机器视觉创新推动自动化前进

先进的自动化技术，如机器人和机器视觉，已经帮助多个行业的公司提高了生产率，提高了效率，并推动了收入，同时也将人类从重复、乏味的工作中解放出来，在工厂的不同领域增加价值。虽然所谓的盲人机器人可以执行某些预先编程的任务，但添加视觉提供了一种全新的灵活性，并为新的和无价的自动化任务打开了大门。

Matrox Imaging的深度学习分类工具检查金属丝网是否有孔洞、凹痕和异物。它将每个过滤器分类为“好”或“不好”

愿景增加了灵活性，推动了新的工业流程

虽然无论如何，机器视觉都不是一项新技术，但它在制造环境中继续变得越来越重要。Matrox Imaging销售和市场营销高级副总裁Sam Lopez表示，盲人机器人可以很容易地执行重复性任务，而细胞内的一切都保持校准和到位，但某些生产场景需要更多的适应性。

“机器视觉使制造商能够视线让机器人适应新的部件、不同的产品，并创造出一条适应性更强的生产线。”“增加视觉也简化了机器的机械设计，因为产品不再像盲人机器人那样每次都必须以完全相同的方式呈现。”

他补充说，“产品或部件以错误的方式呈现给盲人机器人可能会损坏或摧毁产品，但视觉允许机器人处理不同的部件和尺寸。”

Steve Kinney是Smart Vision Lights的培训、合规和技术解决方案主管，他对此表示赞同。他说:“为自动化生产线、机器人系统或自动驾驶汽车添加视觉，不仅可以极大地提高特定系统的能力，还可以提高工厂中这些系统之间或与人类交互的互操作性。”“随着对工业4.0连接工厂的关注增加，愿景所提供的能力变得更加重要。”

他接着说:“自动驾驶汽车是智能仓储或物流环境的关键，如果没有与激光雷达系统结合使用的视觉，就不可能实现。”

机器视觉技术不仅提供了机器人制导能力，而且还提供了质量控制能力。这允许制造商检查产品，保持和改进产品质量，提高效率，并提高吞吐量。MVTec Software的总经理Olaf Munkelt说，机器视觉提供了基于图像数据中的信息做出决策的能力，这是解决几乎任何应用程序的基本先决条件。

他说:“工业物联网(IIoT)就是最好的例子，因为最先进的机器视觉技术使高度自动化和持续联网的工业流程链成为可能。”机器视觉为可靠的识别、定位和定位工件提供了复杂的功能，例如支持可靠识别的光学字符识别(OCR)。”他补充说:“基于机器视觉的自动化生产过程无缝监控也使协作机器人和它们的人类同事更安全地一起工作。”

展望未来

随着机器视觉技术的不断发展和新应用的实现，自动化环境将从中受益。例如，自20世纪90年代以来，CMOS图像传感器技术通过提高速度和分辨率、降低成本，促进了相机和传感器技术的增殖和商品化。Kinney说，这激发了人们对相关成像技术的兴趣，包括3D飞行时间传感器和非可见图像传感器，如近红外(NIR)和短波红外(SWIR)波长的图像传感器。

他说:“不要把机器视觉看作是人类的替代品，而是一种提供远远超出人类能力的可视化的技术。”“系统设计师拥有一系列成像选项，可以进行微调，以解决几乎任何需要视觉的应用，如食品、农业或材料处理领域，这些领域的高光谱和多光谱成像已成为普遍现象。”他补充说:“先进的成像技术与当前的深度学习或人工智能处理趋势相结合，为未来提供了巨大的希望。”

MVTec软件提供可靠的光学字符识别(OCR)的深度学习工具。

Munkelt提出了一个类似的想法，他指出，深度学习已经使越来越多的新应用成为可能，而单靠基于规则的机器视觉是不可能的，同时也有助于通过协同工作提高现有机器视觉应用的性能。他说：“我们仍然相信，深度学习现在和将来都是一个重要的技术组成部分。”。“然而，从机器视觉的角度来看，我们发现只有结合基于规则的方法才能充分发挥其潜力。”

洛佩兹表示，除了这些技术合作解决新问题外，公司还必须开发新产品和新概念，并牢记一些关键想法。他说：“开发能够以直观、用户友好的方式解决现有问题的产品——以人们愿意采用的价格——是推动自动化向前发展的真正原因。”。

机器视觉领域其他领域的重大进步也推动了流程改进，并为新功能打开了大门。例如，在高速成像方面，具有100GigE QSFP28接口的GigE Vision摄像机可以以许多工业流程所需的速度捕捉高分辨率图像。

Emergent Vision Technologies总裁兼首席技术官约翰·伊莱特（John Ilett）表示：“不同行业的成像应用需要高分辨率图像，但如果没有合适的高速接口，帧速率就无法满足要求。”。“自动光学检测、虚拟现实、体积捕获和运动分析就是这样的应用。”

使用100GigE Vision相机，如Emergent的HZ-100-G，系统集成商和oem可以在1.03亿像素分辨率下实现24帧/秒的帧率，而HZ-21000-G在2100万像素分辨率下达到542帧/秒和91 Gbps。Ilett说，这两款相机都能做到这一点，而且不会对CPU造成负担，而且电缆长度也不受限制。

Emergent Vision Technologies的HZ-100-G 100GigE摄像机通过QSFP28接口以103 MPixel的分辨率达到24 fps。

应对COVID-19和劳工挑战

国际政治紧张局势和COVID-19等近期事件凸显了全球供应链的脆弱性。这些暴露出来的弱点必须得到解决，COVID-19使人们清楚地认识到，制造业必须提高自动化程度，为未来的混乱做好准备。

蒙克尔特说：“为了实现这一点，机器视觉作为生产过程的眼睛发挥着关键作用，系统可以看到并监控与生产相关的所有工作流程，使用工业摄像机或传感器提供的图像数据来优化几乎所有的应用场景。”。例如，机器视觉可以根据形状、颜色和纹理等表面特征明确识别工件，而读取条形码和数据代码则可以明确识别

根据Ilett的说法，无论制造企业是否感受到COVID-19的重大影响，或是余下的后果，现在还没有积极部署自动化技术的公司必须考虑这样做。他说：“虽然这场全球大流行有助于揭示供应链的脆弱性及其对商业的影响，但长期以来，先进的自动化技术对制造商至关重要。”。“部署机器视觉和自动化系统可提高吞吐量、提高效率并保持质量标准，从而最终推动增长。”

洛佩兹说，虽然新冠病毒-19确实表明需要更多的自动化，但重要的是要注意，公司并没有试图取代人类。“除了流感大流行，劳动力短缺还对制造业企业构成威胁，因为人类劳动力可能被边缘化，企业需要保持生产线的运转。与人类一起部署自动化技术可以让人们更快、更高效地完成工作，并使他们远离不安全和/或单调乏味的工作。”

洛佩兹补充道：“人们往往关注人类似乎正在被取代这一事实，但在大多数情况下，如果你今天与公司交谈，他们不会试图取代人。他们只是找不到足够的人来成长和提高，但自动化技术可以帮到你。”

Kinney说，事实上，自动化和视觉技术应该被视为当今工人的先进工具。机器人和机器视觉技术扩展了工人的能力、效率和生产率，使他们远离那些他们不能做的或最适合自动化的任务。

Kinney说:“大多数现代豪华品牌汽车的制造精度都达到了人类装配工人没有机器人和视觉无法企及的精度，而像加州FarmWise这样的公司则诞生于那些试图解决劳动力短缺问题的农民。”“自动化和视觉技术也是实现熄灯工厂的核心，在这种工厂，只有少数工人能够控制和管理整个工厂的产量。”

Kinney补充说:“在一个新环境中，没有什么比自动化、机器人和视觉技术更重要了，因为在这个新环境中，制造商必须事业多求。”