機(jī)器視覺是人工智能正在快速發(fā)展的一個分支。簡單說來，機(jī)器視覺就是在工業(yè)生產(chǎn)過程中，用機(jī)器代替人類視覺對產(chǎn)品外形特征做100%測量和判斷，也就是為機(jī)器植入了眼睛和大腦。

在現(xiàn)代工業(yè)零件制造領(lǐng)域，經(jīng)常需要對半成品及成品進(jìn)行幾何尺寸及外觀缺陷的檢測，同時，這些檢測需要較高的檢測精度和較快的檢測速度，傳統(tǒng)的接觸式人工檢測方式不僅繁瑣勞動強(qiáng)度大，而且檢測的速度很慢，人為造成的測量誤差也不少。同時，工件表面殘留的冷卻液及加工殘留物在測量前也需要完全清理干凈，以免影響儀器的測量精度及使用壽命。同時在檢測過程中，與工件所進(jìn)行的接觸式測量，難免會對工件表面造成損傷，因此非接觸式的機(jī)器視覺系統(tǒng)開始迅速發(fā)展，更多的應(yīng)用于工業(yè)制造中的各個領(lǐng)域。

那么，機(jī)器視覺系統(tǒng)設(shè)計的難點(diǎn)都有哪些？本文主要總結(jié)了一下五點(diǎn)，

一：打光的穩(wěn)定性

工業(yè)視覺應(yīng)用一般分成四大類：定位、測量、檢測和識別，其中測量對光照的穩(wěn)定性要求高，因為光照只要發(fā)生10-20%的變化，測量結(jié)果將可能偏差出1-2個像素，這不是軟件的問題，這是光照變化，導(dǎo)致了圖像上邊緣位置發(fā)生了變化，即使再厲害的軟件也解決不了問題，必須從系統(tǒng)設(shè)計的角度，排除環(huán)境光的干擾，同時要保證主動照明光源的發(fā)光穩(wěn)定性。隨著現(xiàn)代工業(yè)自動化技術(shù)日趨成熟，越來越多的制造企業(yè)考慮如何采用機(jī)器視覺，取代人工來幫助生產(chǎn)線實現(xiàn)檢查、測量和自動識別等功能，以提率并降低成本，從而實現(xiàn)生產(chǎn)效率的較大化。當(dāng)然通過硬件相機(jī)分辨率的提升也是提，抗環(huán)境干擾的一種辦法了。比如之前的相機(jī)對應(yīng)物空間尺寸是1個像素10um，而通過提升分辨率后變成 1個像素5um，精度近似可以認(rèn)為提升1倍，對環(huán)境的干擾自然增強(qiáng)了。

第二：工件位置的不一致性

一般做測量的項目，無論是離線檢測，還是在線檢測，只要是全自動化的檢測設(shè)備，首先做的一步工作都是要能找到待測目標(biāo)物。實現(xiàn)“中國制造2025”，完成從制造大國向制造強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變，智能制造是主攻方向。每次待測目標(biāo)物出現(xiàn)在拍攝視場中時，要能準(zhǔn)確知道待測目標(biāo)物在哪里，即使你使用一些機(jī)械夾具等，也不能特別保證待測目標(biāo)物每次都出現(xiàn)在同一位置的，這就需要用到定位功能，如果定位不準(zhǔn)確，可能測量工具出現(xiàn)的位置就不準(zhǔn)確，測量結(jié)果有時會有較大偏差

第三：標(biāo)定

一般在測量時需要做以下幾個標(biāo)定，一光學(xué)畸變標(biāo)定（如果您不是用的軟件鏡頭，一般都必須標(biāo)定），二投影畸變的標(biāo)定，也就是因為您安裝位置誤差代表的圖像畸變校正，三物像空間的標(biāo)定，也就是具體算出每個像素對應(yīng)物空間的尺寸。

不過目前的標(biāo)定算法都是基于平面的標(biāo)定，如果待測量的物理不是平面的，標(biāo)定就會需要作一些特種算法來處理，通常的標(biāo)定算法是解決不了的。

此外有些標(biāo)定，因為不方面使用標(biāo)定板，也必須設(shè)計特殊的標(biāo)定方法，因此標(biāo)定不一定能通過軟件中已有的標(biāo)定算法全部解決。

第四：物體的運(yùn)動速度

如果被測量的物體不是靜止的，而是在運(yùn)動狀態(tài)，那么一定要考慮運(yùn)動模糊對圖像精度（模糊像素=物體運(yùn)動速度*相機(jī)曝光時間），這也不是軟件能夠解決的。

第五：軟件的測量精度

在測量應(yīng)用中軟件的精度只能按照1/2—1/4個像素考慮，好按照1/2，而不能向定位應(yīng)用一樣達(dá)到1/10-1/30個像素精度，因為測量應(yīng)用中軟件能夠從圖像上提取的特征點(diǎn)非常少。

非接觸測量所采用的是光學(xué)影像測量技術(shù)，通過軟件在光學(xué)對焦過程中，自動計算出兩個表面清晰的Z軸坐標(biāo)值，從而測量出高度值。影像測量儀也稱二次元影像測量儀，是因為主要針對于X、Y軸方向進(jìn)行測量，基于目前眾多工件對高度的測量要求越來越高，因此很多影像測量儀加裝了Z軸測量功能，被稱為2。非接觸式測量主要適用于表面反光型比較好的產(chǎn)品，這樣在影像測量過程中才能得出比較準(zhǔn)確的座標(biāo)值。同時非接觸測量也適用于材質(zhì)較軟，易受外力擠壓變形的產(chǎn)品。

非接觸式測量使影像測量儀不再拘泥于X、Y軸測量，在Z軸方向的測量變得更加方便、快捷、精準(zhǔn)。但是由于采用的是光學(xué)影像技術(shù)，因此對工件表面反光提出了很高要求，而工件表面的弧形高度測量的精度還是存在有比較大的局限性。

包裝不再是全自動化進(jìn)程的痛點(diǎn)

面對一直沒有實現(xiàn)自動化的月餅包裝環(huán)節(jié)，對食品生產(chǎn)質(zhì)量有著嚴(yán)苛要求的利口福食品和對產(chǎn)品追求的李群自動化一拍即合，決定一起攜手，借助更加柔性化的機(jī)器人解決方案，攻克月餅生產(chǎn)自動化進(jìn)程的后一個環(huán)節(jié)---包裝！

整條機(jī)器人月餅包裝線包含5個工作站，17個工藝段，每小時上千盒的產(chǎn)能，全程只需4人監(jiān)管，這些都是機(jī)器人月餅包裝線的驚人數(shù)據(jù)。機(jī)器視覺檢測產(chǎn)業(yè)鏈機(jī)器視覺檢測在生活中的的應(yīng)用及其廣泛，在交通領(lǐng)域、水文觀測、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警識別等領(lǐng)域，都發(fā)揮著重要的作用。由李群自動化自主研發(fā)的2臺Apollo機(jī)器人，6臺Artemis機(jī)器人組合而成的包裝線，通過多機(jī)器人協(xié)同合作，同時在傳送帶跟蹤管理和視覺系統(tǒng)的雙重配合下，可以實現(xiàn)月餅分揀、月餅盒調(diào)整、月餅裝盒、刀叉裝盒、月餅合蓋、裝箱封箱等多項工藝，并實現(xiàn)包裝的標(biāo)準(zhǔn)化。整條包裝線采用的機(jī)器人具備操作簡單、安全、穩(wěn)定、準(zhǔn)確和可連續(xù)工作的特性，讓月餅包裝突破了常規(guī)的人工和時間局限，全力推動包裝工序的快速進(jìn)行。

食品行業(yè)自動化進(jìn)程的后一個包裝環(huán)節(jié)的創(chuàng)新，讓食品行業(yè)對品質(zhì)要求更加嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，并達(dá)到高度的一致。