在唐詩三百首里,古人若想“望遠(yuǎn)”,必得“登高”。但在當(dāng)今世界中,想要看得更多,看得更遠(yuǎn),卻不能再依靠攀遠(yuǎn)山,登高臺,而需“借眼”。借書本之眼看古往今來,借他人之眼看人情百態(tài),更要借機(jī)器之眼看未來世界的發(fā)展。
機(jī)器有眼?非也,這里指的是一種圖像處理技術(shù),名為“機(jī)器視覺”。它能在一組視圖內(nèi),自動實(shí)現(xiàn)對掃描對象的功能,因此,有望被引入工業(yè)制造,與多種智能系統(tǒng)融合發(fā)展。
機(jī)器視覺技術(shù)是軟件和硬件的結(jié)合
據(jù)美國商業(yè)資訊網(wǎng)站6月22日來自都柏林的報(bào)道,全球機(jī)器視覺市場正處于迅速發(fā)展之中,預(yù)計(jì)到2025年年底,市值將超過192億美元。
人眼視物,本質(zhì)上是一個復(fù)雜的光傳遞過程,物體反射光線,經(jīng)由角膜、晶狀體、玻璃體折射后,在視網(wǎng)膜上成像,再經(jīng)椎體和桿狀細(xì)胞傳導(dǎo),神經(jīng)才可感知。但機(jī)器視覺和人眼視覺大不相同,它依賴各種模塊組件協(xié)同工作,收集復(fù)雜數(shù)據(jù),最后依據(jù)先驗(yàn)知識給出分析結(jié)論。
機(jī)器視覺技術(shù)是軟件和硬件的結(jié)合,主要組成部分包括照相機(jī)、攝像頭、圖像傳感器、視覺處理和通信設(shè)備。完備的系統(tǒng)能捕捉任意對象的圖像,并根據(jù)質(zhì)量和安全性的不同參數(shù)來分析它們。一旦與智能設(shè)備結(jié)合,如無人駕駛汽車、無人機(jī)或智能機(jī)器人等,可為設(shè)備提供操作控制,幫助其捕捉和處理圖像,并測量決策所需要的各種特殊數(shù)據(jù)。
簡而言之,機(jī)器視覺技術(shù)在解決復(fù)雜工業(yè)任務(wù)方面十分可靠。而且,與各類機(jī)構(gòu)或教育場所中應(yīng)用的普通視覺系統(tǒng)相比,工業(yè)機(jī)器視覺系統(tǒng)更加健全,穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性更高,成本也比軍隊(duì)、航空、國防和政府的應(yīng)用系統(tǒng)更低。媒體預(yù)計(jì),這些因素將致使該技術(shù)在工業(yè)部門的適應(yīng)性更強(qiáng)。此外,正由于工業(yè)領(lǐng)域使用了機(jī)器視覺系統(tǒng),越來越多的其他技術(shù)也在尋求與之融合,從而強(qiáng)化了機(jī)器視覺技術(shù)市場的蓬勃發(fā)展之勢。
幫助人們進(jìn)行產(chǎn)品檢查和智能分類
那么工業(yè)機(jī)器視覺系統(tǒng)具體如何發(fā)揮作用?
澳大利亞的科技媒體舉了這樣一個例子,工人可以在生產(chǎn)線或車間中安裝攝像頭,對生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。機(jī)器視覺系統(tǒng)就可以幫助人們進(jìn)行產(chǎn)品檢查和智能分類,并為工廠機(jī)器人提供導(dǎo)航。在全自動生產(chǎn)流水線上,該技術(shù)的加入將幫助工廠機(jī)器人解釋它們所“看”到的一切環(huán)境,使它們能獨(dú)立地四處活動。而輔助識別環(huán)境,本質(zhì)上就是不再通過直接編程而解決機(jī)器人遇到的問題,從而大大節(jié)省了生產(chǎn)時間與成本。
在檢查生產(chǎn)原材料和最終成品質(zhì)量是否有缺陷時,機(jī)器視覺系統(tǒng)特別有用。比如,一旦發(fā)現(xiàn)問題,它會即刻定位問題的所在,并通知生產(chǎn)線解決該問題。
除了檢查,機(jī)器視覺還能通過識別標(biāo)簽來追蹤生產(chǎn)流程。其中,照相機(jī)可以讀取標(biāo)簽,獲取指導(dǎo)產(chǎn)品登記、確認(rèn)處于供應(yīng)鏈哪個階段等關(guān)鍵信息。智能攝像頭和傳感器可以完成數(shù)字化信息傳輸,解碼它們所獲得的信息,免除人力解釋的成本。最后,機(jī)器自身可決定是否要與中央控制系統(tǒng)通信,傳輸信息。機(jī)器視覺技術(shù)所依賴的工業(yè)系統(tǒng)成本低,且便于使用,對于那些想簡化自動化生產(chǎn)流程的創(chuàng)業(yè)者而言,確實(shí)是一個不錯的選擇。
亞太地區(qū)在機(jī)器視覺技術(shù)市場的占有率最大
一旦使用,機(jī)器視覺技術(shù)就會成為智能工廠的核心,它基于通信網(wǎng)絡(luò)和智能信息組織網(wǎng)而建成的特性,將使其成為工廠的“眼睛”,使機(jī)器人靈活地控制生產(chǎn)流程,從而減少人為誤差帶來的損失。
由于圖像處理設(shè)備完成了捕獲、采集和交換數(shù)據(jù)的過程,在互聯(lián)生產(chǎn)過程中,這些數(shù)據(jù)都可以傳輸?shù)絻r值鏈,觸發(fā)更多智能行為。例如,檢測生產(chǎn)設(shè)備的磨損狀態(tài),維護(hù)工廠設(shè)施,提醒管理者提前訂購生產(chǎn)部件等。未來,視覺系統(tǒng)設(shè)備各部件的尺寸將變小,而速度、精度、分辨率會顯著提高,因此普及率也會在幾年內(nèi)急劇增長。
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,整個2015年,亞太地區(qū)在機(jī)器視覺技術(shù)市場的占有率最大,這歸功于該地區(qū)大規(guī)模生產(chǎn)實(shí)踐所提供的大量機(jī)會。工業(yè)擴(kuò)張,以及對創(chuàng)新的巨大包容力,都促進(jìn)了各種技術(shù)在亞洲的繁榮與發(fā)展。中國、日本、韓國和印度都被認(rèn)為是新技術(shù)浪潮即將到來的潛在新興市場。
當(dāng)然,目前全球用戶對視覺技術(shù)的飛速發(fā)展還缺乏匹配認(rèn)知,行業(yè)發(fā)展必然面臨挑戰(zhàn)。此外,系統(tǒng)依賴的集成電路相當(dāng)復(fù)雜,對制造商而言是個難題,這也限制了市場實(shí)現(xiàn)更平穩(wěn)的增長。然而,依然有媒體指出,預(yù)測期內(nèi),該技術(shù)市場的最快增長速度可達(dá)10.4%。因?yàn)椋瑏喬貐^(qū)不斷增長的制造業(yè),正越來越關(guān)注與機(jī)器視覺有關(guān)的研究活動,所投入的經(jīng)費(fèi)支出預(yù)計(jì)將刺激該技術(shù)在亞太市場的成長,進(jìn)而推動全球市場成分發(fā)生變化。
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