為何工業(yè)4.0離不開(kāi)機(jī)器視覺(jué) 看人類視覺(jué)VS機(jī)器視覺(jué)

工業(yè)4.0的興起，信息化技術(shù)的浪潮加速了制造產(chǎn)業(yè)的變革步伐，人類視覺(jué)已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代企業(yè)高速發(fā)展的需求，因此，高精度、高效率且成本更低的制造需求，促使企業(yè)走向智能化和自動(dòng)化的方向。機(jī)器視覺(jué)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化強(qiáng)有力的工具，與人類視覺(jué)相比，機(jī)器視覺(jué)的可靠性更高，客觀性更強(qiáng)，持續(xù)工作時(shí)間越長(zhǎng)。

傳統(tǒng)的生產(chǎn)線，是單純地依靠人類肉眼視覺(jué)，對(duì)生產(chǎn)的過(guò)程進(jìn)行識(shí)別檢測(cè)，畢竟人的精力有限，檢測(cè)的速度慢，準(zhǔn)確度也低。同時(shí)人眼僅能感知可見(jiàn)光波段，獲取信息有限。如果到了高溫、寒冷、狹窄或者高空等極端的場(chǎng)景下，人類的視覺(jué)檢測(cè)就沒(méi)辦法用了。所以，高效準(zhǔn)確、靈活穩(wěn)定、信息豐富、應(yīng)用廣泛的機(jī)器視覺(jué)開(kāi)始逐漸代替人類視覺(jué)，帶領(lǐng)生產(chǎn)制造業(yè)走向提速增效的發(fā)展之路。

機(jī)器視覺(jué)常常用來(lái)檢測(cè)人眼難以識(shí)別的問(wèn)題，比如物體的微小缺陷及形變、高壓電纜的放電檢測(cè)、不透明包裝的產(chǎn)品填充檢查等等。一套機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)一般包含光源、鏡頭、工業(yè)相機(jī)、機(jī)器視覺(jué)軟件等軟硬件產(chǎn)品，工業(yè)相機(jī)在合適的光照下采集被測(cè)物的圖像，再由機(jī)器視覺(jué)視覺(jué)軟件對(duì)圖像進(jìn)行數(shù)字化分析及處理。在機(jī)器視覺(jué)中，相機(jī)快門(mén)時(shí)間可達(dá)微秒級(jí)，還能夠感知紫外到紅外的寬波段范圍光譜，且機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品有寬溫、抗振等不同性能可以選擇，適應(yīng)性強(qiáng)，因此，相較于人類視覺(jué)，機(jī)器視覺(jué)成本更低，且更加高效穩(wěn)定，應(yīng)用廣泛。

機(jī)器視覺(jué)和人類視覺(jué)的差別：

1、觀測(cè)精度

人類視覺(jué)：人類手工操作無(wú)法達(dá)到高精度要求。

機(jī)器視覺(jué)：識(shí)別精度和抓取精度均高于人類操作精度，可精準(zhǔn)地控制位移量。

2、彩色識(shí)別能力

人類視覺(jué)：對(duì)色彩的分辨能力強(qiáng)，但容易受人的心理影響，不能量化

機(jī)器視覺(jué)：受硬件條件的制約，目前一般的圖像采集系統(tǒng)對(duì)色彩的分辨能力較差，但具有可量化的優(yōu)點(diǎn)

3、灰度分辨力

人類視覺(jué)：差，一般只能分辨64個(gè)灰度級(jí)

機(jī)器視覺(jué)：強(qiáng)，目前一般使用256灰度級(jí)，采集系統(tǒng)可具有10bit、12bit、16bit等灰度級(jí)

4、空間分辨力

人類視覺(jué)：分辨率較差，不能觀看微小的目標(biāo)

機(jī)器視覺(jué)：目前有4K×4K的面陣相機(jī)和8K的線陣相機(jī)，通過(guò)備置各種光學(xué)鏡頭，可觀測(cè)小到微米大到天體的目標(biāo)

5、速度

人類視覺(jué)：人眼無(wú)法看清快速運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)

機(jī)器視覺(jué)：快門(mén)時(shí)間可達(dá)到10μs左右，高速像機(jī)幀率可達(dá)到1000fps以上，處理器的速度越來(lái)越快

6、感光范圍

人類視覺(jué)：400nm-750nm范圍的可見(jiàn)光

機(jī)器視覺(jué)：從紫外到紅外的較寬光譜范圍，另有X光等特殊相機(jī)

7、智能化

人類視覺(jué)：可對(duì)工件進(jìn)行理性分析，對(duì)工件的具體詳細(xì)情況進(jìn)行分析，得到一定規(guī)律。

機(jī)器視覺(jué)：可以利用人工智能技術(shù)，但不夠智能，通過(guò)多次學(xué)習(xí)識(shí)別結(jié)果進(jìn)行分析，按照人類設(shè)定思路進(jìn)行。

8、環(huán)境要求

人類視覺(jué)：對(duì)環(huán)境溫度、濕度的適應(yīng)性差，另外有許多場(chǎng)合對(duì)人有損害

機(jī)器視覺(jué)：對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，另外可加防護(hù)裝置

9、環(huán)境適應(yīng)

人類視覺(jué)：人類在長(zhǎng)期惡劣的環(huán)境中工作（比如激光環(huán)境等）對(duì)身體健康有很大的影響。

機(jī)器視覺(jué)：可以長(zhǎng)期總惡劣的工作環(huán)境中替代人工的位置。

審核編輯 黃昊宇