为机器装上“眼睛”和“大脑”——浅谈机器视觉在智能制造中的应用

智能制造是一种全新的且不断完善的生产模式。整合机器视觉、机器人、人工智能物联网、大数据等多种先讲的技术，讲一步实现高效、节能、灵活的牛产制造方式的智能工厂、必将在未来成为工业制造业的主流。

你是否香惊叹于科幻电影中高度智能化的机器人，他们具备类人化的功能、智慧与情感。其实智能机已经离我们的工作和生活都很近了。

从一千多年前的木牛流马到现代的阿尔法狗，甚至与我们生活息息相关的智能汽车，具备高度智能化的机器人已经在无形中渗透到了你我的工作与生活中。

智能的概念涉及到多领域、多学科的研究与应用，今天我们就视觉系统在工业智能中的应用，做简单的探讨。

作为智能业的一份子，我们知道在典型的工业应用场景中，智能制造的一个核心就是机器视觉系统、也就是人们赋予机器视觉感知系统，使其像人类有了眼睛一样可以灵活地使用双手处理复杂的工作程序。

机器视觉是让机器人认识世界，侧重于机器人和认识两点，与传统的工业机器人应用相比，我们可以将具备视觉功能的工业机器人称之为机器人2,0。这项技术多用于工业生产线的自动控制，采用工业类相机，包含光照图像、采集镜头、控制图像处理等技术细节，以提升工业产线整体和局部点位的智能化。

机器视觉系统主要由以下四要素组成：

第一、机器视觉在工业中的作用是赋予了生产过程一双眼睛，才有可能让制造智能化；

第二、机器视觉系统的定义是在实际生产过程中能自动获取一幅或多幅目标的物体图像，对所获取图像的各种特征量进行处理分析和测量，并对阅量结果做出定性分析和定量解释，从而得到有关目标物体的某种认识并做出相应决策的系统。

第三、机器视觉的核心功能是测量识别定位，以及在此基础上的定性、定量分析和决策；

第四、机器视觉系统由照明、光源、光学镜头、工业相机、图像采集卡、图像处理算法等组成。

机器视觉在智能制造应用中可能发挥关键作用的场景包括以下几个方面：

第一，测量。即在工业生产过程中，对零件或产品的尺寸，如直径、长度、宽度、物体的面积方向、物体之间的角度、物体的位置、物体或部件之间的距离、物体的个数等进行测量

第二，图像分类完整性检测主要指在包装行业中，使用机器视觉对包装的完整性进行检测。

第三，识别定位。在汽车制造过程中，对车门等部件进行识别和定位，引导机器人进行喷涂、装配等操作。

第四，缺陷检测。在手机生产过程中，使用机器视觉将真实的划伤和干扰带来的过减准确区分，从而保证产品的出厂质量。

在了解了以上知识后，我们可以来看一个机器视觉在工业制造中应用的简单场景：

传统焊接机界人都是以示教形式完成预设路径轨迹的焊接，当我们将视觉系统应用到该系统中以后，机器人只需用视觉系统对加工产品进行外形扫描后、便能自动生产焊接轨迹并对产品进行焊接加工。如此以来，不但免去了繁琐的机器人示教工作，还极大地降低了对加工产品的尺寸精度以及位置精度的要求。使得加工工艺简单化，同时减少了产品在加工过程中对人员的依赖性。

智能制造是一种全新的且不断完善的生产模式。整合机器视觉、机器人、人工智能、物联网、大数据等多种先进的技术，进一步实现高效、节能、灵活的生产制造方式的智能工厂，也必将在未来成为工业制造业的主流。