工業視覺檢測發展現狀?

本人今年考研,選擇的這個方向,想問一下工業視覺檢測現在的發展狀況,怎麼樣可以比較快速的了解這個方向。(因為我從未接觸過這個方向,所以可能問的範圍有點大,不精確。)


有時間去中國機器視覺展看一下順便聽聽講座,你就對機器視覺做什麼有直觀的感受了,這個展覽會每年多次在國內好幾個地方舉行,基本涵蓋國內的主要廠家(硬體、軟體、集成、代理)以及部分國外大公司。

下面再說說我的看法,你說的工業視覺檢測應該只算是機器視覺的一部分,我如果沒記錯的話,按照Cognex的介紹機器視覺依據應用不同可分成GIDI-G(Guidance-導引)、I(Inspection-檢測)、D(Dimension-尺寸測量)、I(ID-ID識別)。最近隨著硬體的發展、市場的需求還有近年計算機視覺技術的火熱,主要有幾個趨勢:

- 領域的拓展(不僅僅是工業,還有到民用):自動化的檢測代替人工檢測是必然發展趨勢,需求越來越多樣原來只是生產線上,現在製造、醫療、電子、倉儲等各個領域都有各種各樣的應用。比如國內某知名電商,使用三維來進行包裹尺寸的檢測,與總量參數匹配進行內部追蹤。

-2D到3D:工業界基本都是三維的部件,而且二維成像畢竟是三維空間的實際情況的一種病態數據採集,所以目前圍繞3D的各種檢測、測量、機器人導引等項目層出不窮,這與計算機視覺的情況有異曲同工之處,什麼結構光、ToF、雙目等等技術各家公司也多如牛毛。

-系統實施受各種因素制約大:如果你問我做一個機器視覺檢測的項目最重要的是什麼,我肯定會說能得到一張高質量的圖片,而就為了得到這麼一個圖片那需要考慮太多太多,光源、鏡頭選擇、感測器選型、節拍考慮、安裝布置、自動化集成、環境因素考量、工件狀態變化等等,哪一個部分出了問題都會影響你的圖像質量,而如果你沒有足夠好的圖片,那麼再厲害的演算法也沒有用,而且因為生產線都有良品率和節拍要求,整個視覺檢測系統不夠快速可靠的話那你的誤檢率會非常之高,而這又是無數廠家需要面對的問題。舉個例子,我需要檢測一種鋁製外殼的某個區域有幾個孔,當你的供應商給你的一個批次和另外的一個批次外表面顏色有不同或者不均勻是,那等著你的必然是要停機從新設置參數,從新驗證產品,而這幾乎是無法避免百分百會發生的現實。

-演算法不如硬體發展快:這是我的感覺,而且我覺得這是目前很重大的瓶頸。硬體從系統方面來說就是往可移動的嵌入式方向發展,而軟體目前的智能還遠遠不夠,在計算機視覺領域大熱的深度學習神經網路目前在機器視覺領域的成功應用少之又少,ViDi是一個,Fanuc/Preferred Networks和Google的機器人抓取是一個,這還是相對簡單的,當目標對象多變、特徵複雜、樣本數不夠的時候,你想用深度學習根本沒機會,還是要回到傳統的老路上來,再考慮實時性的嚴格要求,機器視覺特別需要一種新的智能的普遍使用大部分應用領域的方法出來,或是創新、或是改良、或是綜合。

-要具體問題具體看待:機器視覺還是與具體的應用領域深切關聯的,每一個應用都需要選擇與之配套的專用硬體和軟體,都需要專門的設計,所以沒有一種解決方案能適用於所有的情況。

-公司:國內做集成做代理的很多很多,真正有領先技術的太少,看看凌雲、大恆,你就知道什麼情況,最近還有視頻監控的老大海康威視,也做機器視覺了。國外的你可以研究一下Cognex和Keyence。還有就是,沒有公司會做一個機器視覺系統所有的東西,核心就是演算法還有整個硬體的集成,有專門的公司做鏡頭、有專門的公司做光源,專門的公司做支架,沒有一個公司會全部自己做。

最後我要說一下機器視覺(machine vision)和計算機視覺(computer vision),雖然都是對圖像數據進行處理,但是兩者區別極大,一個是更偏整個系統級應用導向的,一個是專註於演算法的半理論半應用結合的。但也不是沒有聯繫,比如工業製造中AR的應用,你也說不清是要分類到哪種技術了。


高校這幾年都已經開設機器視覺、圖像處理相關專業,研究方向都有工業視覺檢測了,應該說這個行業正在越來越好。機器視覺在國內起步比較晚,但發展還比較快。不能否認,不管是視覺技術或者視覺產品,和歐美公司相比仍有差距。

國內行業的現狀是,工業級sensor仍然做不了,真正能自主研發視覺部件(相機,採集卡,光源,鏡頭)的公司兩隻手能數的過來,做系統集成的小公司在華南、華東很多,基本面向某個分支行業,做視覺設備。

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目前還沒有國內的核心通用視覺軟體公司,大多都是用國外演算法封裝的,所以可以考慮加入系統集成公司學習,容易馬上對這個行業進行了解,也容易積累 光源,等配件供應商的資源。 然後可以考慮加入國外的視覺公司,目前國外的視覺公司有:康奈視,得利捷,邁斯肯,基因士,歐姆龍等。建議可以先考慮加入得利捷,再跳去康奈視。因為得利捷的硬體最齊全,軟體最易用簡單。但是2次開發方面限制非常多。有一定基礎以後可以考慮加入康奈視,增加更加廣闊的應用案例。


安徽省科億信息科技有限公司(以下簡稱「科億科技」),成立於2011年,隸屬於西瑪科集團,是集視覺檢測設備設計、研發、生產一體的高新技術企業。科億科技以中國科學技術大學為技術依託,建立一支以一名博士後及多名博士為核心的研發隊伍,在電子硬體,圖像演算法,軟體研發,機械設計及自動化控制方面具有深厚的產品經驗,並擁有行業內多項專利技術。


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