面向机器视觉的产品检测技术

面向机器视觉的产品检测技术

李徐佳

伊斯拉视像设备制造（上海）有限公司； 上海市， 200233

摘要：针对以机器视觉为基础的产品检测技术，在简述机器视觉优势特点和以其为基础的检测系统基本工作模式的基础上，对这项技术的特性及未来发展进行深入分析，旨在为这项技术在各专业领域的实际应用和技术本身的发展提供理论参考依据，使其充分发挥出应有的作用和功能。

关键词：机器视觉；图像处理；产品检测

机器视觉作为人工智能领域重要分支技术，主要是指采用机器来代替人类的双眼进行测量与判断，这样既不会向人类双眼那样产生疲劳，还能进一步提高速度与精度，此外，通过对包含超声波技术、红外线技术、紫外线技术和X射线技术等在内的各类新型技术的引入，可以使机器视觉对肉眼不可视的目标及处在高危场景中的目标进行探测。鉴于这项优势，机器视觉技术在目前得到了十分广泛的实际应用。

1机器视觉

机器视觉检测对象可谓千差万别，不同对象的检测目标往往完全不同，比如，对于玉米和柑橘等农产品，需要对它们的形态、成熟程度和大小等进行检测；对于工业零件等工业产品，需要对它们的表面缺陷及几何尺寸等进行检查。另外，在不同场合也要选择适宜的设备及方法。比如有的检测项目对检测精度提出了很高要求，对此要采用分辨率较高的装置进行影像资料采集；有的检测项目需要产品对应的彩色信息，对此要采用专门的装置进行影像资料采集。考虑到不同检测环境存在一定特殊性，所以现在全球范围内还没有形成一个能在所有类型产品中使用的通用化系统。虽然不同系统采用的是不同的设备与方法，但它们的检测模式基本相同，都是先采用光学成像与图像采集装置来获取检测对象的数字化图像，然后用计算机对获得的图像进行处理，获得相应的检测信息结果，最后自动给出判断决策，为产品分拣提供参考依据。一个完整的以机器视觉技术为基础的检测系统，它主要包含以下几个组成部分：一，光源；二，光学镜头；三，数字相机；四，图像采集卡；五，图像处理模块；六，分拣机构^[1]。

2以机器视觉为基础的产品检测

在我国，很多新兴领域对机器视觉的实际应用还处在初级阶段，伴随各类配套基础建设不断完善，很多行业都对机器视觉提出了更高的应用需求，针对这一实际需求，我国很多相关院校与机构都针对机器视觉开展了大量研究及实践，并开始尝试在工业现场进行应用，包括制药领域、印刷领域和检测领域。但在这些领域中，机器视觉实际应用还属于低端应用，高端应用基本没有，还存在很大的升级和发展空间^[2]。

在机器视觉应用和发展的不同影响因素当中，不仅有属于技术层面的，而且还有属于商业层面的，然而，制造业提出的需求往往是具有决定性的。由于当前的制造业正快速发展，所以对机器视觉检测提出的需求也在持续提升，这要求机器视觉必须向开放性等方向不断发展，并和自动化充分融合。产品是由需求决定的，产品想要得到生存，符合需求是最基本的，此乃基本规律，以机器视觉为基础的产品检测自然不能脱离这一规律。因此，以机器视觉为基础的产品检测需要具备以下几方面特性：

（1）以机器视觉为基础的产品检测，其发展能否适应需求在很大部分取决于电子行业与半导体行业，但从相关数据可知，世界范围内的集成电路产业都表现出明显的复苏迹象；同时，实际经济衰退在一定程度上增加了我国集成电路的各项优势，包括人才回流、市场和成本等方面；我国通过不断加大相关规划力度，使信息化切实带动工业化发展，为集成电路这一新兴产业的未来发展带来了前所未有的机遇，尤其是高端与创新性产品拥有更大的市场空间，很多应用领域都将为这一产业的发展提供支持。目前，我国电子市场已经初步成型，但半导体产业必须有高质量与高水平技术作为可靠后盾。另外，它对各类产品也提出了更高要求，包括产品质量与集成度。针对以上问题，采用机器视觉能有效解决，这些行业都是机器视觉技术良好应用场景^[3]。

（2）目前，我国有很多机器视觉产品生产厂商，这些厂商提供的产品，相较于国外厂家，不仅在技术上存在差距，而且品牌与知识产权都存在一定差距，表现为我国很多此类产品都是代理国外品牌，想通过这样的方式不断走向自主研发。产品好坏无法采用单一因素来评价和衡量，需按照国际统一标准来综合判定，伴随我国自动化不断开放，与其相关的所有技术及产品也将得到日益的开放。基于此，采用封闭的技术很难推动行业发展，必须形成一个开放且统一的标准使更多厂商能够在同一平台进行产品研发，最终促进国内机器视觉不断向国际化水平快速发展。

（3）从产品自身角度讲，机器视觉对PC技术的依赖程度将不断增加，同时和数据采集等之间的集成将越来越紧密。在这种情况下，以嵌入式为主的产品将逐渐取代板卡式等传统类型的产品，但这需要一个完整的过程。伴随计算机及微电子等新兴技术快速发展，使嵌入式系统得到了更加广泛的引用，特别是它功耗相对较低的特点，备受人们的青睐和重视。除此之外，对于嵌入式系统的用户操作系统，主要采用C语言进行开发设计，所以采用更高等级的C语言对嵌入式系统进行开发设计实际上是一项基础工作，通过对高级语言的实际应用，能有效提高实际工作效率，加快开发速度，更加重要的是能保证产品自身可靠性及可维护性，为之后的完善与升级换代等工作提供方便。因此，板卡式产品被嵌入式产品所取代只是时间问题，相关企业与人员应正确认识到这一点，进而在日后的工作当中有的放矢

^[4]。

（4）考虑到机器视觉在自动化中是一个重要组成部分，可谓没有自动化将使机器视觉不复存在，而且机器视觉产品目前正作为给生产制造提供协作的重要系统，不论对用户而言，还是对硬件供应商而言，机器视觉产品都将在生产线上得到广泛应用，成为信息收集重要工具。基于此基本需求，机器视觉产品必须加大对标准化技术实际应用力度，简单来说就是使机器视觉伴随自动化技术不断开放而开放，以用户提出的各项基本需求为依据实施二次开发。在当前实际情况下，对自动化企业而言，正在制定一系列使软件和硬件实现一体化的具体实施方案，这使得机器视觉产品生产厂商在今后的很长一段时间范围内不单单是可以提供产品的厂商，而是不断向一体化方向发展的集成厂商^[5]。

3结语

通过今后几年的不断发展，以及我国加工制造快速转型和升级，面对着产品质量检测相关要求越来越高的情况，我国的以机器视觉为基础的产品检测并将得到大幅的提高，使技术应用从最初的低端转为高端应用。

参考文献：

[1]王为庚,王永涛,张海波,刘兴龙.海区AIS航标电气产品检测技术标准浅析[J].珠江水运,2020,10(15):105-106+154.

[2]洪轩,曾婧婧,李新强,等.面向能源互联网的关键检测评价技术研究与实践[J].电器与能效管理技术,2019,11(15):142-148.

[3]万敏,张莉,韩颖.信息技术在产品检验检测管理中的应用[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2018,10(09):172-173.

[4]史怀玺,曾现彪.激光测量技术在飞机产品检测中的应用[J].科技创新导报,2018,15(17):116-118+255.

[5]王倩妮,马海全,苏宇航.射线检测计算机仿真技术及其应用[J].无损检测,2015,37(11):113-117+254.
姓名：李徐佳，1987年1月30日，男，汉族，黑龙江哈尔滨市，项目经理，硕士，单位：伊斯拉视像设备制造（上海）有限公司；研究方向：机器视觉

单位所在省市及邮编：上海市，200233