机器视觉丨分类及在工业中的应用!

机器视觉是人工智能正在快速发展的一个分支。简单说来,机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是通过机器视觉产品(即图像摄取装置,分CMOS和CCD两种)将被摄取目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,得到被摄目标的形态信息,根据像素分布和亮度、颜色等信息,转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

机器视觉是一项综合技术,包括图像处理、机械工程技术、控制、电光源照明、光学成像、传感器、模拟与数字视频技术、计算机软硬件技术(图像增强和分析算法、图像卡、I/O卡等)。一个典型的机器视觉应用系统包括图像捕捉、光源系统、图像数字化模块、数字图像处理模块、智能判断决策模块和机械控制执行模块。
机器视觉系统最基本的特点就是提高生产的灵活性和自动化程度。在一些不适于人工作业的危险工作环境或者人工视觉难以满足要求的场合,常用机器视觉来替代人工视觉。同时,在大批量重复性工业生产过程中,用机器视觉检测方法可以大大提高生产的效率和自动化程度。
一个典型的工业机器视觉系统包括:光源、镜头(定焦镜头、变倍镜头、远心镜头、显微镜头)、相机(包括CCD相机和COMS相机)、图像处理单元(或图像捕获卡)、图像处理软件、监视器、通讯/输入输出单元等。
四个常见应用领域:

机器视觉图像检测应用

检测是机器视觉工业领域最主要的应用之一,光学筛选机,几乎所有产品都需要检测,而人工检测存在着较多的毛病,人工检测准确性低,长时间工作的话,准确性更是无法保证,并且检测速度慢,容易影响整个生产过程的效率。因此,机器视觉检测设备在图像检测的应用方面也非常的广泛,光学影像筛选机,例如:硬币边沿字符的检测。
2000年10月新发行的第五套人民币中,一元硬币的侧面增强了防伪功能,鉴于生产过程的严格控制要求,在造币的最后一道工序上安置了视觉检测系统,印刷过程中的套色定位以及较色检查、包装过程中的饮料瓶盖的印刷质量检查,产品包装上的条码和字符识别等,玻璃瓶的缺陷检测。机器视觉系统对玻璃瓶的缺陷检测,其主要检测包括尺寸检测、瓶身外观缺陷检测、瓶肩部缺陷检测、瓶口检测等。

机器视觉视觉定位应用

视觉定位要求机器视觉系统能够快速准确地找到被测零件并确认其位置。在半导体封装领域,设备需要按照机器视觉取得的芯片位置信息调整拾取头,准确拾取芯片并进行绑定,这就是视觉定位在机器视觉工业领域最基本的应用。

机器视觉物体测量应用

视觉定位要求机器视觉系统能够快速准确地找到被测零件并确认其位置。在半导体封装领域,设备需要按照机器视觉取得的芯片位置信息调整拾取头,准确拾取芯片并进行绑定,这就是视觉定位在机器视觉工业领域最基本的应用。

机器视觉物体分拣应用

实际上,物体分拣应用是建立在识别、检测之后一个环节,通过机器视觉系统将图像进行处理,实现分拣。在机器视觉工业应用中常用于食品分拣、零件外貌瑕疵自动分拣、棉花纤维分拣等。
机器视觉上游有光源、镜头、工业相机、图像采集卡、图像处理软件等软硬件提供商,中游有集成和整机设备提供商,行业下游应用较广,主要下游市场包括电子制造行业、汽车、印刷包装、烟草、农业、医药、纺织和交通等领域。

在检测行业,与人类视觉相比,机器视觉优势明显

  1)精确度高:人类视觉是64灰度级,且对微小目标分辨力弱;机器视觉可显著提高灰度级,同时可观测微米级的目标;

  2)速度快:人类是无法看清快速运动的目标的,机器快门时间则可达微秒级别;

  3)稳定性高:机器视觉解决了人类一个非常严重的问题,不稳定,人工目检是劳动非常枯燥和辛苦的行业,无论你设计怎样的奖惩制度,都会发生比较高的漏检率。但是机器视觉检测设备则没有疲劳问题,没有情绪波动,只要是你在算法中写好的东西,每一次都会认真执行。在质控中大大提升效果可控性。

  4)信息的集成与留存:机器视觉获得的信息量是全面且可追溯的,相关信息可以很方便的集成和留存。

机器视觉系统未来发展趋势

  1)嵌入式解决方案发展迅猛,智能相机性能与成本优势突出,嵌入式PC会越来越强大

  2)模块化的通用型软件平台和人工智能软件平台将降低开发人员技术要求和缩短开发周期

  3)3d视觉将走向更多应用场景

基恩士(中国)有限公司
基恩士(中国)有限 公司专业生产光电传感器,光纤传感器激光传感器,接近传感器,位移传感器,激光轮廓测量仪 ,安全光栅。
康耐视视觉检测系统(上海)有限公司
康耐视公司是为制造自动化领域提供视觉系统、视觉软件、视觉传感器和表面检测系统的全球领先供应商。同时也是领先的工业ID读码器供应商。康耐视视觉系统帮助公司企业提高产品质量、消除生产瑕疵、降低制造成本、提供低廉的高质量产品从而超越消费者期望。典型机器视觉应用包括检测缺陷、监控生产线、引导装配机器人以及跟踪、分类和识别零件。康耐视通过遍布北美、欧洲、日本、亚洲和拉丁美洲的办公室,以及集成与分销合作伙伴全球网络为国际客户提供服务。公司总部位于美国马萨诸塞州波士顿附近的Natick郡。
欧姆龙自动化(中国)有限公司
欧姆龙自动化(中国)有限公司是一家引领工业自动化产品和应用先进技术的跨国公司,作为欧姆龙全球事业的一部分,它已经成为自动化领域的佼佼者。在中国,欧姆龙自动化(中国)有限公司建有研发、生产、技术服务和物流基地,在华北、华东和华南拥有销售公司,其下属40多个事务所、办事处遍布全国,为客户提供最直接的服务。欧姆龙以其特有的'传感与控制'技术,利用我们多年的经验,以及对生产现场的深刻理解,不断满足客户对产品多样化和高品质的追求。不仅如此,欧姆龙更在环境保护、生产安全方面为您出谋划策。
主营工业自动化产品、工业机器人及其零部件、电机电器设备及其零件、仪器仪表及其零件、控制系统设备及其零件、配套外围设备零件的批发、佣金代理(拍卖除外)、进出口、系统集成及其他相关配套业务、工业自动化产品、工业机器人及其零部件、以及其他欧姆龙集团产品相关的技术咨询和培训、维修服务和售后服务,工业自动化产品、工业机器人及零部件配套系统软件专业领域内的技术开发、技术转让、技术服务、技术咨询,工业自动化产品、工业机器人及其零部件、电机电器设备及其零件、仪器仪表及其零件、控制系统设备及其零件、配套外围设备零件的保税和非保税仓储服务(除危险品),区内简单性商业加工。
美国国家仪器有限公司

National Instruments“美国国家仪器有限公司,简称NI”创立于1976年,总部设于Texas州首府Austin,是一家测量行业的上市公司 “纳斯达克挂牌代号 NATI” ,在世界各地设有50多个分公司和办事处,和众多系统联盟成员。公司成立28年多以来,NI一直在为广大用户提供建立在诸如工业标准计算机及互联网等飞速发展的商业科技基础上的虚拟仪器解决方案,彻底改变着工程师和科学家们的工作方式。NI为用户提供易于集成的软件如图形化开发环境NI LabVIEW与模块化硬件如用于数据采集或用作测量仪器的PXI模块,帮助全世界的用户们提高工作效率。NI总部设于美国德克萨斯州的奥斯汀,共拥有3000多名员工,在40个国家中设有分支机构。2002年度,全球共有80多个国家的超过25,000家公司购买了NI产品。在过去连续五年里,《财富》杂志评选NI为全美*适合工作的100家公司之一。此外,拥有一百万读者的《Forbes》商业杂志亦将 NI 的总裁-Dr.JamesTruchard 评选为全美*成功的前50位 CEO 之一。

EuclidLabs
意大利EuclidLabs公司成立于2005年,坐落在意大利的Spresiano市,致力于开发机器人三维视觉系统和离线编程系统。其中,三维视觉系统主要用于上下料的机器人随机抓取、折弯钣金定位、码垛拆垛、三维位置识别和检测等,具有智能化、精度高、调试方便等特点,在国际处于领先水平;离线编程系统则覆盖了上下料应用、折弯应用、码垛拆垛等场合,其智能化的路径规划技术能够使复杂的工程应用简单化,降低调试周期和成本,具有很好的应用前景。
浙江大华技术股份有限公司
浙江大华技术股份有限公司,是全球领先的以视频为核心的智慧物联解决方案提供商和运营服务商,以技术创新为基础,提供端到端的视频监控解决方案、系统及服务,为城市运营、企业管理、个人消费者生活创造价值。
2019年,公司实现营业收入261.49亿元,现拥有16000多名员工,研发人员占比超50%。自2002年推出业内首台自主研发8路嵌入式DVR以来,一直持续加大研发投入和不断致力于技术创新,每年以10%左右的销售收入投入研发。基于视频业务,公司持续探索新兴业务,延展了机器视觉、视频会议系统、专业无人机、智慧消防、汽车技术、智慧存储及机器人等新兴视频物联业务。
研华科技(中国)有限公司
研华科技成立于1983年,是世界领先的创新嵌入式产业电脑和自动化解决方案提供厂商,以先进技术和可靠品质成为客户值得信赖的国际品牌。研华全球拥有专职员工近6000名,分支机构遍及在20个国家、91个主要城市,联合多家合作伙伴形成了强大的技术服务和营销网络,为客户提供真正全球化布局、本土化响应的便捷服务。研华以“驱动智慧城市创新 共建物联产业典范”为企业使命,通过与系统集成商等产业伙伴的密切合作,积极为工厂自动化、交通、能源、医疗、物流等领域提供解决方案,引领物联网智能应用创新。
深圳市视觉龙科技有限公司
视觉龙科技有限公司是成立于2002年9月,先后在东莞、苏州成立分公司,我们一直致力于机器视觉产品的开发、生产、应用、销售,并为客户提供整体机器视觉解决方案及服务。
经过十六年的发展,我们在机器视觉应用领域上积累了丰富的经验,拥有了许多成功案例和解决方案,并打造了拥有自主知识产权的视觉产品,建立了一支有丰富实施经验的技术团队。
凌华科技(中国)有限公司
凌华科技总部位于台湾,并在美国、新加坡、北京、上海、深圳、日本、韩国和德国设有分支机构,凌华科技的产品畅销全球40多个国家,横跨五大洲,拥有遍及全球的经销商网络和分支机构,现有员工超过1400多人,分布在美国、中国、台湾、日本、韩国和德国。并且,凌华为能够与众多科技界领导厂商及世界500强企业合作而自豪。凌华科技在美国,环太平洋地区和德国拥有自己的研发设计中心,被公认为是产业电脑领域高速成长的世界级领袖企业。
凌华科技一直致力于提供稳定可靠的硬件平台、数据连接和完整的工业物联网(IIoT)解决方案,推动跨产业的数据决策应用。
成为边缘计算领导厂商、降低构建工业物联网系统的复杂性、协助企业实现老旧设备的联网功能(Connect the unconnected)。
凌华科技认为,遵循产业的标准能够让我们的客户更专注于其核心竞争力,缩短产品上市时间并降低成本。我们领导并积极参与各种行业标准委员会,推动创新,确保标准不断满足客户的需求。
苏州天准科技股份有限公司
天准公司长期专注科技创新,坚持高端定位,已经成为当地打造自主创新高端品牌的成功典范。目前拥有精密测量仪器、机器视觉产品、自动化解决方案、机器人与云服务等四大产品线。其中精密测量仪器主要用于精密制造业的尺寸检测,结合机器视觉、误差补偿、测控技术、机电一体化等跨学科技术,目前已达到行业领先水准,销量稳居行业前列。天准的机器视觉产品,广泛应用于精密电子制造业大批量零部件生产中,可对零部件的几何参数或表面瑕疵进行在线快速检测,并根据检测结果自动剔除不合格品或对其进行等级分类,实现对工件质量的大数据分析。天准的自动化解决方案,为精密制造业客户进行智能工厂建设与改造,在提高质量与效率的同时降低人工成本,已经成功运用到消费电子、汽车零配件、快消品等行业。天准的机器人与云服务,为精密制造业提供智能机器人、云端质量检测服务、大数据分析服务等,是面向下一代制造业而重点布局的新兴业务。
苏州富强科技有限公司
富强科技是一家活跃在自动化领域的创新型企业。在美国、德国、日本、巴西、墨西哥等地均有我们的优质合作伙伴。
公司共有员工约1800人,主要致力于非标自动化设备、高精密检测设备、工业视觉系统、人机交互系统等智能制造全方位解决方案的开发与应用。我们生产的设备从手动工位到多级全自动生产线一应俱全。凭借我们的专业技术和专有制造工艺,我们已经成为全球同类产品的领先制造商。
苏州华兴源创科技股份有限公司
苏州华兴源创科技股份有限公司是一家工业自动测试设备与整线系统解决方案的提供商。主要测试产品用于LCD、柔性OLED、半导体、新能源汽车电子等行业的生产厂家,以及为行业提供定制化的数据融合软件平台。华兴源创作为一家致力于全球化专业测试领域的高科技企业,专注于工业智能制造,以创新服务于创新,并坚持不懈地在技术研发、产品质量、交付服务上为客户提供具有竞争力的定制化产品和快速优质的服务。华兴源创坚持一切从客户出发,客户的产品安全是我们最重要的使命。2019年华兴源创登录中国资本市场并成为全国第一家荣获中国证监会注册通过的科创板上市企业。
合肥美亚光电技术股份有限公司
合肥美亚光电技术股份有限公司是一家专注于光电识别核心技术与产品研发的国家高新技术企业。公司产品人工智能色选机、X射线检测设备和高端医疗设备等产品,广泛应用于全球农产品加工、工业检测及医疗卫生等领域,市场占有率多年保持世界领先。二十余年的发展过程中,美亚光电以科技创新为发展源动力,集聚了全国最优秀的光电识别科研团队,建有国家认定企业技术中心、国家农产品智能分选装备工程技术研究中心、国家博士后科研工作站等国家级创新平台,多次承担国家重大科学仪器设备开发专项、国家863 计划、国家火炬计划等重大科研项目,主持制定多项国家、行业标准。公司荣获国家创新型企业、国家技术创新示范企业、国家规划布局内重点软件企业、国家火炬计划重点高新技术企业、国家知识产权示范企业、全国工业品牌培育示范企业等称号。多项核心科技填补中国空白,其中智能色选机荣获国家科技进步二等奖,三维数字化口腔CT、“茶叶数字化品控关键技术研究与装备创制”项目荣获安徽省科学技术奖一等奖,多款产品获评“国家重点新产品”、“国家自主创新产品”、“安徽省首台重大技术装备”等殊荣。今天,美亚光电已经建成了覆盖全球的营销网络。我们的产品和服务覆盖全国所有省市和地区,并在东南亚、中亚、中东、北美、南美、西欧、东欧、非洲等地区为近百个国家提供高品质的光电识别解决方案,全球超40000家客户正在使用美亚制造的产品。未来,美亚人将秉承“智能识别,让每个人都享有安全健康的生活”的企业使命,继续拓展智能识别技术应用领域,努力打造以智能识别技术为核心的国际一流的高科技企业,坚持不懈地改善人类的生活品质。
深圳市大族激光科技产业集团股份有限公司
深圳市大族视觉技术有限公司是一家以AI智能和视觉检测技术为核心,打造引领行业的AI视觉技术,致力于机器视觉器件、视觉系统、视觉专用设备以及自动化智能装备研发生产的高新技术企业。
公司位于深圳市宝安区大族激光全球生产基地,是大族激光科技产业集团股份有限公司(股票代码:002008)的全资子公司;开发具有自主知识产权的机器视觉产品和行业应用方案;广泛应用于汽车、电子、3C、装备制造、食药等行业;为各行业提供技术支持和成熟的行业应用解决方案,同时提供定制专业设备,满足客户自动化需求,实现智能制造,提高生产效率;公司自主研发的AI技术是集光学、机械、智能控制、软件为一体的智能系统,主要以计算机来模拟人的视觉功能,进行缺陷识别,从视频、图像中提取信息并进行处理,最终定位、检测、测量。
智能软件系统(HSC系列)是公司为适应自动化快速开发而倾力打造的一款智能视觉软件,与传究的视觉系统相比,HSC软件系统架构完善,功能齐全,拥有数百个视觉算法工具,具有简单,高效,柔性化等多个显著优势,针对激光、点胶、检测、医药、食品、农业等领域开发的特有工具,更符合时代需求。
公司目前有150多名员工,资深研发工程师16人,生产员工11人,研发团队学历皆为本科及以上,其中博士两人,硕士学历占30%。
无锡先导智能装备股份有限公司
无锡先导智能装备股份有限公司成立于2002年,是国家火炬计划重点高新技术企业、国家两化融合示范企业。公司是全球新能源装备的龙头企业,涵盖锂电池装备、光伏装备、3C检测装备、智能仓储物流系统、汽车智能产线等五大业务。
2015年5月18号,先导在深圳创业板上市,股票代码300450 ,市值近300亿元人民币。公司建设有20多万平方米的生产制造基地和研发中心。目前拥有员工3500余人,其中研发工程师700余人。
凌云光技术股份有限公司
凌云光技术股份有限公司潜心于视觉图像和光纤光学两大光技术方向的创新与发明。在视觉图像领域,为行业国际领先的智能化生产加工,质量检测设备和组件的提供商。践行“为机器植入眼睛和大脑”的理念,通过科学的产品测量与创新的工艺流程创建,提升智能制造生产管理与品质管理水平。在光纤光学领域,为宽带光接入和智慧家庭组网设备提供商,推动亿万家庭宽带接入,构建智慧家庭组网,丰富人们的沟通与生活。我们在显示屏,3C电子,印刷,玻璃,科学图像,3D与VR,广电等领域为客户提供创新的,有竞争力的高端解决方案,产品和服务,坚持从服务行业客户需求出发,基于公司20多年在精准成像技术,视觉软件技术和机器视觉系统与自动化技术经验的坚实积累,开拓创新,构建未来工业人工智能体系,推动行业快速进步与发展。凌云光成立于1996年,为业界领先的现代高新技术企业,荣获国家技术发明一等奖和科技进步二等奖。牵头承担多项国家科技项目。现有员工1100余人,研发人员占比36%,公司业务立足国内,开始拓展国际市场,致力成为一家国际水平的现代高科技企业。
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