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    機器視覺技術的未來應用領域：3D，機器視覺，機器人，汽車行業(yè)，運動控制等。

    在2015年年初美國舉辦的A3（自行化推進協(xié)會）商務論壇上，來自福特汽車公司和通用汽車公司的工程師們分享了各自關于設備視覺技術的發(fā)展愿景，他們認為目前廣泛應用于汽車工業(yè)的設備視覺軟件仍然存有著機遇和挑戰(zhàn)。A3代表著自行化推進協(xié)會，它包括了如下組織：設備人工業(yè)協(xié)會（RIA）、運動控制協(xié)會（MCA）及其自行化圖像處理協(xié)會（AIA）。

    福特公司動力傳動部門先進生產工程組的技術專家FrankMaslar，分析了汽車行業(yè)對于設備視覺參數(shù)及其性能的特殊要求。汽車組裝過程的特性包括：在全部方位（重復和相似的部件、表面的差別）誤差小于5mm，部件在工作站停留20到30秒，生產線24/7運行。由于在汽車組裝生產線，每分鐘的關機會造成上萬美元的損失，因此利于從設備視覺故障中恢復對生產商來說十分重要。視覺被定義為標準生產線的一部分。要是設備視覺故障，生產線便會停止。任何視覺軟件都應遵循六西格瑪品質管理標準，即每百萬最多有3個不合格商品。

    來自通用汽車公司動力傳動生產工程的首席工程師、認證高級視覺專家StephenJones認為，藝術和科學不是一回事。實施設備視覺軟件必須科學，也應該依照科學的、而不是藝術的態(tài)度來對待。應提前制定規(guī)則，量化結果。

    有時候，設備視覺應用的開發(fā)是一個迭代的過程，但并不是全部的情況全是這樣。視覺檢測設備生產廠家，必須做足準備，充分理解部件設計性能和實際性能之間的變動。此外，也必須具有足夠專業(yè)知識的應用專家和更好的工具來應對。例如，要是一個部件是潮濕的，那在視覺表現(xiàn)上可能就有十分大的差距。

    當采用LED光條用于設備視覺時，要是可以以文件的形式供應波長、光強、在整個現(xiàn)場區(qū)域燈源的一致性及其由于距離而造成的衰減等信息內容，無疑是十分有幫助的。最近檢查的商品中，半數(shù)沒有量化燈源輸出。沒有這樣的外形尺寸書，就沒有辦法十分確定地回答是不是可以使用某種特定的燈源作為替代。

    “要是生產線的配置更改，相機將不得不向后移動8英寸，這將會有哪些影響？”Jones說道，“要是沒有燈源強度信息內容，我們無從知道?！北粰z測物品的表面差別對于金屬表面，其反射特性對設備視覺品質的影響十分大。隨著切削工具路徑和深度的不同而有非常大的變化。根據不同的表面情況，當同樣的部件旋轉45度時，在相機中采集的結果可能是完美的，也可以是糟糕透頂。問題是，“給定差別，我們如何給出解決方案？”Jones問道。

    Jones展示了不同的圖片，1張發(fā)灰，1張發(fā)亮，放到同樣的傳送臺上，但是曝光時間增長，并問道，“要是第1張的品質較差，那第二張是不是可以接受？利用多個部件，是不是可以將多個圖片整合起來？這些選項并不是那么容易配置的?！睂τ诩闪颂幚砥鳌㈢R頭的智能相機，在光線不是最合適的情況下，必須在軟件上下足功夫，以便從6個圖片中獲得最合適的圖片，Jones建議道。

    當采購相機時，也許能夠獲得或猜測目前應用或將來應用的光線特性。一旦選定智能相機，可能很難去適應未來的變化更優(yōu)的資源分配汽車工業(yè)的時間周期與許多其它工業(yè)的不同。更長的時間周期意味著過程資源經常是空閑的。將來，150GigE相機可以連接在多個網絡，利用可編程邏輯控制器（PLC）來觸發(fā)要求。計算能力可以分布在位于一個軟件開發(fā)環(huán)境下的多核處理器中，每個工作站都有可用的工具。

    利用視覺傳感器的數(shù)據融合，而以前每種數(shù)據種類通常情況下只在其原始環(huán)境中使用專門為這種環(huán)境而開發(fā)的工具進行處理。

    Maslar展望了3D數(shù)據的可視化進展。目前，我們通常采用2D圖像來顯示3D數(shù)據。軟件必須在3D空間內工作，利用數(shù)據展示實體模型，實現(xiàn)縮放或旋轉功能。3D視覺數(shù)據尚不能供應這些功能；還必須3D邊緣處理工具，及其3D環(huán)境下所需的其它復雜的視覺工具。

    目前，有一種3D點云數(shù)據（PointCloud），它是將掃描資料以點的形式記錄，每一個點包含有三維坐標，有些可能含有顏色信息內容（RGB）或反射強度信息內容（Intensity）。點云數(shù)據除了具有幾何位置以外，有的還有顏色信息內容。顏色信息內容通常是通過相機獲取彩色影像，隨后將對應位置的像素的顏色信息內容（RGB）賦予點云中對應的點。它可以將部件的材質和顏色等一對一的展示在統(tǒng)一的工作空間內。它更直觀、易用，可以對各種數(shù)據進行操作。

    3D設備人導航軟件已經出現(xiàn)10年了，但是仍然復雜得難以應用。在設備視覺軟件和設備人控制器之間應該有一種標準——即插即用，Maslar建議。

    3D設備人導航應充分利用視覺軟件的離線編程優(yōu)點。視覺軟件的應用程序編程應利用可視化工具。部件的實體模型應包括表面材質及其供應設備圖像展現(xiàn)的形式。

    視覺軟件離線編程應該將在任何部件連接起來之前，通過虛擬的方式完成。設備人工作單元的故障恢復，應利用嵌入式故障恢復提示來圖形化顯示故障，從而充分利用仿真環(huán)境。

    “今天，大部分與設備人的交互，全是通過基于文本的交互裝置完成。我們應該將仿真裝置引入到工廠車間，充分利用虛擬工具。故障恢復可以采用虛擬化的方式執(zhí)行，以便減少設備人動作中的風險。”Maslar補充道。