Industry News
Industrial automation manufacturers have laid out the field of machine vision, but the heart can not eat hot tofu
Date：2018-09-03
Source：Samsun Technology
随着近年来我国制造业自动化改造的趋势愈加明显，越来越多的企业开始将机器视觉融入到自动化产线中。机器视觉正在当今的制造业扮演着越来越重要的角色。这一点，从这两年各家视觉产品厂商忙不过来的订单和连续高速增长的营业额就可见一斑。
话说这年头的机器视觉技术，绝对可以算得上是工业领域的一大热门，因为市场前景一片大好而被各界广泛看好追捧，的确是件很自然的事情。不过，从产品和设备使用的角度看，我们更关注的或许是，将机器视觉和自动化控制“两个世界”的技术整合在一起，会在性能、成本以及应用体验等各方面给用户带来怎样的影响和改变。
而这，还是得从目前市面上主流的机器视觉系统说起。
老实说，尽管当下主流的机器视觉技术已经看上去十分牛掰了，但实际上它们在设备系统中基本上都还是相对独立的，有时甚至可以说是非常封闭的。视觉产品与控制系统之间的接口极为有限，也谈不上什么信息和数据的相互共享。
这其实在一定程度上增加了在设备产线中集成和使用视觉技术的难度，因为用户不仅需要同时操作和维护两套各自独立的控制系统，还必须为了两套系统之间的各种（实时）数据交互而投入大量人力、硬件和时间成本。尤其是现在的工业制造流程中，有越来越多的环节需要用到视觉技术，除了帮助识别和采集产品信息，还需要直接参与各种实时的机器控制。双重系统带来的复杂性，极大的抬高了机器视觉的应用门槛。
在集成机器视觉系统中，机器视觉仅仅是作为设备控制的一个应用模块，被整合到产线设备的控制系统中。用户无需再考虑系统之间的数据交互和界面切换，仅使用一套自动化控制系统，即可以完成对各类应用参数的设置和调整。
机器视觉技术的应用将因此而被极大简化，设备的总体成本也会得到显著的优化。
貌似这样说还是太过于抽象了。接下来，让我们看几个在机器视觉的应用过程中可能出现的场景。
首先，若要将产品图像信息（如产品标识、条码/二维码、品质瑕疵等）快速呈现到产线和管理系统的屏幕上，如：操作员终端、工厂大屏幕、中控室等，在集成机器视觉系统中将变得极为简单，很可能也就是点几下鼠标的事情。
其次，在集成机器视觉系统中，将更容易实现对高速运动中的物体的精准图像捕捉，无需再在相机上接入编码器，直接使用由高速传感器触发获取的输送线位置，就可以完成对相机快门的实时控制。
而如果要在识别出产品瑕疵后进一步对其做出准确的剔废动作，目测用几条运控指令就完全可以搞定了。
再比如，若要对产线上的每个产品进行双重甚至多次图像识别，例如：需要同时记录产品条码、标签和外观，传统的做法需要为相邻的几台相机各接入一支光电触发传感器和编码器。
但如果使用集成机器视觉系统，就只需将一个光电输入信号、多台视觉相机和输送带编码器通过运控总线接入同一个设备控制系统，并基于输送带上的产品位置完成对相机快门动作的精准触发，硬件连接和软件逻辑都将因此变得非常简单。
另外，对于那些需要使用视觉技术辅助机器人操作的设备应用，使用集成机器视觉系统将可以把产品图像识别和机器人运动控制整合到同一个时间轴和空间坐标系中，从而省去两套系统之间大量繁琐的位置数据转换工作。
在机器视觉应用中，根据不同的产品/背景组合，适当的调整相机镜头和光源的参数设置（如：对焦、颜色等），对于画面捕捉的质量和图像识别的性能也是极为重要的。如果将视觉技术集成、整合到设备控制系统中，那么用户仅通过在控制软件中编写的程序逻辑，就可以实现对这些分散在设备各处的视觉元件的自动设置和灵活调整，而无需再在现场逐一手动操作。这将极大的简化设备调试和运维的流程。
一方面，现阶段传统的视觉产品厂商在这个专业技术领域的优势还是十分明显的。所以，目测短期内被集成机器视觉系统所替代的，应该是那些相对简单的入门级视觉应用，而不会是难度较高的复杂应用。
另一方面，我相信传统的专业视觉技术厂商们也一定看到了机器视觉将逐步融入设备自动化控制系统的趋势，在自动化厂商不断完善和升级视觉产品的同时，它们也必将会积极的采取各种应对策略。
因此，尽管集成机器视觉的方向已经很明确的，但这项技术的成熟和普及，必定不是一蹴而就、立竿见影的，而应该是一个逐步演进、循序渐进的过程。
话说这年头的机器视觉技术，绝对可以算得上是工业领域的一大热门，因为市场前景一片大好而被各界广泛看好追捧，的确是件很自然的事情。不过，从产品和设备使用的角度看，我们更关注的或许是，将机器视觉和自动化控制“两个世界”的技术整合在一起，会在性能、成本以及应用体验等各方面给用户带来怎样的影响和改变。
而这，还是得从目前市面上主流的机器视觉系统说起。
老实说，尽管当下主流的机器视觉技术已经看上去十分牛掰了，但实际上它们在设备系统中基本上都还是相对独立的，有时甚至可以说是非常封闭的。视觉产品与控制系统之间的接口极为有限，也谈不上什么信息和数据的相互共享。
这其实在一定程度上增加了在设备产线中集成和使用视觉技术的难度，因为用户不仅需要同时操作和维护两套各自独立的控制系统，还必须为了两套系统之间的各种（实时）数据交互而投入大量人力、硬件和时间成本。尤其是现在的工业制造流程中，有越来越多的环节需要用到视觉技术，除了帮助识别和采集产品信息，还需要直接参与各种实时的机器控制。双重系统带来的复杂性，极大的抬高了机器视觉的应用门槛。
在集成机器视觉系统中，机器视觉仅仅是作为设备控制的一个应用模块，被整合到产线设备的控制系统中。用户无需再考虑系统之间的数据交互和界面切换，仅使用一套自动化控制系统，即可以完成对各类应用参数的设置和调整。
机器视觉技术的应用将因此而被极大简化，设备的总体成本也会得到显著的优化。
貌似这样说还是太过于抽象了。接下来，让我们看几个在机器视觉的应用过程中可能出现的场景。
首先，若要将产品图像信息（如产品标识、条码/二维码、品质瑕疵等）快速呈现到产线和管理系统的屏幕上，如：操作员终端、工厂大屏幕、中控室等，在集成机器视觉系统中将变得极为简单，很可能也就是点几下鼠标的事情。
其次，在集成机器视觉系统中，将更容易实现对高速运动中的物体的精准图像捕捉，无需再在相机上接入编码器，直接使用由高速传感器触发获取的输送线位置，就可以完成对相机快门的实时控制。
而如果要在识别出产品瑕疵后进一步对其做出准确的剔废动作，目测用几条运控指令就完全可以搞定了。
再比如，若要对产线上的每个产品进行双重甚至多次图像识别，例如：需要同时记录产品条码、标签和外观，传统的做法需要为相邻的几台相机各接入一支光电触发传感器和编码器。
但如果使用集成机器视觉系统，就只需将一个光电输入信号、多台视觉相机和输送带编码器通过运控总线接入同一个设备控制系统，并基于输送带上的产品位置完成对相机快门动作的精准触发，硬件连接和软件逻辑都将因此变得非常简单。
另外，对于那些需要使用视觉技术辅助机器人操作的设备应用，使用集成机器视觉系统将可以把产品图像识别和机器人运动控制整合到同一个时间轴和空间坐标系中，从而省去两套系统之间大量繁琐的位置数据转换工作。
在机器视觉应用中，根据不同的产品/背景组合，适当的调整相机镜头和光源的参数设置（如：对焦、颜色等），对于画面捕捉的质量和图像识别的性能也是极为重要的。如果将视觉技术集成、整合到设备控制系统中，那么用户仅通过在控制软件中编写的程序逻辑，就可以实现对这些分散在设备各处的视觉元件的自动设置和灵活调整，而无需再在现场逐一手动操作。这将极大的简化设备调试和运维的流程。
一方面，现阶段传统的视觉产品厂商在这个专业技术领域的优势还是十分明显的。所以，目测短期内被集成机器视觉系统所替代的，应该是那些相对简单的入门级视觉应用，而不会是难度较高的复杂应用。
另一方面，我相信传统的专业视觉技术厂商们也一定看到了机器视觉将逐步融入设备自动化控制系统的趋势，在自动化厂商不断完善和升级视觉产品的同时，它们也必将会积极的采取各种应对策略。
因此，尽管集成机器视觉的方向已经很明确的，但这项技术的成熟和普及，必定不是一蹴而就、立竿见影的，而应该是一个逐步演进、循序渐进的过程。
