機(jī)器視覺系統(tǒng)集成是一門學(xué)科，隨著新成像技術(shù)的不斷發(fā)展，這門學(xué)科的發(fā)展勢(shì)頭依然強(qiáng)勁。

自從35年前廣泛使用的商業(yè)組件被引入以來，熟練地將機(jī)器視覺集成到自動(dòng)化應(yīng)用程序中一直是該技術(shù)成功的關(guān)鍵因素。近年來，機(jī)器視覺行業(yè)在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)紀(jì)錄的增長(zhǎng)，零部件在3D制導(dǎo)與計(jì)量、光譜圖像分析、高速檢測(cè)、深度學(xué)習(xí)等前沿應(yīng)用領(lǐng)域的可用性和能力不斷增強(qiáng)。在為工業(yè)用戶提供成功和可靠的機(jī)器視覺系統(tǒng)解決方案方面，稱職的機(jī)器視覺集成商——無論是集成公司還是工程團(tuán)隊(duì)中的個(gè)人——比以往任何時(shí)候都扮演著重要的角色。

集成與易用性

首先要了解機(jī)器視覺集成任務(wù)和業(yè)務(wù)的主要目的。也就是說，減輕最終用戶的應(yīng)用程序風(fēng)險(xiǎn)。總的來說，機(jī)器視覺技術(shù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)還沒有像PLC、運(yùn)動(dòng)控制甚至機(jī)器人技術(shù)那樣被整個(gè)工業(yè)工程界廣泛理解。聘請(qǐng)具有機(jī)器視覺技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的集成商，從根本上有助于確保項(xiàng)目的最終成功和可靠性。

不過，對(duì)不需要集成的機(jī)器視覺系統(tǒng)的需求肯定很高。機(jī)器視覺應(yīng)用的易用性一直是用戶的痛點(diǎn)，也是市場(chǎng)上組件和軟件制造商的目標(biāo)。在20世紀(jì)80年代中期，許多機(jī)器視覺組件開始出現(xiàn)，它們不需要低級(jí)編程，并且具有用戶界面，這使得工具的配置更加容易。20世紀(jì)90年代智能相機(jī)技術(shù)的爆炸式發(fā)展鞏固了機(jī)器視覺的易用性。其結(jié)果是:許多要求較低的機(jī)器視覺應(yīng)用程序可以使用只需要很少配置甚至不需要配置的組件來解決。最近發(fā)布或引入了一些新組件，聲稱可以消除某些應(yīng)用程序的機(jī)器視覺任務(wù)的粗略配置。

盡管如此，機(jī)器視覺集成業(yè)務(wù)已經(jīng)蓬勃發(fā)展。隨著機(jī)器視覺組件行業(yè)最近以創(chuàng)紀(jì)錄的水平增長(zhǎng)，機(jī)器視覺集成行業(yè)似乎也出現(xiàn)了顯著增長(zhǎng)(不過，有趣的是，由于市場(chǎng)上很少收集到機(jī)器視覺集成方面的硬數(shù)據(jù))。

對(duì)集成服務(wù)的一些持續(xù)需求，甚至包括所謂的易于使用的組件，是機(jī)器視覺實(shí)現(xiàn)的基本性質(zhì)，這需要有關(guān)光學(xué)和照明等方面的高級(jí)知識(shí)，這對(duì)標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)工程學(xué)科中不常見的應(yīng)用領(lǐng)域具有挑戰(zhàn)性。但是，機(jī)器視覺集成服務(wù)需求的持續(xù)增長(zhǎng)，很大程度上是由于工業(yè)內(nèi)部對(duì)需要使用尖端機(jī)器視覺技術(shù)的最具挑戰(zhàn)性的應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn)的持續(xù)和不斷擴(kuò)大的需求。

不斷變革

在過去的10到15年中，機(jī)器視覺系統(tǒng)集成已經(jīng)成為一種非常復(fù)雜的工程服務(wù)。成功的集成公司雖然可能繼續(xù)為更常見的任務(wù)配置更簡(jiǎn)單的組件而提供服務(wù)，但它們經(jīng)常處理以前尚未實(shí)現(xiàn)的高度復(fù)雜的自動(dòng)化應(yīng)用程序?，F(xiàn)在的系統(tǒng)集成對(duì)于綜合性技術(shù)的要求也越來越高，一個(gè)合格機(jī)器視覺集成商的先決條件包括：

●能夠?qū)Ω鞣N基于PC、嵌入式計(jì)算機(jī)或板級(jí)軟件庫(kù)進(jìn)行編程，以執(zhí)行最復(fù)雜的機(jī)器視覺圖像采集、處理和分析算法和任務(wù);

●了解各種成像技術(shù)、相機(jī)和傳感器;

●在復(fù)雜和專門的光學(xué)和照明元件的選擇、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方面具有廣泛的能力，以及在先進(jìn)機(jī)器視覺成像系統(tǒng)的規(guī)范和使用方面具有廣泛的專業(yè)知識(shí)。

不斷發(fā)展的技術(shù)使新的應(yīng)用程序得以應(yīng)用，并推動(dòng)了對(duì)合格系統(tǒng)集成的需求

此外，機(jī)器視覺集成商已經(jīng)調(diào)整了商業(yè)模式，成為完整自動(dòng)化系統(tǒng)的提供商，提供涉及機(jī)器視覺技術(shù)的解決方案的設(shè)計(jì)和集成，而不是僅安裝機(jī)器視覺組件。要求苛刻的應(yīng)用程序成功的關(guān)鍵包括控制零件，提供靈活的處理選項(xiàng)，操縱攝像機(jī)和照明方向，協(xié)調(diào)自動(dòng)化控制和連接外部設(shè)備的能力。對(duì)通信的額外需求 – 例如與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）和工業(yè)4.0相關(guān)的通信 – 決定了與機(jī)器視覺解決方案相關(guān)的進(jìn)一步集成技能。

新技術(shù)

機(jī)器視覺技術(shù)的快速發(fā)展使得大量新應(yīng)用成為可能，同時(shí)也有助于推動(dòng)當(dāng)今機(jī)器視覺集成商的需求和技術(shù)能力。

首先，考慮3D成像：更容易獲得捕獲視野的3D信息的機(jī)器視覺組件。這些設(shè)備在成像方法和實(shí)現(xiàn)技術(shù)方面差異很大。集成商可以將這些設(shè)備應(yīng)用于各種應(yīng)用，包括高精度表面分析、3D零件和特征測(cè)量，以及使用3D圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，而不是2D灰度信息。還有最新推出的機(jī)器人視覺引導(dǎo)，在機(jī)器人導(dǎo)引中，隨機(jī)的產(chǎn)品甚至是混合的、隨機(jī)堆積的產(chǎn)品都可以被夾持器挑出并抓取。

其次，高光譜和多光譜成像是一項(xiàng)相對(duì)較新的技術(shù)。這些攝像機(jī)收集單個(gè)場(chǎng)景的多個(gè)（有時(shí)是數(shù)百個(gè)）圖像，每個(gè)圖像具有不同的窄帶寬光譜信息。在熟悉該技術(shù)的集成商手中，可以在線完成材料離散光譜分析甚至化學(xué)成分的應(yīng)用。食品，制藥和回收等許多行業(yè)都可以從這種檢測(cè)能力中受益。

第三，許多工業(yè)應(yīng)用需要高速成像和處理。線掃描是一種在高分辨率下實(shí)現(xiàn)更高成像速率的常用技術(shù)，但這些組件的集成可能比普通區(qū)域成像應(yīng)用更復(fù)雜。同樣，高速成像和處理是需要熟練集成的任務(wù)。

最后，深度學(xué)習(xí)變得越來越受歡迎。雖然機(jī)器視覺并不是全新的，但機(jī)器學(xué)習(xí)及其最新的實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)是該行業(yè)的最新流行語(yǔ)。這項(xiàng)技術(shù)在許多應(yīng)用領(lǐng)域顯示了巨大的潛力，但是它需要一個(gè)熟練的集成人員來確定特定任務(wù)的深度學(xué)習(xí)的可行性和實(shí)現(xiàn)參數(shù)。

前景

可以說，機(jī)器視覺集成已經(jīng)發(fā)展起來，就像整個(gè)機(jī)器視覺行業(yè)一樣。在不斷擴(kuò)大的應(yīng)用基礎(chǔ)上提供尖端的解決方案，機(jī)器視覺集成具有廣闊的前景。

精明的終端用戶需要接受的是，機(jī)器視覺市場(chǎng)一直是，并將繼續(xù)是，他是技術(shù)和能力方面的應(yīng)用結(jié)合體。無論什么情況，系統(tǒng)集成商都將視覺行業(yè)的守門人，他們將不斷提高自己，并向最終用戶交付真正成功和可靠的機(jī)器視覺解決方案。

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