《伺服與運動控制》三言堂

　　本欄目設立主旨：通過專家、行業方對工業自動化熱門或者前沿話題進行探討。

　　“三言”指媒體綜述、專家言論、行業觀點。

　　本期主題：全新全能的“視覺專家”

　　20世紀60年代，美國學者L.R.羅伯茲從多面體組成的積木世界，研究出機器視覺相關理論與技術，這些技術經過時間浸泡與釀造，變得更具實踐應用性。90年代，中國開始發展機器視覺，2011中國機器視覺市場規模達到10.8億元。然而相對于市場容量的龐大，中國視覺企業也存在技術缺陷與產品薄弱等問題。

　　另一方面，機器視覺技術本身比較復雜，最大的困難在于人的視覺機制尚不清楚。人可以用內省法描述對某一問題的解題過程，從而用計算機加以模擬。但盡管每一個正常人都是“視覺專家”，卻不可能用內省法來描述自己的視覺過程。因此建立機器視覺系統是十分困難的任務。

　　如何更好地利用機器視覺為工況監視、成品檢驗和質量控制等領域服務成為在現代自動化生產過程中非常重要的一環。

　　本期也將圍繞機器視覺相關問題進行討論，討論話題如下：

　　（1）當前機器視覺的發展趨勢是？（包括產品、技術——機器視覺算法工具與軟件，芯片與像源上突破、企業）您如何看待中國目前機器視覺市場？

　　（2）機器視覺的商機在哪？機器視覺企業占領市場時有哪些經驗可循？

     美國邦納工程國際有限公司上海代表處

　　李根良視覺產品經理

　　（1）當前機器視覺的發展趨勢是？（包括產品、技術——機器視覺算法工具與軟件，芯片與像源上突破、企業）您如何看待中國目前機器視覺市場？

　　機器視覺檢測技術從上世紀90年代開始引入中國，至今已走過了20個年頭。視覺用戶從當初屈指可數的幾家科研院所到如今各行各業遍地開花，市場規模將近11億，可以看出機器視覺檢測技術在中國正得到越來越多的行業及客戶的認可。

　　當然，基于各個行業自身特性的不同，以及各行業對視覺檢測技術認知的不同，不同行業用戶對視覺檢測系統有著不同的要求。在國內，目前應用視覺檢測技術較多的行業包括：電子，汽車，制藥，食品/飲料，煙草，其他包裝等行業。電子行業由于其產品的微小復雜且具有高精度的要求，因此電子行業一般要求視覺系統具有高分辨率CCD和功能高端的視覺軟件；而汽車行業由于其零部件較大，一般情況下不要求太高的精度，因此他們對相機的分辨率沒有太高的要求，往往希望視覺系統安裝簡單，使用方便即可。盡管不同行業對機器視覺檢測技術有著不同的要求，但作為一種應用越來越普遍且通用性越來越廣泛的檢測技術，機器視覺產品不應僅關注1-2個行業，而應關注其通用性的廣泛與否，這也就是機器視覺未來的發展趨勢是怎樣的。

　　個人的看法，就機器視覺系統的構造來說，目前我們一般分為兩類：板卡式的（PC-BASE）和嵌入式兩種，由于各有其獨特的特點，比如板卡式的具有攝像頭比較小巧，可以實現1拖多的控制，軟件編程比較靈活；而嵌入式具有一體式設計，安裝簡單使用方便，因此在未來的機器視覺市場上，二者仍將并存，只是二者的融合度會越來越高。從硬件角度來講，成像元件像素值越來越高是一個不爭的趨勢，以適應于越來越高的檢測精度要求和大視野的要求；整個產品的外形將進一步小型化以減少占用的空間，芯片的處理速度進一步提高以適應于更快的檢測要求。就軟件來講，功能越來越強大而操作性越來越簡便將是使用者樂于見到的，友好的界面、模塊化的功能設計、保留一定程度的二次開發功能也許更受歡迎。

　　接觸機器視覺近十年，目睹了中國機器視覺市場的快速發展，同時我也深深感受到不同行業對機器視覺檢測技術存在著巨大的認知上的差異，正是這種差異造成了不同行業間機器視覺應用的巨大的不均衡性。而這種行業間的不均衡性恰恰使我們看到了機器視覺檢測技術未來廣闊的發展空間。工廠離不開自動化，作為世界工廠的中國更是如此，而機器視覺恰是一個很好的手段。

　　（2）機器視覺的商機在哪？機器視覺企業占領市場時有哪些經驗可循？

　　機器視覺的商機在哪里？也許我們可以這樣來問：用戶為什么要使用機器視覺？這個問題的答案似乎可以為第一個問題做出一些指引。要提高產能，提高效率，提高良品率，降低不良率，簡而言之，一句話-降低成本，提高效益。哪些行業對成本和效率最為關注，那就是機器視覺的商機所在。

　　十年的摸爬滾打使我深深地認識到，電子行業作為高科技前沿產業，其對機器視覺檢測技術的認知已經到了相當深的程度了，一些大型的電子企業一般都有一個專門的視覺團隊，專門負責研發或者使用視覺檢測技術，以期能滿足其層出不窮的視覺檢測需求。而汽車行業作為近年來迅速發展的產業，其對產品的質量要求越來越高，也催生了機器視覺檢測技術在本行業的快速發展。制藥行業隨著新GMP認證和電子監管碼的進一步實施，將會給機器視覺帶來一個更廣闊的發展空間。

　　知己知彼，百戰不殆。機器視覺企業在開發市場時，首先要對自己的產品有一個清晰的認識，自己產品的賣點在哪里，或者公司的優勢在哪里。同時清醒地認識到不同客戶對視覺最為關注的是什么，OEM、系統集成商、終端客戶他們的關注點又是什么。只有清醒地認識到這些，才能使你更好地去開發視覺市場。

      堡盟電子

      視覺技術業務發展經理

      李智勇

      1、當前機器視覺的發展趨勢是？（包括產品、技術——機器視覺算法工具與軟件，芯片與像源上突破、企業）您如何看待中國目前機器視覺市場？

      就工業相機硬件而言，無論歐洲、美國還是國內，工業以太網GigE技術越來越被認可。作為目前主流的相機接口方式，其特點是傳輸距離更遠，相機到電腦最遠距離可達100米，寬帶相比火線接口而言更具競爭力，可以達到120MB/秒，允許相機具有更高的幀率。 

      另外在圖像傳感器領域也有突破，堡盟去年開始推出高速CMOS傳感器，相對來說，新一代的CMOSIS CMOS傳感器相比CCD而言動態范圍更寬，而且比傳統的CMOS傳感器無論感光度還是圖像品質方面表現都更好。CMOS傳感器技術正處于蓬勃發展時期，由于CMOS具有諸多優點，國內外許多機構已經應用CMOS圖像傳感器開發出眾多產品，CMOS的價格遠低于CCD，可以說CMOS將是未來的一個發展趨勢。

      中國目前機器視覺市場可以從兩個方面來看，先談PC Base相機系統，即板卡相機。此類視覺系統，用戶可以根據其具體需求將相關相機集成在工控機上。從目前行業及市場需求發展看，高速數據傳輸正在成為主流，因為其硬件成本在不斷下降，數字工業相機取代模擬相機成為不可扭轉的趨勢，另外Camera Link因為其穩定性和傳輸帶寬方面的優勢，依然在高速圖像采集方面占有一席之地。相信在半導體、電子行業、加工制造業的在線檢測領域PC Base相機會發展越來越快。

      除了PC Base相機外，智能相機因為其高度集成的優勢，一直受到不少用戶的青睞。工業智能相機(Smart Camera)是一種高度集成化機器視覺系統。它將圖像的采集、信號處理與視覺算法功能集成于一臺相機內，從而提供了具有多功能、模塊化、高可靠性、易于設定的機器視覺解決方案。隨著視覺算法的不斷完善和 DSP技術的不斷進步，其功能已經越來越強，而且成本越來越低，同時隨著國內用戶對視覺系統的理解不斷加深，更要求智能相機在功能方面更全面速度也更快，所以未來PC Base相機和工業智能相機幾乎可以平分秋色。

      2、機器視覺的商機在哪？機器視覺企業占領市場時有哪些經驗可循？

      簡單來說，在整個工業自動化領域，需要工人用眼睛在現場檢測、判斷的地方，如電子、食品飲料等現場在線檢測領域，機器視覺都大有用途。以前檢測產品，需要現場人員去定期不定期的檢產品外觀、尺寸等是否符合要求，現在通過機器視覺去檢測，不僅可以節省成本，而且在線全檢對產品質量有保證，可以說只要需要人眼來判斷或者檢測的工業自動化領域機器視覺就有市場。和幾年前相比，客戶對機器視覺的知識和應用不斷加深，市場會越來越大。通過提升相關視覺系統的特殊性和良好的服務，可以有效規避目前越來越激烈的價格競爭。視覺應用一般會涉及到國內比較高端的客戶，我們需要以更快的速度和更好的服務質量，把全球最新的技術引進到中國市場來滿足客戶的需求。另外，對于有些客戶而言，標準化的視覺系統并不能滿足其需求，而必須需要根據客戶要求進行產品定制，這也是堡盟一直在完善的服務之一。