随着图像处理、光学成像、传感器、处理器等技术的快速崛起与发展,机器视觉在人们生产和生活中的应用越来越广泛,从工业生产到金融、安防以及交通领域,其正在推动包括制造业在内的众多行业快速转型。随着中国制造2025等概念的持续深化,工业5.0的提出,以及研发技术的不断突破,我国机器视觉已经不再是一种单一的应用产品,而逐渐向多领域、多行业、多层次进行延伸。 8月21日-8月23日,北京机器视觉助力智能制造创新大会在北京国际会议中心召开,会议针对人工智能、深度学习、3D视觉、视觉检测、智慧物流五大主题展开40多场专题报告,深度解析机器视觉行业发展现状与前沿趋势。本专题将带您深入了解机器视觉与工业人工智能的关系。

人工智能与工业5.0

工业革命从基于水和蒸汽驱动的机器的工业生产逐渐步入电气化、自动化、数字化。从工业3.0的仿人力、工业4.0的仿脑力的机器信息化到工业5.0的仿智能的智力创造化,逐步实现平台视觉机器人和工业群体智动化柔性机器人的发展和应用。
工业4.0将机器人、互联设备和快速的数据网络集中在工厂环境中,主要是为了使工厂更具生产效率,并由机器人去完成相比人类更适合的日常工作。当客户开始定制自己想要的产品时,工业4.0就开始向工业5.0迈进了。
工业5.0将使我们实现设计上的闭环,并能够突破设计的物理界限。到了工业5.0时代,制造过程的自动化将能更好地实现,这就意味着我们将获得来自于现场的实时数据。因为获取了更多的信息,我们得以跳出历来的传统制造框架,更多了解产品如何被使用,如何被设计,设计的自由被重新还给了人类。

机器视觉

根据制造工程师协会的定义:机器视觉就是使用光学非接触式感应设备自动接收并解释真实场景的图像以获得信息控制机器或流程。 机器视觉技术是基于计算机科学上一个重要分支,包括了计算机、图像处理、人工智能、信号处理、模式识别等等技术内容。从诞生发展,时至今日已经有了三十多年的发展历史了,随着工业自动化的进程,机器识别技术从功能上逐渐完善,也成功应用到工业当中。其中有CCD工业摄像机、智能相机、处理器、图像处理等技术发展之迅速,很大的推动了机器视觉系统的发展。 简单的说,机器视觉技术的本质,就是利用机器代替人眼来进行各种操作与判断。极大地节省了劳动力,提高了工作效率,工作相对规范化,错误率明显降低。机器视觉是智能系统的“慧眼”,无人驾驶、智能机器人等热门应用都以机器视觉的发展为前提。

5G技术与机器视觉

5G通信的出现将使工厂能够从生产车间获取数据,从而改善质量并提高自动化程度。5G低延迟、加快的边缘计算以及快速采样能力等,都将提高制造速度,并实现制造零部件的闭环在线检测。
边缘计算是一种分布、开放的IT架构,具有分散式处理能力,可支持移动计算和物联网(IoT)技术。在边缘计算中,设备本身可以处理数据,或通过本地计算机或服务器来处理数据,而不必传输到数据中心。
在5G运用下,物流会有很多智能化的改进机会,可以让所有的设备变得更加智能、智慧,让物流的整个效能得到大的提升。同样,对于机器视觉领域,也是一个重大利好。因为机器视觉会有大量数据的存储和交互,所有的这些数据都可以通过5G有更好的数据价值挖掘与发挥。

AI赋能智能制造

虽然人类视觉最擅长于对复杂、非结构化的场景进行定性解释,但机器视觉则凭借速度、精度和可重复性等优势,擅长于对结构化场景进行定量测量,举例来说,在生产线上,机器视觉系统每分钟能够对数百个甚至数千个元件进行检测。配备适当分辨率的相机和光学元件后,机器视觉系统能够轻松检验小到人眼无法看到的物品细节特征。

另外,由于消除了检验系统与被检验元件之间的直接接触,机器视觉还能够防止元件损坏,也避免了机械部件磨损的维护时间和成本投入。通过减少制造过程中的人工参与,机器视觉还带来了额外的安全性和操作优势。此外,机器视觉还能够防止洁净室受到人为污染,也能让工人免受危险环境的威胁。
智能机器人性能的一个关键组成部分就是机器视觉(MV)技术,这是计算机与高速摄像头的完美结合。通过结合这两种技术,就可以执行复杂的检查任务及数字图像采集和分析。这些数据可以用来控制机器人手臂、对物体进行分类、对图案进行识别,以及很多我们尚未想到的事情。

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迈向工业智能互联的新时代

机器视觉作为一种用机器代替人眼测量与判断的技术,现如今被广泛应用于快递、仓储、制造、零售等行业,正处在快速成长阶段。随着人工智能的爆发,作为代表技术之一的机器视觉,有望迈向新的发展阶段,市场规模将加速扩张。从行业应用来看,电子制造行业仍然是拉动需求的主要因素。但从未来发展前景看,食品、包装机械、物流等行业自动化水平会进一步提升,对机器视觉产品需求值得期待!
算法、AI、3D技术、IoT、5G等新兴技术发展,多半已被应用在机器视觉领域,且已经有成熟的赋有人工智能技术的视觉产品、3D视觉产品诞生。智能离不开视觉,机器视觉在人工智能、5G、工业5.0等技术的互助下,定将迈向工业智能互联的新时代!