计算视觉：智慧工业中必不可少的“眼睛”

工业4.0时代，随着计算机图像处理技术的不断发展，计算视觉技术凭借速度快、信息量大、功能多，能够对复杂目标进行识别，具有非接触、精度高、抗干扰能力强等优点，在工业领域获得了十分广泛的应用。

图像识别技术在工业领域中，主要用于能够代替人的眼睛的计算机系统。工业生产中应用到的视觉技术大致可分为两类：质量控制和辅助生产。

1、实时监控生产线及辅助识别环境

工人可以在生产线或车间中安装摄像头，对生产过程及生产环境进行实时监控。利用视觉技术为工厂机器人提供导航，使它们能独立地四处活动。同时，可以给机器人提供动作执行依据。监控过程中一旦发现问题，即刻定位问题所在，并通知生产线解决该问题。

辅助识别环境，本质上就是不再通过直接编程而解决机器人遇到的问题，从而大大节省了生产时间与成本。

2、替代重复性体力劳动

在高速、大批量、连续自动化生产流水线，往往需要视觉系统进行质量检查、零件辨别和尺寸测量；利用计算视觉可以替代重复性体力劳动，代替人工对产品的尺寸、外观等进行检测，识别出不良品。

例如，在机械零部件行业应用中，计算视觉技术可以用于零部件外形尺寸、孔数、孔径大小、孔间距、磨损等的识别与检测；在电子行业中，利用计算视觉技术，可以对于电子产品尺寸、大小、位置、表面磨损、按键错误、字符、标签位置、反装、漏装、错装等问题都可以进行检测或测量。

3、工业探伤/非接触式成本无损检测

可以用于基于图像处理技术的非接触精密测量、产品表面质量检测与监控、基于计算视觉的工业自动化闭环控制、流水线产品外观质量检测设备、复杂形状非接触精密测量设备。通过计算视觉进行产品质量检测，替代品质检验人员，避免接触损伤，提高瑕疵品检测率。例如，用于对零部件内部损伤、面板指纹的检测等。

4、智能分拣

在全自动生产流水线上，计算视觉系统的加入将帮助工业机器人解释它们所“看”到的一切环境，并协助工业机器人完成对不规则物体进行无序抓取、有序放置等操作，帮助工人进行智能分拣。

5、高危作业监控

在特殊行业中，计算视觉可以完成不适合人工的危险工作环境下的视觉监控，减少事故发生率，保障操作人员的人身安全。

6、通过识别标签来追踪生产流程

除了检查，计算视觉还能通过识别标签来追踪生产流程。其中，照相机可以读取标签，获取指导产品登记、确认处于供应链哪个阶段等关键信息。智能摄像头和传感器可以完成数字化信息传输，解码它们所获得的信息，免除人力解释的成本。最后，机器自身可决定是否要与中央控制系统通信，传输信息。

7、大数据收集与分析

由于计算视觉图像处理设备完成了捕获、采集和交换数据的过程，在互联生产过程中，这些数据都可以传输到价值链，触发更多智能行为。例如，检测生产设备的磨损状态，维护工厂设施，提醒管理者提前订购生产部件等。

计算视觉技术是智能工厂的核心，它基于通信网络和智能信息组织网而建成的特性，将使其成为智慧工业中必不可少的一双“眼睛”。未来，视觉系统设备各部件的尺寸将变小，而速度、精度、分辨率会显著提高，其普及率在几年内也必将急剧增长。