“中國(guó)機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)業(yè)”發(fā)展前瞻：
中國(guó)正成為世界制造大國(guó)，現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)及IT技術(shù)已經(jīng)在制造生產(chǎn)線上得到廣泛應(yīng)用，機(jī)器視覺(jué)作為一種應(yīng)用系統(tǒng)，自20世紀(jì)80年代起步，越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于機(jī)電制造、電子信息、煙草、包裝、冶金、鋼鐵、國(guó)防工業(yè)、軍工制造、航空航天等行業(yè)，并且進(jìn)入持續(xù)快速增長(zhǎng)的階段。
全球整個(gè)視覺(jué)市場(chǎng)總量大概在60-70億美元，主要集中在歐美和日本，在中國(guó)大約有1-2億美元的市場(chǎng)。按照我國(guó)GDP增長(zhǎng)速度8%來(lái)說(shuō)，其中工業(yè)增長(zhǎng)份額為20%-30%，保守估計(jì)，視覺(jué)增長(zhǎng)速度不應(yīng)低于10%-15%。
需求決定產(chǎn)品，只有滿足市場(chǎng)需求的產(chǎn)品才有生存的空間。中國(guó)制造業(yè)的快速發(fā)展，帶來(lái)了對(duì)機(jī)器視覺(jué)需求的上升，也決定了機(jī)器視覺(jué)將有過(guò)去單純的采集、分析、傳遞數(shù)據(jù)、判斷動(dòng)作，逐漸朝著開(kāi)放性的方向發(fā)展，這一趨勢(shì)將預(yù)示著機(jī)器視覺(jué)將與自動(dòng)化更進(jìn)一步的融合。
2007年機(jī)器視覺(jué)的投資預(yù)計(jì)要增長(zhǎng)64％
據(jù)《Control Engineering China 》在06年11月份的的報(bào)道顯示，07年機(jī)器視覺(jué)的桃子預(yù)計(jì)要增長(zhǎng)64%。
機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)現(xiàn)在越來(lái)越為人所關(guān)注。在去年控制工程完成的調(diào)查中，64％預(yù)計(jì)將在未來(lái)的12個(gè)月中增加對(duì)機(jī)器視覺(jué)的投入；29％將維持過(guò)去一年的投入。2005年，35％預(yù)計(jì)將在2006年增加在此方面的花費(fèi)，54％認(rèn)為將保持相等水平。
2006年影響在機(jī)器視覺(jué)投資的一個(gè)重要原因是預(yù)算資金的因素，32％表示有預(yù)算，相比于2005年的39％ 和2004年的46％，這個(gè)數(shù)字有所下降。其他阻礙投資的因素還包括，22％認(rèn)為其他自動(dòng)化設(shè)備具有的更高的優(yōu)先級(jí)，19％認(rèn)為是因?yàn)楣こ痰馁Y源問(wèn)題，10％表示是對(duì)視覺(jué)技術(shù)的理解，這意味著，那些復(fù)雜、高成本為特點(diǎn)的機(jī)器視覺(jué)的舊時(shí)代已經(jīng)結(jié)束了。
這項(xiàng)研究結(jié)果是基于控制工程和Reed咨詢的研究的讀者。研究結(jié)果來(lái)自于那些能指定、建議或采購(gòu)機(jī)器視覺(jué)的讀者，這些人中，46％認(rèn)為是否采用機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的需求，20％用于OEM, 10％認(rèn)為兩個(gè)因素都是。
Banner的業(yè)務(wù)經(jīng)理Jeff Schmitz認(rèn)為，在過(guò)去的十年里，微米技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于使機(jī)器視覺(jué)的價(jià)格大幅度下降，降到一個(gè)比較合理的范圍內(nèi)。基本的視覺(jué)傳感器現(xiàn)在大約1000美元左右，而功能較全的傳感器至少約3000美元。這個(gè)價(jià)格水平比起10至15年前，令人咋舌的30,000美元的多元件系統(tǒng)而言，而且需要一個(gè)專家才能完成裝配和維護(hù)的時(shí)代來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在已經(jīng)有了很大的改善。
同樣的微米技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，以及人們對(duì)技術(shù)的了解的整體水平的提高，現(xiàn)在機(jī)器視覺(jué)所需要的技術(shù)支持更少，工廠里的工作人員就能完成檢查工作。這些優(yōu)點(diǎn)能幫助軟件界面更為友好，刻基于更為廣泛的形式，如微軟的Windows向?qū)А?
根據(jù)調(diào)查，機(jī)器視覺(jué)用戶的熟悉越來(lái)越被用戶熟悉，而且成本更低。大約僅有37%的人認(rèn)為，機(jī)器視覺(jué)技術(shù)過(guò)于復(fù)雜 或成本較高；而2004年這個(gè)數(shù)值為45％。
Dalsa 旗下IPD 的戰(zhàn)略發(fā)展經(jīng)理Ben Dawson認(rèn)為，當(dāng)技術(shù)在使用上更為方便時(shí)，更多的客戶發(fā)現(xiàn)（或重新發(fā)現(xiàn)）質(zhì)量在競(jìng)爭(zhēng)中的優(yōu)勢(shì)。幾年前，安裝一個(gè)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)是一個(gè)重要的任務(wù)，通常需要機(jī)器視覺(jué)方面的專家來(lái)完成。現(xiàn)在，機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的易使用性使得安裝不是件艱難的任務(wù)。各種機(jī)器視覺(jué)的技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)機(jī)器視覺(jué)專家的知識(shí)不斷融入到機(jī)械中，使視覺(jué)系統(tǒng)的界面對(duì)過(guò)程和控制工程師來(lái)說(shuō)更為簡(jiǎn)單、熟悉。
機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用十分廣泛。根據(jù)研究，大約67％用于檢查，其余的應(yīng)用是分析、測(cè)試和維護(hù)，占大約33％。按照從大到小的排列，包裝機(jī)械、條碼讀取、測(cè)量、以及運(yùn)動(dòng)控制，應(yīng)用比例都達(dá)到或超過(guò)25％。
機(jī)器視覺(jué)相關(guān)的通信方式分別為Ethernet TCP/IP、4-20 mA、0-10 V、DeviceNe、 和 RS-485。這5種通信方式也是未來(lái)12個(gè)月內(nèi)最主要的5類將要使用的機(jī)器視覺(jué)通信方式。
調(diào)查顯示，45％的受訪者認(rèn)為，使用智能視覺(jué)傳感器；81％認(rèn)為這樣的傳感器能滿足需求。
哪些正在使用或計(jì)劃使用機(jī)器視覺(jué)自動(dòng)化系統(tǒng)集成商相比于去年在比例大致沒(méi)有大的改變，分別為25％和17％。
集成商作用比較大，包括最佳的的定位視覺(jué)傳感器和照明設(shè)計(jì)，以及推薦最初的視覺(jué)傳感器的安裝。視覺(jué)專業(yè)集成商，通常不需要對(duì)基本的視覺(jué)傳感器進(jìn)行設(shè)定。
目前，主要的挑戰(zhàn)在于照明的選擇和定位，這直接和視覺(jué)系統(tǒng)的性能相關(guān)，保證測(cè)量范圍保持在視覺(jué)傳感器性能的合理范圍內(nèi)。
標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)是機(jī)器視覺(jué)中涌現(xiàn)出的發(fā)展趨勢(shì)
獨(dú)立的機(jī)器視覺(jué)咨詢專家，英國(guó)機(jī)器視覺(jué)協(xié)會(huì)的執(zhí)行主席Don Braggins：Don Braggins認(rèn)為，標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)是機(jī)器視覺(jué)中最有意義的趨向。這些出臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)是機(jī)器視覺(jué)工業(yè)的專門標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)之一是幀采集器上相機(jī)連接計(jì)算機(jī)的接口標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)接口是將模擬視頻信號(hào)數(shù)字化。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)能確保不同制造商的設(shè)備的易于集成。連接器、光纜、數(shù)據(jù)格式和控制信號(hào)都被標(biāo)準(zhǔn)化。工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)光纜也促進(jìn)了價(jià)格之間的競(jìng)爭(zhēng)。
新的標(biāo)準(zhǔn)使得越來(lái)越容易在建立自動(dòng)翻譯圖像的系統(tǒng)時(shí)可以把各個(gè)制造商的生產(chǎn)的部件結(jié)合起來(lái)開(kāi)發(fā)。許多的改進(jìn)增加了機(jī)器視覺(jué)的使用率，這里是將機(jī)器視覺(jué)作為工業(yè)應(yīng)用中的圖像自動(dòng)翻譯系統(tǒng)。這些改進(jìn)包括了更快且更高分辨率的系統(tǒng)，及易于使用的軟件和具有處理功能的相機(jī)等。而且，新增的將LED作為照明源的使用減少了這些系統(tǒng)的成本。自動(dòng)圖像處理協(xié)會(huì)（AIA）總結(jié)出在2005里，向北美視覺(jué)市場(chǎng)售出的照明系統(tǒng)中有多于一半以上是基于LED的。總體上講，這些改進(jìn)使得機(jī)器視覺(jué)對(duì)于那些先前成本高的任務(wù)是可以擔(dān)負(fù)的。目前，這些發(fā)展趨勢(shì)正在繼續(xù)。
去年，GigEVision標(biāo)準(zhǔn)誕生了。它規(guī)定了通過(guò)千兆以太網(wǎng)直接連接相機(jī)和計(jì)算機(jī)，沒(méi)必要連接幀采集器。從目前來(lái)看，這個(gè)方法在某些時(shí)候比Camera Link要慢，但是GigEVision有一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)，即相機(jī)與計(jì)算機(jī)的距離是不限的。因此在惡劣環(huán)境下，只需要保護(hù)相機(jī)，計(jì)算機(jī)可以放在辦公室里。這個(gè)優(yōu)點(diǎn)使得GigEVision 在一些工業(yè)應(yīng)用中特別有利，比如食品處理和醫(yī)藥行業(yè)，在這里高壓力偶爾會(huì)沖垮生產(chǎn)線。AIA頒布了Camera Link 和GigEVision 兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
歐洲機(jī)器視覺(jué)協(xié)會(huì)（EMVA）頒布了GenICam標(biāo)準(zhǔn)，它是與GigEVision很接近的。通過(guò)EMVA，GenICam的目標(biāo)是為各種各樣的相機(jī)提供通用的編程接口。GenICam標(biāo)準(zhǔn)有許多個(gè)模塊組成。GenApi模塊配置相機(jī)，它應(yīng)該與其他任何接口技術(shù)－GigEVision，Camera Link，1394 DCAM等等，和采用的特性一樣才行。
盡管GenICam標(biāo)準(zhǔn)不是專門針對(duì)使用千兆以太網(wǎng)，但是任何GigEVision設(shè)備必須提供一個(gè)XML設(shè)備描述文件，它可以與GenApi模塊的句法一起編譯。GenICam的特征模板包括針對(duì)共同特性而推薦的名稱和類型。傳輸層獲取圖像。之后，DataStream模塊翻譯可能附加到圖像的額外數(shù)據(jù)。GenICam標(biāo)準(zhǔn)的第一個(gè)版本僅僅包括GenApi模塊，其他的將會(huì)加入進(jìn)來(lái)。以簡(jiǎn)單的方式，相機(jī)將能“告訴”處理器，它有哪些板載功能，這些功能怎樣被控制，而不需要學(xué)習(xí)文檔。
最后，EMVA還頒布了1288標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)主動(dòng)定義了一個(gè)在機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用中對(duì)于相機(jī)和圖像傳感器進(jìn)行測(cè)量、計(jì)算和陳述規(guī)范參數(shù)的方法。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)視覺(jué)零件的消費(fèi)者和生產(chǎn)者都是有利的。它將避免誤解和減少前后支持。這個(gè)并不是去標(biāo)準(zhǔn)化相機(jī)本身，僅僅是規(guī)范對(duì)它們性能的測(cè)量和描述。
這些機(jī)器視覺(jué)專用標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)促進(jìn)技術(shù)更加成熟，特別是那些可能相信機(jī)器視覺(jué)是如此的新，以至于選擇一個(gè)特殊的供應(yīng)商，而如果這個(gè)供應(yīng)商從市場(chǎng)中退出后，就會(huì)導(dǎo)致致命結(jié)果的新用戶。在擁有這些標(biāo)準(zhǔn)的地方，用戶可以混合和匹配相機(jī)、幀采集器和處理器。而且，各種各樣的制造商在任何時(shí)候都可以提供代替品。
（ 朱曉培）
