機器視覺技術比較復雜,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。
目前,中國正成為世界機器視覺發展最活躍的地區之一,應用范圍幾乎涵蓋國民經濟的各個行業,其中包括:工業、農業、醫藥、軍事、航天、氣象、天文、公安、交通、安全、科研等領域。
機器視覺市場規模及發展趨勢分析
專家分析認為,機器視覺發展早期,主要集中在歐美和日本。隨著全球制造中心向中國轉移,中國機器視覺市場正在繼北美、歐洲和日本之后,成為國際機器視覺廠商的重要目標市場。在中國,機器視覺應用起源于20世紀80年代的技術引進,半導體及電子行業是機器視覺應用較早的行業之一,其中大都集中在如PCB印刷電路組裝、元器件制造、半導體及集成電路設備等,機器視覺在該行業的應用推廣,對提高電子產品質量和生產效率起了舉足輕重的作用。
目前,中國正成為世界機器視覺發展最活躍的地區之一,應用范圍幾乎涵蓋國民經濟的各個行業,其中包括:工業、農業、醫藥、軍事、航天、氣象、天文、公安、交通、安全、科研等領域。而工業領域是機器視覺應用比重最大的領域,其重要原因是中國已經成為全球制造業的加工中心,高要求的零部件加工及其相應的先進生產線,使許多具有國際先進水平的機器視覺系統和應用經驗也進入了中國。
業內分析認為,目前在我國隨著配套基礎建設的完善,技術、資金的積累,各行各業對采用圖像和機器視覺技術的工業自動化、智能需求開始廣泛出現,國內有關大專院校、研究所和企業近兩年在圖像和機器視覺技術領域進行了積極思索和大膽的嘗試,逐步開始了工業現場的應用。其主要應用于制藥、印刷、礦泉水瓶蓋檢測等領域。這些應用大多集中在如藥品檢測分裝、印刷色彩檢測等。真正高端的應用還很少,因此,以上相關行業的應用空間還比較大。當然、其他領域如指紋檢測等等領域也有著很好的發展空間。
中國的電子制造和代工廠商過去幾年正在采購大量自動化設備取代人工,以應對中國愈演愈烈的缺工現象,未來幾年這一現象將達到高潮。臺資工廠紛紛選擇提高自動化程度,其自動化換裝高潮將在未來2-3年內到來,必將為機器視覺產品在該行業的應用帶來新的增長點。前瞻預測,未來幾年我國機器視覺行業市場規模將繼續保持穩定增長,預計2016年達到近38億元。
機器視覺檢測技術發展趨勢分析
機器視覺是近年來發展起來的一項新技術,它是利用光機電一體化的手段使機器具有視覺的功能。將機器視覺引入檢測領域,可以在很多場合實現在線高精度高速測量。同時機器視覺檢測技術理論也一步步的發展壯大起來,可以分為以下幾個發展歷程及發展趨勢。
1.初級視覺理論:主要針對光學成像的逆問題,是由能從二維光強度陣列恢復三維可見表面物理性質的一系列處理過程組成。這里各過程的輸入數據及計算目的都是能夠明確描述的,如邊緣檢測、立體匹配、由運動恢復結構等方法。在三維物體投影成二維圖像過程中,三維信息有很多損失,從而導致病態問題產生,因此加強對初級視覺過程及其約束條件的研究就顯得格外重要,其主要針對3D重建、雙目視覺。
2.主動視覺理論:主動視覺指觀察者以確定或不定方式運動跟蹤目標、感知對象的技術方法。在主動視覺中,觀察者和目標物體也可同時運動,觀察者的運動為研究目標的形狀、距離和運動提供了附加條件,重要研究方向為目標跟蹤,導彈攔截等。
3.視覺信息融合:將多種視覺信息相互融合,有可能突破單一視覺信息獲取的局限性,達到利用理想環境下靜止和瞬間的視覺信息獲取,達到認識復雜客觀世界的要求,主要研究領域為圖像信息融合。
4.三維場景重建:目前對三維場景的恢復理論和算法局限于對景物可視部分,屬于2.5維信息表達,僅提供物體可見輪廓以內的三維信息。恢復景物表面可見與不可見部分的完整信息,是一個復雜但也急待解決的理論難題。
5.算法性能評價:機器視覺研究關注任務可否進行或能否完成,缺乏對算法和系統方法性能質量的刻化和評價。在實際應用中,效率和性能十分重要,否則算法和系統無法走出實驗室,因此,機器視覺算法性能評價的建立必不可少。
6.視覺并行計算:視覺實時計算還有許多理論、算法和技術上的問題。視覺并行計算結構發展趨勢是在越來越大的結構中采用越來越小的處理單元,其發展方向是由基本邏輯運算處理單元組成龐大的處理網絡系統。
7.通用視覺信息系統:能完成各種視覺任務的通用視覺信息系統,即建立類比于人類視覺系統功能的機器視覺系統,通過建立專用視覺系統平臺,逐漸發展到完善的通用視覺系統,如視覺平臺,高度智能化的視覺機器人等。
可以預計的是,隨著機器視覺技術自身的成熟和發展,它將在現代和未來制造企業中得到越來越廣泛的應用。