特殊性和良好的服務(wù)，可以有效規(guī)避目前越來越激烈的價(jià)格競爭。視覺應(yīng)用一般會涉及到國內(nèi)比較高端的客戶，我們需要以更快的速度和更好的服務(wù)質(zhì)量，把全球最新的技術(shù)引進(jìn)到中國市場來滿足客戶的需求。另外，對于有些客戶而言，標(biāo)準(zhǔn)化的視覺系統(tǒng)并不能滿足其需求，而必須需要根據(jù)客戶要求進(jìn)行產(chǎn)品定制，這也是堡盟一直在完善的服務(wù)之一。