机器视觉企业在推动机器视觉技术发展和应用方面起到了重要作用。
(一)知名机器视觉企业类型
专业视觉技术研发企业:这些企业专注于机器视觉核心技术的研发,如算法开发、软件开发等。例如康耐视(Cognex),在机器视觉算法和软件方面处于领先地位,其研发的视觉检测算法能够高精度地检测各种产品的缺陷等,广泛应用于电子制造、汽车制造等行业的生产线质量控制环节。
硬件设备制造企业:专门生产机器视觉相关的硬件设备,像工业相机、镜头等。例如巴斯勒(Basler),生产的工业相机具有高分辨率、高帧率等特点,为机器视觉系统提供了清晰、稳定的图像采集功能,是众多机器视觉系统集成商的重要硬件供应商。
系统集成企业:将硬件设备、软件算法以及相关技术集成起来,为客户提供完整的机器视觉解决方案。它们根据不同行业和企业的需求,定制化地构建机器视觉检测系统。例如欧姆龙(Omron),可以为食品、医药等行业提供专门的机器视觉缺陷检测系统集成方案,涵盖从图像采集到缺陷分类等一系列功能。
(二)机器视觉企业的发展趋势
技术融合趋势
与人工智能技术融合:不断融入深度学习算法,使机器视觉系统能够自动学习和适应新的缺陷类型,提高检测的准确性和效率。例如一些企业将卷积神经网络(CNN)算法应用到机器视觉缺陷检测中,对复杂形状的缺陷识别能力得到极大提升。
与物联网(IoT)技术结合:机器视觉企业正在将机器视觉系统与物联网连接,实现数据的远程监控和管理。例如在大型工厂的多生产线中,可以通过物联网实时将机器视觉检测数据传输到中控室,便于统一管理和分析。
拓展应用领域趋势
从传统工业领域向新兴行业拓展:除了制造业、汽车工业等传统领域,机器视觉企业开始将业务拓展到医疗、农业、物流等新兴行业。在医疗领域,可用于检测药品包装缺陷、医疗器械表面质量等;在农业领域,用于检测水果的表面瑕疵、尺寸等;在物流领域,用于包裹的识别、分拣等工作。
二、机器视觉缺陷检测
(一)检测内容
表面缺陷检测
检测产品表面是否存在划痕、凹陷、裂缝、污点等问题。通常采用图像分割、形态学操作、边缘检测等算法来识别和定位这些表面缺陷。例如在电子产品的屏幕检测中,可检测出屏幕表面的微小划痕,以确保产品质量。
形状缺陷检测
测量产品的长度、宽度、高度等参数,判断产品的形状是否符合规定要求,是否存在形状偏差或变形等问题。比如在机械零件制造中,检测零件的形状是否与设计图纸一致。
变色缺陷检测
检查产品颜色是否均匀、准确,是否存在色差、色斑等问题。通常采用颜色分析和色差检测算法进行检测。例如在纺织业中,检测布料颜色是否均匀一致。
异物检测
查看产品中是否存在异物,如杂质、异色物体等。通过灰度分析、背景建模、形态学操作等方法进行检测和分析。如在食品生产中,检测食品中是否混入杂质。
缺陷分类
除了检测缺陷的存在,还可以对不同类型的缺陷进行分类和识别。例如,将产品的缺陷分为大、中、小缺陷,或者根据缺陷的特征进行分类,以便更好地进行后续处理,像在汽车零部件生产中对不同类型的表面缺陷进行分类,便于针对不同类型缺陷采取不同的处理措施。
(二)机器视觉缺陷检测的优势
高精度
机器视觉检测系统能够对产品外观、尺寸、颜色、形状等多维度信息进行精确识别,能检测出微小到肉眼难以察觉的瑕疵。通过高分辨率的图像采集和精确的算法分析,可以准确识别出各种零部件或产品的外观缺陷,如裂纹、划痕、气泡、污渍等,其检测精度可以达到微米级,远超人眼的识别能力,从而确保了产品质量的稳定性和一致性。
高效率
可以在毫秒级完成图像采集、处理和分析,实现在线实时监控,大大降低了人工检查的时间成本和误检、漏检的风险。高速相机与图像处理系统的结合,使得机器视觉检测能够在极短的时间内完成对大量零部件或产品的全面扫描与检测。
自动化与智能化
能够模拟和扩展人类视觉功能,利用图像处理、机器学习等技术对目标进行识别。它可以自动完成检测任务,无需人工干预,降低了劳动力成本。并且通过深度学习和人工智能的融合,机器视觉系统还可以自动学习和提取图像中的特征,进一步提高检测的准确性和效率。
(三)存在的问题
图像采集阶段问题
受光照条件、现场环境、拍摄角度和距离等因素的影响,被检测物体的表观特征会产生变化,对检测精度产生一定的影响。噪声的干扰以及被检测物体的部分遮挡也会影响到图像的质量,降低系统的检测性能。
特征提取依赖问题
传统机器视觉的缺陷检测方法依赖于特征模板的选择及提取,特征提取的好坏对整体检测系统的检测精度及性能有着决定性作用,并且传统方法需要人工提取特征信息,不具有自动提取全部有用特征信息的能力。
数据和模型问题
在实际图像采集过程中,真实的缺陷数据较少,且表面缺陷种类繁多,形式多样,缺陷特征的提取效率较低。模型对新产生的缺陷类型不能进行正确识别,不足以利用深度学习的方法进行训练。
准确性和实时性差距问题
尽管机器视觉检测的一系列算法不断更新,但检测效率与检测的准确率与实际生产的需求还具有一定的差距。