智能技術(shù)、智能理念賦能各行各業(yè)，是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是接下來商業(yè)大環(huán)境下新的有效增長點(diǎn)。當(dāng)前，智能制造產(chǎn)業(yè)正處于快速增長期，在這一產(chǎn)業(yè)中起到輔助作用的工業(yè)機(jī)器人也在飛速發(fā)展。工業(yè)機(jī)器人作為深入實(shí)施智能制造理念、驅(qū)動(dòng)智能制造發(fā)展戰(zhàn)略的重要引擎，是我國由“制造大國”到“制造強(qiáng)國”跨越的必由之路。當(dāng)前，工業(yè)機(jī)器人因具有更高的安全系數(shù)、更低的生產(chǎn)成本以及更強(qiáng)的操作靈活性等明顯優(yōu)勢(shì)，已成為制造學(xué)科的前沿研究熱點(diǎn)，也是實(shí)現(xiàn)智能制造宏偉目標(biāo)的制勝途徑。
建設(shè)智能工廠的核心在于“機(jī)器擬人化”
工業(yè)機(jī)器人由三大部分、六個(gè)子系統(tǒng)組成。三大部分是：機(jī)械本體、傳感器部分和控制部分。六個(gè)子系統(tǒng)是：驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、機(jī)器人-環(huán)境交互系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)。事實(shí)上，如果想要實(shí)現(xiàn)智能工廠的建設(shè)，其核心在于機(jī)器人更具智能化、擬人化，在這一形式下，感知系統(tǒng)中的視覺技術(shù)是最為關(guān)鍵的。人類想要實(shí)現(xiàn)一系列的基本活動(dòng)，如生活、工作、學(xué)習(xí)就必須依靠自身的器官，除腦以外，最重要的就是我們的眼睛了，工業(yè)機(jī)器人也不例外，要完成正常的生產(chǎn)任務(wù)，沒有一套完善的、先進(jìn)的視覺系統(tǒng)是很難實(shí)現(xiàn)的。
感知系統(tǒng)由內(nèi)部傳感器和外部傳感器組成，其作用是獲取機(jī)器人內(nèi)部和外部環(huán)境信息，并把這些信息反饋給控制系統(tǒng)，起到引導(dǎo)、識(shí)別、誤差校正等作用。而感知系統(tǒng)中的視覺技術(shù)就是利用機(jī)器代替人眼來作各種測量和判斷。
在生產(chǎn)線上，人來做此類測量和判斷會(huì)因疲勞、個(gè)人之間的差異等產(chǎn)生誤差和錯(cuò)誤，但是機(jī)器卻會(huì)不知疲倦地、穩(wěn)定地進(jìn)行下去。一般來說，機(jī)器視覺系統(tǒng)包括了照明系統(tǒng)、鏡頭、攝像系統(tǒng)和圖像處理系統(tǒng)。對(duì)于每一個(gè)應(yīng)用，我們都需要考慮系統(tǒng)的運(yùn)行速度和圖像的處理速度、使用彩色還是黑白攝像機(jī)、檢測目標(biāo)的尺寸還是檢測目標(biāo)有無缺陷、視場需要多大、分辨率需要多高、對(duì)比度需要多大等。從功能上來看，典型的機(jī)器視覺系統(tǒng)可以分為：引導(dǎo)和定位、外觀檢測、高精度檢測、識(shí)別。
1. 引導(dǎo)和定位：視覺定位要求機(jī)器視覺系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確的找到被測零件并確認(rèn)其位置，上下料使用機(jī)器視覺來定位，引導(dǎo)機(jī)械手臂準(zhǔn)確抓取。在半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域，設(shè)備需要根據(jù)機(jī)器視覺取得的芯片位置信息調(diào)整拾取頭，準(zhǔn)確拾取芯片并進(jìn)行綁定;
2. 外觀檢測：檢測生產(chǎn)線上產(chǎn)品有無質(zhì)量問題，該環(huán)節(jié)也是取代人工最多的環(huán)節(jié)。比如機(jī)器視覺涉及到的醫(yī)藥領(lǐng)域，其主要檢測包括尺寸檢測、瓶身外觀缺陷檢測、瓶肩部缺陷檢測、瓶口檢測等;
3. 高精度檢測：有些產(chǎn)品的精密度較高，達(dá)到～甚至到u級(jí)，人眼無法檢測，必須使用機(jī)器完成;
4. 識(shí)別：利用機(jī)器視覺對(duì)圖像進(jìn)行處理、分析和理解，以識(shí)別各種不同模式的目標(biāo)和對(duì)象，可以達(dá)到數(shù)據(jù)追溯和采集的目的，在汽車零部件、食品、藥品等領(lǐng)域應(yīng)用較多。
限制機(jī)器視覺發(fā)展的多方面瓶頸
然而，我國在機(jī)器視覺方面的研究起步較晚，若想依靠視覺技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能制造升級(jí)轉(zhuǎn)型，仍有很多潛在問題亟待解決，如人才的稀缺、圖像處理的不確定性、行業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)的限制以及自主研發(fā)技術(shù)的匱乏。
1. 人才的稀缺：目前真正意義上的從業(yè)人員很少是科班出身，缺少對(duì)圖像處理的底層理論認(rèn)知和理解;
2. 圖像處理的不確定性：即技術(shù)瓶頸。當(dāng)前工業(yè)應(yīng)用主要需求有測量、外觀檢測、條碼、字符識(shí)別、定位。而機(jī)器視覺還沒有在這幾方面實(shí)現(xiàn)完全批量化檢測，無法保證極高的準(zhǔn)確率、極小的誤檢率和杜絕漏檢;
3. 行業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)的限制：行業(yè)的高壓競爭導(dǎo)致業(yè)內(nèi)逐漸出現(xiàn)一些惡性競爭或低成本競爭的不良態(tài)勢(shì)，使行業(yè)偏離了良性發(fā)展的方向;
4. 自主研發(fā)技術(shù)的匱乏：受國際巨頭壟斷影響，國內(nèi)缺乏自主研發(fā)技術(shù)，缺少國際競爭驅(qū)動(dòng)力。
探索技術(shù)發(fā)展新模式是企業(yè)首先需要思考的課題
國內(nèi)機(jī)器人行業(yè)的發(fā)展在很大程度上取決于機(jī)器人企業(yè)的技術(shù)升級(jí)，但同時(shí)也依賴于行業(yè)內(nèi)的需求提升與行業(yè)對(duì)機(jī)器人的認(rèn)知。在當(dāng)今信息化大趨勢(shì)下，智能制造把工業(yè)機(jī)器人與機(jī)器視覺緊密結(jié)合起來，隨著行業(yè)的發(fā)展與延伸，機(jī)器視覺將是工業(yè)機(jī)器人研究領(lǐng)域的下一個(gè)重要方向，也是實(shí)現(xiàn)智能制造的必要助推劑。面對(duì)如此重量級(jí)的核心技術(shù)，如何突破技術(shù)發(fā)展瓶頸，探索技術(shù)發(fā)展新模式才是本土機(jī)器人企業(yè)首先需要思考的課題。
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