中国国际消费电子博览会 | 智能制造中的工业视觉技术

视觉，是人获取信息最重要的窗口，机器人更是如此，甚至是获取信息的唯一渠道。除了有获取相应信息的“双眼”，其后再处理视觉信息，并反馈给制造流程，“脑”和“手”同样不可或缺。针对智能制造中的机器视觉技术及其应用，辰星（天津）自动化设备有限公司运营总监施凤财、深圳科瑞技术股份有限公司营销总监冯丰、德国Basler公司中国区产品市场经理王学瑞和深圳市如本科技有限公司销售总监李敏分别发表了观点。在智能制造生产过程中，机器视觉往往被应用于搬运、打磨等环节，同时在机械、食品、医疗等领域也有广阔的应用前途。

辰星（天津）自动化设备有限公司运营总监施凤财表示，阿童木机器人一直聚焦并联，除了关注硬件产品外，也研发投产了具备全自主知识产权的软件控制系统，整体引入了视觉应用。AtomMotion2.0系统由软硬件两部分组成，软件系统采用英特尔处理器、支持Android和iOS，具备全自主知识产权的软件操作系统与硬件深度兼容，运行更加平稳，质量一致、运转一致性更高。新系统具有更快的响应速度、更高的性能表现，搭载了10.1英寸的全触摸显示器，让终端产线使用人员能非常简单便捷的操作。该操作系统搭载了视觉系统AtomVision，一物一码的追溯、边缘匹配、模板匹配、二维码识别、颜色提取、视觉标定等功能，已全部集成在这一视觉系统中。在整体软件操作系统和视觉系统的加载下，机器人可以释放出满足产线生产的能力，并联机器人可以达到600次/分钟运作，真正意义上做到用高速度来代替人工。

深圳科瑞技术股份有限公司营销总监冯丰在演讲中提到，5G为机器视觉创造了很好的硬件条件，有助于摄像头的智能检测特性发挥。5G的高速、低延时特性为大量图像、视频传输提供了便利条件。小小的摄像头集成了大量光学、电子、电机功能。在工业场景中，“看见”只是摄像头应用的开始，通过摄像头反馈的光学甚至音频信息，实现无接触、远程信息测量，其精度与速度对机器视觉反馈到控制端有着极其重要的作用。ToF技术通过测试深度与距离形成3D图像，图像的精度与标定的精度直接相关，目前细分iToF（间接）、dToF（直接）等多种场景，匹配潜望镜式和直射式镜头组。此外，白平衡、亮点、防抖、Flare（鬼影）都要经过测试和标定，这样的产品才能达到质量合格与作为视觉测量工具的能力。

德国Basler公司中国区产品市场经理王学瑞演讲的侧重点在工业4.0场景下，作为最重要的实时现场感知能力，计算机视觉对智能制造的帮助及影响都相当显著。工业视觉是计算机视觉的子集，后者所涉及的场景更加复杂、宽泛，与智能制造的关系非常紧密。同样是相机，同样是将物理世界的信息转化为数字信息，在工业4.0和智能制造大背景下，数据量、数据精度都是非常重要的因素。光学层面获取海量数据后，更需要高效、快速的分析能力，这就是图像预处理和图像分析能力。Basler采集卡基于FPGA，再结合深度学习以及嵌入式解决方案的深度学习图像分析能力，可以实现低功耗、快速的图像预处理。以智能制造为核心的工业4.0中，智慧工厂以及在智慧工厂中实现IIoT是核心，对工业视觉提出了更高要求，Basler将其归纳为相机智能化、标准完善化、合作生态化和技术融合化。对人来说非常简单的视觉检测并剔除残次品工作，传统视觉缺陷监测过程需要用到2台控制器、3台PC、3个网络系统、总线系统和3套不同的软件，这将是非常复杂和繁琐的。使用OPC UA这一中国国家标准后，我们可以实现将控制器、PC、软件都集成到边缘端，甚至将智能化深度学习的算法、方法放到云端，以一个非常简洁的系统：一台PC、一个网络系统以及运行在边缘端的软件，就可以实现所有的视觉的检测工作。

深圳市如本科技有限公司销售总监李敏表示，机器视觉的应用对工业4.0、数字工厂、智能制造升级的影响，是关键中的关键。此前人们比较熟悉2D视觉，2D相机和基于2D相机的应用非常丰富。但随着视觉在工业制造领域中越来越广泛，3D视觉的呼声越来越高。工业3D视觉与ToF 3D视觉有所差异，如本科技基于结构光的双目3D视觉技术拥有更高的精度，可以应用于各种高精度的工厂制造应用领域，包括检测、3D立项、3D建模，给机器人做精准定位等。3D视觉双目结构光的核心技术包括3D双目视觉和结构光视觉的融合技术，以及高精度的3D标定技术，这些技术可以让同级别配置和性能的产品具备更高的精度、更快的速度。基于开放的开发平台、SDK，以及兼容各种语言开发，开发者可以快速地从原有的2D应用中升级至3D视觉开发，通过对接各种公有的算法库，包括PCL等第三方软件，所有的这些第三方的3D视觉软件可以实现兼容。