工業(yè)4.0的興起,信息化技術(shù)的浪潮加速了制造產(chǎn)業(yè)的變革步伐,人類視覺已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代企業(yè)高速發(fā)展的需求,因此,高精度、高效率且成本更低的制造需求,促使企業(yè)走向智能化和自動化的方向。機(jī)器視覺是實現(xiàn)工業(yè)自動化強(qiáng)有力的工具,與人類視覺相比,機(jī)器視覺的可靠性更高,客觀性更強(qiáng),持續(xù)工作時間越長。
傳統(tǒng)的生產(chǎn)線,是單純地依靠人類肉眼視覺,對生產(chǎn)的過程進(jìn)行識別檢測,畢竟人的精力有限,檢測的速度慢,準(zhǔn)確度也低。同時人眼僅能感知可見光波段,獲取信息有限。如果到了高溫、寒冷、狹窄或者高空等極端的場景下,人類的視覺檢測就沒辦法用了。所以,高效準(zhǔn)確、靈活穩(wěn)定、信息豐富、應(yīng)用廣泛的機(jī)器視覺開始逐漸代替人類視覺,帶領(lǐng)生產(chǎn)制造業(yè)走向提速增效的發(fā)展之路。
機(jī)器視覺常常用來檢測人眼難以識別的問題,比如物體的微小缺陷及形變、高壓電纜的放電檢測、不透明包裝的產(chǎn)品填充檢查等等。一套機(jī)器視覺系統(tǒng)一般包含光源、鏡頭、工業(yè)相機(jī)、機(jī)器視覺軟件等軟硬件產(chǎn)品,工業(yè)相機(jī)在合適的光照下采集被測物的圖像,再由機(jī)器視覺視覺軟件對圖像進(jìn)行數(shù)字化分析及處理。在機(jī)器視覺中,相機(jī)快門時間可達(dá)微秒級,還能夠感知紫外到紅外的寬波段范圍光譜,且機(jī)器視覺產(chǎn)品有寬溫、抗振等不同性能可以選擇,適應(yīng)性強(qiáng),因此,相較于人類視覺,機(jī)器視覺成本更低,且更加高效穩(wěn)定,應(yīng)用廣泛。
機(jī)器視覺和人類視覺的差別:
1、觀測精度
人類視覺:人類手工操作無法達(dá)到高精度要求。
機(jī)器視覺:識別精度和抓取精度均高于人類操作精度,可精準(zhǔn)地控制位移量。
2、彩色識別能力
人類視覺:對色彩的分辨能力強(qiáng),但容易受人的心理影響,不能量化
機(jī)器視覺:受硬件條件的制約,目前一般的圖像采集系統(tǒng)對色彩的分辨能力較差,但具有可量化的優(yōu)點(diǎn)
3、灰度分辨力
人類視覺:差,一般只能分辨64個灰度級
機(jī)器視覺:強(qiáng),目前一般使用256灰度級,采集系統(tǒng)可具有10bit、12bit、16bit等灰度級
4、空間分辨力
人類視覺:分辨率較差,不能觀看微小的目標(biāo)
機(jī)器視覺:目前有4K×4K的面陣相機(jī)和8K的線陣相機(jī),通過備置各種光學(xué)鏡頭,可觀測小到微米大到天體的目標(biāo)
5、速度
人類視覺:人眼無法看清快速運(yùn)動的目標(biāo)
機(jī)器視覺:快門時間可達(dá)到10μs左右,高速像機(jī)幀率可達(dá)到1000fps以上,處理器的速度越來越快
6、感光范圍
人類視覺:400nm-750nm范圍的可見光
機(jī)器視覺:從紫外到紅外的較寬光譜范圍,另有X光等特殊相機(jī)
7、智能化
人類視覺:可對工件進(jìn)行理性分析,對工件的具體詳細(xì)情況進(jìn)行分析,得到一定規(guī)律。
機(jī)器視覺:可以利用人工智能技術(shù),但不夠智能,通過多次學(xué)習(xí)識別結(jié)果進(jìn)行分析,按照人類設(shè)定思路進(jìn)行。
8、環(huán)境要求
人類視覺:對環(huán)境溫度、濕度的適應(yīng)性差,另外有許多場合對人有損害
機(jī)器視覺:對環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng),另外可加防護(hù)裝置
9、環(huán)境適應(yīng)
人類視覺:人類在長期惡劣的環(huán)境中工作(比如激光環(huán)境等)對身體健康有很大的影響。
機(jī)器視覺:可以長期總惡劣的工作環(huán)境中替代人工的位置。