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中国机器视觉行业市场现状及发展趋势研究报告

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中国机器视觉行业市场现状及发展趋势研究报告

中国机器视觉行业市场现状及发展趋势研究报告机器视觉就是用机器来代替人眼做测量和判断的系统,它通过光学装置和非接触传感器自动获取目标对象的图像,并由图像处理设备根据所得图像的像素分布、亮度和颜色等信息进行各种运算处理和判别分析,以提取所需的特征信息或根据判别分析结果对某些现场设备进行运动控制。机器视觉系统中的图像处理设备一般都采用计算机,所以机器视觉有时也称为计算机视觉。

目录

1机器视觉行业定义

2机器视觉行业发展环境分析

. 2.1行业政策环境分析

. 2.2行业技术环境分析

3机器视觉行业产业链分析

4机器视觉行业发展状况分析

5中国机器视觉行业领先企业

1机器视觉行业定义

机器视觉就是用机器来代替人眼做测量和判断的系统,它通过光学装置和非接触传感器自动获取目标对象的图像,并由图像处理设备根据所得图像的像素分布、亮度和颜色等信息进行各种运算处理和判别分析,以提取所需的特征信息或根据判别分析结果对某些现场设备进行运动控制。机器视觉系统中的图像处理设备一般都采用计算机,所以机器视觉有时也称为计算机视觉。

一个典型的机器视觉系统包括:光源、镜头、相机(CCD或COMS相机)、图像采集卡、图像处理软件等。在搭建视觉系统时,用户需采购系统中的各个组件,但市场上机器视觉产品及设备生产厂家多数只生产其中的部分原件,如AVT的工业摄像机、Computar的工业镜头、CCS的光源等。在这种状况下,组建机器视觉系统需要大量的时间与精力来选购不同厂家的产品,无论是在人力还是资源成本上都会有更多的付出。

图表1:机器视觉基本组成

资料来源:前瞻行业研究院机器视觉行业研究小组整理2机器视觉行业发展环境分析

行业政策环境分析

1、行业管理体制

机器视觉行业的主管部门有工业和信息化部以及国家发展和改革委员会,该主管单位会向国家其他有关部门制定行业政策和行业发展规划,指导整个行业协同有序地发展。

机器视觉行业联盟是行业内一个自发性组织,成立于2011年3月,并于2011年7月开始吸纳会员,目前已有国内40余家企业加入,部分企业还在陆续加入。其宗旨在于推动中国机器视觉和图像技术基础理论和应用研究的发展,推动机器视觉和图像技术的普及,培养机器视觉和图像科技人才,促进中国机器视觉行业企业和国际企业的合作交流。

此外,机器视觉行业涉及到的行业较多,这些行业相关的自律组织也参与到机器视觉行业的相关管理中,如制定相关的行业规范及标准、建立行业自律性机制等。相关的自律组织有:中国照明电器协会、中国自动化协会、中国图像图形学学会等。此外,国家质量监督检验检疫局、国家环保局等,也参与机器视觉长夜的相关行业标准制定工作。

2、行业相关政策法规

图表2:机器视觉行业政策汇总

政策/规划具体内容

《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》2006年2月,国务院发布《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》,提出加大工业节能、综合节水、流程工业的绿色化的重要性,并要求重点研究开发冶金、化工等流程工业和交通运输业等主要高耗能领域的节能技术与装备,重点研究开发工业用水循环利用技术和节水型生产工艺,重点研究开发绿色流程制造技术,高效清洁并充分利用资源的工艺、流程和设备。

工信部《信息化

和工业化深度融合专项行动计划

(2013-2018年)》,提出智能制造生产模式培育行动,明确要加快工业机器人在生产过程中应用。安徽省已在汽车、机床、工程机械等优势行业重点企业中建设数字化车间,开展智能工厂建设试点,促进工业机器人在关键生产线的规模应用。

工业机器人的发展需要机器视觉的助阵,于机器视觉行业是政策利好。

《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》国务院于2006年6月颁布该份文件,对发展工业自动化控制和关键精密测试仪器,满足重点建设工程及其他重大(成套)技术装备高度自动化和智能化的需要制定了振兴措施并明确了工作方向,鼓励企业与科研院所大专院校联合开展研发工作,加快研究成果的产业化进程,创建一批享誉国内外的知名品牌。

《2010-2012年装备制造业调整和振兴规划》2009年5月,国务院常务会议审议并原则通过装备制造业调整振兴规划。规划提出加快装备制造企业兼并重组和产品更新换代,促进产业结构优化升级,全面提升产业竞争力。该规划的出台,将加速我国装备制造业的技术改造和产业升级,增加对工业自动化高端产品的需求,进而为先进装备制造厂商带来发展机遇。同时,振兴规划拟通过增加出口信贷额度,支持装备产品出口,此外通过建立使用国产首台(套)装备风险补偿机制,鼓励国内用户使用国产设备。风险补偿机制的建立,将直接提高客户对国产设备的采购力度,刺激市场对国货的需求。

装备制造业是机器视觉的主要应用行业之一,行业的发展必将带来对机器视觉的大规模需求。

资料来源:前瞻行业研究院机器视觉行业研究小组

3、行业相关发展规划

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》(简称:《纲要》)2011年3月正式发布。《纲要》中指出促进新兴科技与新兴行业深度融合,在继续做强做大高技术行业基础上,把战略性新兴行业培育发展成为先导性、支柱性行业。其中,战略性新兴行业增加值占国内生产总值比重将达到8%左右。

机器视觉技术发展现状文献综述

机器视觉技术发展现状 人类认识外界信息的80%来自于视觉,而机器视觉就是用机器代替人眼来做 测量和判断,机器视觉的最终目标就是使计算机像人一样,通过视觉观察和理解 世界,具有自主适应环境的能力。作为一个新兴学科,同时也是一个交叉学科,取“信息”的人工智能系统,其特点是可提高生产的柔性和自动化程度。目前机器视觉技术已经在很多工业制造领域得到了应用,并逐渐进入我们的日常生活。 机器视觉是通过对相关的理论和技术进行研究,从而建立由图像或多维数据中获机器视觉简介 机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉主要利用计算机来模拟人的视觉功能,再现于人类视觉有关的某些智能行为,从客观事物的图像中提取信息进行处理,并加以理解,最终用于实际检测和控制。机器视觉是一项综合技术,其包括数字处理、机械工程技术、控制、光源照明技术、光学成像、传感器技术、模拟与数字视频技术、计算机软硬件技术和人机接口技术等,这些技术相互协调才能构成一个完整的工业机器视觉系统[1]。 机器视觉强调实用性,要能适应工业现场恶劣的环境,并要有合理的性价比、通用的通讯接口、较高的容错能力和安全性、较强的通用性和可移植性。其更强调的是实时性,要求高速度和高精度,且具有非接触性、实时性、自动化和智能 高等优点,有着广泛的应用前景[1]。 一个典型的工业机器人视觉应用系统包括光源、光学成像系统、图像捕捉系统、图像采集与数字化模块、智能图像处理与决策模块以及控制执行模块。通过 CCD或CMOS摄像机将被测目标转换为图像信号,然后通过A/D转换成数字信号传送给专用的图像处理系统,并根据像素分布、亮度和颜色等信息,将其转换成数字化信息。图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,如面积、 数量、位置和长度等,进而根据判别的结果来控制现场的设备动作[1]。 机器视觉一般都包括下面四个过程:

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(二零一二年十二月) 2020-2025年中国机器视觉行业市场发展战略研究报告 可落地执行的实战解决方案 让每个人都能成为 战略专家 管理专家 行业专家 ……

报告目录 第一章企业市场发展战略研究概述 (7) 第一节研究报告简介 (7) 第二节研究原则与方法 (7) 一、研究原则 (7) 二、研究方法 (8) 第三节企业市场发展战略的作用、特征及与企业的关系 (10) 一、企业市场发展战略的作用 (10) 二、市场发展战略的特征 (11) 三、市场发展战略与企业战略的关系 (12) 第四节研究企业市场发展战略的重要性及意义 (13) 一、重要性 (13) 二、研究意义 (13) 第二章市场调研:2018-2019年中国机器视觉行业市场深度调研 (14) 第一节机器视觉概述 (14) 一、机器视觉的定义 (14) 二、机器视觉行业的权威定义 (15) 三、机器视觉行业及其应用领域简介 (16) (1)机器视觉是人工智能最重要的分支之一 (16) (2)工业是机器视觉技术最大的应用领域之一 (18) (3)工业领域之外的其他应用领域 (19) (4)机器视觉技术在工业领域中的具体应用 (20) 第二节我国机器视觉行业监管体制与发展特征 (23) 一、所处行业及确定所属行业的依据 (23) 二、行业主管部门及监管体制 (24) 三、行业主要法律法规政策 (24) 四、产业链上游及中游情况,代表性企业 (27) 五、行业的周期性、区域性和季节性 (29) (1)行业周期性 (29) (2)行业区域性 (29) (3)行业季节性 (30) 六、进入本行业的主要障碍 (30) (1)技术壁垒 (30) (2)人才壁垒 (30) (3)品牌壁垒 (30) (4)规模壁垒 (31) (5)服务壁垒 (31) (6)客户资源壁垒 (31) 第三节2018-2019年中国机器视觉行业发展情况分析 (31) 一、机器视觉技术及行业保持高速发展 (32) 二、机器视觉行业在中国处于快速发展阶段 (32) 第四节2018-2019年我国机器视觉行业竞争格局分析 (33)

机器视觉的发展史

机器视觉的发展史 机器视觉技术是计算机学科的一个重要分支,自起步发展至今,机器视觉已经有20多年的历史,其功能以及应用范围随着工业自动化的发展逐渐完善和推广。 20世纪50年代开始研究二维图像的统计模式识别。 60年代Roberts开始进行三维机器视觉的研究。 70年代中,MIT人工智能实验室正式开设“机器视觉”的课程。 80年代开始,开始了全球性的研究热潮,机器视觉获得了蓬勃发展,新概念、新理论不断涌现。 初级阶段为1990~1998年,期间真正的机器视觉系统市场销售额微乎其微。主要的国际机器视觉厂商还没有进入中国市场。1990年以前,仅仅在大学和研究所中有一些研究图像处理和模式识别的实验室。在20世纪90年代初,一些来自这些研究机构的工程师成立了他们自己的视觉公司,开发了第一代图像处理产品,人们能够做一些基本的图像处理和分析工作。尽管这些公司用视觉技术成功地解决了一些实际问题,例如多媒体处理,印刷品表面检测,车牌识别等,但由于产品本身软硬件方面的功能和可靠性还不够好,限制了他们在工业应用中的发展潜力。另外,一个重要的因素是市场需求不大,工业界的很多工程师对机器视觉没有概念,另外很多企业也没有认识到质量控制的重要性。 第二阶段1998~2002年定义为机器视觉概念引入期。自从1998年,越来越多的电子和半导体工厂,包括香港和台湾投资的工厂,落户广东和上海。带有机器视觉的整套的生产线和高级设备被引入中国。随着这股潮流,一些厂商和制造商开始希望发展自己的视觉检测设备,这是真正的机器视觉市场需求的开始。设备制造商或OEM厂商需要更多来自外部的技术开发支持和产品选型指导,一些自动化公司抓住了这个机遇,走了不同于上面提到的图像公司的发展道路——做国际机器视觉供应商的代理商和系统集成商。他们从美国和日本引入最先进的成熟产品,给终端用户提供专业培训咨询服务,有时也和他们的商业伙伴一起开发整套的视觉检测设备。经过长期市场开拓和培育,不仅仅是半导体和电子行业,而且在汽车、食品、饮料、包装等行业中,一些顶级厂商开始认识到机器视觉对提升产品品质的重要作用。在此阶段,许多著名视觉设备供应商,如:Cognex, Basler , Data Translation, TEO,SONY开始接触中国市场寻求本地合作伙伴,但符合要求的本地合作伙伴寥若晨星。 第三阶段从2002年至今,我们称之为机器视觉发展期,从下面几点我们可以看到中国机器视觉的快速增长趋势: 1.在各个行业,越来越多的客户开始寻求视觉检测方案,机器视觉可以解决精确的测量问题和更好地提高他们的产品质量,一些客户甚至建立了自己的视觉部门。 2.越来越多的本地公司开始在他们的业务中引入机器视觉,一些是普通工控产品代理商,一些是自动化系统集成商,一些是新的视觉公司。虽然他们绝大多数尚没有充分的回报,但都一致认为机器视觉市场潜力很大。资深视觉工程师和实际项目经验的缺乏是他们面临的最主要的问题。 3.一些有几年实际经验的公司逐渐给自己定位,以便更好的发展机器视觉业务。他们或者继续提高采集卡、图像软件开发能力,或者试图成为提供工业现场方案或视觉检查设备的领袖厂商。单纯的代理仍然是他们业务的一部分,但他们已经

机器视觉检测的基础知识[大全]

机器视觉检测的基础知识~相机 容来源网络,由“机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理! 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在机械展. 相机都有哪些种类?我们常说的CCD就是相机么?除了2D平面相机,是否还有其他种类的相机,原理又是什么?下面这篇文章给您一一道来。 一,相机就是CCD么? 通常,我们把所有相机都叫作CCD,CCD已经成了相机的代名词。正在使用被叫做CCD的很可能就是CMOS。其实CCD和CMOS都称为感光元件,都是将光学图像转换为电子信号的半导体元件。他们在检测光时都采用光电二极管,但是在信号的读取和制造方法上存在不同。两者的区别如下: 二,像素。 所谓像素,是指图像的最小构成单位。电脑中的图像,是通过像素(或者称为PIXEL)这一规则排列的点的集合进行表现的。每一个点都拥有色调和阶调等色彩信息,由此就可以描绘出彩色的图像。 ▼例如:液晶显示器上会显示「分辨率:1280×1024」等。这表示横向的像素数为1280,纵向的像素数为1024。这样的显示器的像素总数即为1280×1024=1,310,720。由于像素数越多,则越可以表现出图像的细节,因此也可以说「清晰度更高」。

三,像素直径。 所谓像素直径,是指每个CCD元件的大小,通常使用μm作为单位。严谨的说,这个大小中包含了受光元件与信号传送通路。(=像素间距,即某个像素的中心到邻近一个像素的中心的距离。)。也就是说,像素直径与像素间距的值是一样的。如果像素直径较小,则图像将通过较小的像素进行描绘,因此可以获得更加精细的图像。可以通过像素直径和有效像素数,求出CCD元件的受光部的大小。 假设某个 CCD 元件的条件如下所示: ·有效像素数…768 × 484 ·像素直径…8.4 μm× 9.8μm 则受光部的大小为 ·横向768 × 8.4μm= 6.4512 mm ·纵向484 × 9.8μm= 4.7432 mm 四,CCD的大小。 ▼CCD感光元件的大小,一般分为采用英寸单位表示和采用APS-C大小等规格表示这2种方式。采用英寸表示时,该尺寸并不是拍摄的实际尺寸,而是相当于摄像管的对角长度。例如,1/2英寸的CCD表示「拥有相当于1/2英寸的摄像管的拍摄围」。为什么如此计算呢,这是由于当初制造CCD的目的就是用来代替电视机录像机的摄像管的。当时,由于想要继续使用镜头等光学用品的需求比较强烈,由此就诞生了这种奇怪的规格。主要的英寸规格的尺寸如下表所示。

机器视觉行业市场调研报告

机器视觉 市场调研报告 营业部:李凯丽 2015年9月2日

机器视觉技术是一项新兴产业,自起步发展至今,机器视觉在中国经历了三个发展阶段,其功能以及应用范围随着工业自动化的发展也在逐渐完善和推广。而在世界范围内,机器视觉已经为人类解决了许多重大问题,由于机器视觉自身领域的特点,目前应用于工业、农业、交通运输业、新兴行业等多领域,创造了人工无法比拟的经济和社会价值。本文从机器视觉的发展、机器视觉的应用领域、竞争状态、市场规模和预测等多方面,调研了机器视觉行业的发展状态,为公司投资机器视觉领域提供了参考依据。 关键词:机器视觉、市场规模、竞争、前景

第一章机器视觉发展背景 (3) 1.1 机器视觉综述 (3) 1.1.1 机器视觉定义及组成 (3) 1.1.2 行业发展阶段 (5) 1.1.3 机器视觉特点及应用优点 (6) 1.2 机器视觉行业发展特性 (7) 1.3 产业链分析 (8) 1.4 行业发展环境分析 (9) 1.4.1 行业政策环境 (9) 1.4.2 行业技术环境分析 (10) 第二章国际机器视觉行业发展趋势和现状 (11) 2.1 市场发展规模 (11) 2.1.1 产业发展历程 (11) 2.1.2 应用现状分析 (12) 2.1.3 产业市场规模和格局 (13) 2.2 行业分布状况和发展趋势 (14) 2.2.1 产业地区分布情况 (14) 2.2.2 发展趋势预测 (16) 第三章中国机器视觉行业的发展现状和趋势 (18) 3.1 发展现状及市场规模 (18) 3.1.1 产业发展历程 (18) 3.1.2 市场规模 (19) 3.2 行业竞争现状 (21) 3.2.1 行业竞争主体 (21) 3.2.2 企业分布状况 (26) 3.3 发展趋势 (27) 第四章机器视觉的应用 (29) 4.1 应用领域分布 (29) 4.2 机器视觉在各行业的应用情况 (30) 4.2.1 在工业领域中的应用 (30) 4.2.2 在农业领域中的应用 (34) 4.2.3 在医药行业中的应用 (36) 4.2.4 在交通领域中的应用 (37) 第五章机器视觉行业发展前景与投资建议 (39) 5.1 发展前景及进入壁垒 (39) 5.2 投资机会和风险 (41)

中国机器视觉行业发展现状与前景分析

中国机器视觉行业发展现状与前景分析 机器视觉就是用机器来代替人眼做测量和判断的系统,它通过光学装置和非接触传感器自动获取目标对象的图像,并由图像处理设备根据所得图像的像素分布、亮度和颜色等信息进行各种运算处理和判别分析,以提取所需的特征信息或根据判别分析结果对某些现场设备进行运动控制。机器视觉系统中的图像处理设备一般都采用计算机,所以机器视觉有时也称为计算机视觉。 机器视觉行业的上游有光源、镜头、工业相机、图像采集卡、图像处理软件等的提供商。行业下游应用较广,主要下游市场是半导体和电子制造行业。除此之外还有应用到汽车、印刷包装、烟草、农业、医药和交通等领域。 图表1:机器视觉行业链示意图 资料来源:前瞻产业研究院 前瞻产业研究院发布的《2014-2018年中国机器视觉产业发展前景与投资预测分析报告》数据显示,2010年是中国机器视觉市场爆发增长的一年。行业经过了4-5年的孕育和积累,经济增长回暖,行业实现48%的快速增长。2010年,机器视觉市场高速增长的主要原因在于:电子制造、市政交通、汽车、食品和包装机械等众多行业需求的大幅增长带来包括机器视觉在内的自动化产品的需求增长;政策性因素和内生式复苏带来的增长在市政交通、汽车和电子制造行业表现明显。 从行业应用来看,电子制造行业仍然是拉动需求高速增长的主要因素。2010年机器视觉产品电子制造行业的市场规模为3.7亿人民币,增长60.9%,市份额达到了43.6%。汽车和市政交通的市场规模增长更是高达66.7%和63.2%。电子制造、汽车制造和市政交通行业占据了2/3以上的机器视觉市场份额。

2011年以来,制造行业发展环境不佳,机器视觉也增速态势下滑,2012年行业市场规模约12.5亿元。 图表2:2007-2012年我国机器视觉行业市场规模及增长率(单位:亿元,%) 资料来源:前瞻产业研究院 目前在我国随着配套基础建设的完善,技术、资金的积累,各行各业对采用图像和机器视觉技术的工业自动化、智能需求开始广泛出现,国内有关大专院校、研究所和企业近两年在图像和机器视觉技术领域进行了积极思索和大胆的尝试,逐步开始了工业现场的应用。 其主要应用于制药、印刷、矿泉水瓶盖检测等领域。这些应用大多集中在如药品检测分装、印刷色彩检测等。真正高端的应用还很少,因此,以上相关行业的应用空间还比较大。当然、其他领域如指纹检测等等领域也有着很好的发展空间。 分别按照20%,25%以及30%的增长率,2013-2018年我国机器视觉行业市场规模增长情况如下,乐观估计可达到60.3亿元。 图表3:2013-2018年我国机器视觉行业市场规模预测(单位:亿元,%)

机器视觉入门知识详解

机器视觉入门知识详解 随着工业4.0时代的到来,机器视觉在智能制造业领域的作用越来越重要,为了能让更多用户获取机器视觉的相关基础知识,包括机器视觉技术是如何工作的、它为什么是实现流程自动化和质量改进的正确选择等。小编为你准备了这篇机器视觉入门学习资料。 机器视觉是一门学科技术,广泛应用于生产制造检测等工业领域,用来保证产品质量,控制生产流程,感知环境等。机器视觉系统是将被摄取目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,根据像素分布和亮度、颜色等信息,转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。 机器视觉优势:机器视觉系统具有高效率、高度自动化的特点,可以实现很高的分辨率精度与速度。机器视觉系统与被检测对象无接触,安全可靠。人工检测与机器视觉自动检测的主要区别有:

为了更好地理解机器视觉,下面,我们来介绍在具体应用中的几种案例。 啤酒厂采用的填充液位检测系统为例来进行说明: 当每个啤酒瓶移动经过检测传感器时,检测传感器将会触发视觉系统发出频闪光,拍下啤酒瓶的照片。采集到啤酒瓶的图像并将图像保存到内存后,视觉软件将会处理或分析该图像,并根据啤酒瓶的实际填充液位发出通过-未通过响应。如果视觉系统检测到一个啤酒瓶未填充到位,即未通过检测,视觉系统将会向转向器发出信号,将该啤酒瓶从生产线上剔除。操作员可以在显示屏上查看被剔除的啤酒 瓶和持续的流程统计数据。

机器人视觉引导玩偶定位应用: 现场有两个振动盘,振动盘1作用是把玩偶振动到振动盘2中,振动盘2作用是把玩偶从反面振动为正面。该应用采用了深圳视觉龙公司VD200视觉定位系统,该系统通过判断玩偶正反面,把玩偶处于正面的坐标值通过串口发送给机器人,机器人收到坐标后运动抓取产品,当振动盘中有很多玩偶处于反面时,VD200视觉定位系统需判断反面玩偶数量,当反面玩偶数量过多时,VD200视觉系统发送指令给振动盘2把反面玩偶振成正面。 该定位系统通过玩偶表面的小孔来判断玩偶是否处于正面,计算出玩偶中心点坐标,发送给机器人。通过VD200视觉定位系统实现自动上料,大大减少人工成本,大幅提高生产效率。 视觉检测在电子元件的应用:

机器视觉这个行业的发展前景怎么样

机器视觉这个行业的发展前景怎么样机器视觉已经出现在了很多领域,那么这个行业的前景怎么样呢?下文是一篇关于机器视觉行业的相关分析,小编个人觉得写得不错,故在此想跟大家分享一下。 基于计算机视觉与深度学习的人脸检测、人脸识别正在从安防、商业、金融、家居等各个领域不断迅速地、广泛而深入地介入到人们的生活中,但是对于传统人脸识别解决方案仍存在准确率不高、漏抓误报较多、人脸抓拍不清晰、图像质量不理想等问题,还是无法满足一些商业需求。 机器视觉产业链 机器视觉在生活中的的应用及其广泛,在交通领域、水文观测、地质灾害预警识别等领域,都发挥着重要的作用。而宏观上看,发展速度较快的细分产业是人脸识别与图像识别。这两个分支行业,在金融、安防以及交通领域较为集中。

这些细分领域的投资者,大多都具有自身技术优势,并将为各类场景提供应用解决方案来盈利。 机器视觉可说是工业自动化系统的灵魂之窗,从物件/条码辨识、产品检测、外观尺寸量测到机械手臂/传动设备定位,都是机器视觉技术可以发挥的舞台。而为了因应层出不穷的新应用需求,工业相机的设计也出现新的发展方向。 国内机器视觉发展历史 我国机器视觉行业的起步比较晚,集中度也不是很高,最开始主要是代理国外品牌。近几年,很多的经销商开始自主开发产品,但在行业分布、渠道分销以及成熟的自动化产品等方面还是和国外有一定差距。国内机器视觉的相对成熟的自动化产品质量以及技术含量偏低,市场也远远没有饱和。 机器视觉企业大体可以分为层开发厂商、二次开发厂商和产品代理商。国内机器视觉企业主要为国外机器视觉产品代理商和系统二次开发厂商。目前进入我国机器视觉市场的国外品牌有100多家,我国本土的企业负责销售代理的企业有200多家,专业的系统集成商超过50家。我国真正的专业机器视觉底层厂商凤毛麟角,本土机器视觉系统厂商和机器视觉系统元器件生产商不多。 许多跨国公司开始在中国建立自己的分支机构。一般他们会在北京、上海、广州、深圳等建立自己在中国的分支机构,来管理关键的客户以及向合作伙伴提供技术和商务支持。 视觉行业企业数量

机器视觉行业市场调研报告

机器视觉市场调研报告

机器视觉技术是一项新兴产业,自起步发展至今,机器视觉在中国经历了三个发展阶段,其功能以及应用范围随着工业自动化的发展也在逐渐完善和推广。而在世界范围内,机器视觉已经为人类解决了许多重大问题,由于机器视觉自身领域的特点,目前应用于工业、农业、交通运输业、新兴行业等多领域,创造了人工无法比拟的经济和社会价值。本文从机器视觉的发展、机器视觉的应用领域、竞争状态、市场规模和预测等多方面,调研了机器视觉行业的发展状态,为公司投资机器视觉领域提供了参考依据。 关键词:机器视觉、市场规模、竞争、前景

第一章机器视觉发展背景 (3) 1.1 机器视觉综述 (3) 1.1.1 机器视觉定义及组成 (3) 1.1.2 行业发展阶段 (5) 1.1.3 机器视觉特点及应用优点 (6) 1.2 机器视觉行业发展特性 (7) 1.3 产业链分析 (8) 1.4 行业发展环境分析 (9) 1.4.1 行业政策环境 (9) 1.4.2 行业技术环境分析 (10) 第二章国际机器视觉行业发展趋势和现状 (11) 2.1 市场发展规模 (11) 2.1.1 产业发展历程 (11) 2.1.2 应用现状分析 (12) 2.1.3 产业市场规模和格局 (13) 2.2 行业分布状况和发展趋势 (14) 2.2.1 产业地区分布情况 (14) 2.2.2 发展趋势预测 (16) 第三章中国机器视觉行业的发展现状和趋势 (18) 3.1 发展现状及市场规模 (18) 3.1.1 产业发展历程 (18) 3.1.2 市场规模 (19) 3.2 行业竞争现状 (21) 3.2.1 行业竞争主体 (21) 3.2.2 企业分布状况 (26) 3.3 发展趋势 (27) 第四章机器视觉的应用 (29) 4.1 应用领域分布 (29) 4.2 机器视觉在各行业的应用情况 (30) 4.2.1 在工业领域中的应用 (30) 4.2.2 在农业领域中的应用 (34) 4.2.3 在医药行业中的应用 (36) 4.2.4 在交通领域中的应用 (37) 第五章机器视觉行业发展前景与投资建议 (39) 5.1 发展前景及进入壁垒 (39) 5.2 投资机会和风险 (41)

(完整版)机器视觉思考题及其答案

什么是机器视觉技术?试论述其基本概念和目的。 答:机器视觉技术是是一门涉及人工智能、神经生物学、心理物理学、计算机科学、图像处理、模式识别等诸多领域的交叉学科。机器视觉主要用计算机来模拟人的视觉功能,从客观事物的图像中提取信息,进行处理并加以理解,最终用于实际检测、测量和控制。机器视觉技术最大的特点是速度快、信息量大、功能多。 机器视觉是用机器代替人眼来完成观测和判断,常用于大批量生产过程汇总的产品质量检测,不适合人的危险环境和人眼视觉难以满足的场合。机器视觉可以大大提高检测精度和速度,从而提高生产效率,并且可以避免人眼视觉检测所带来的偏差和误差。 机器视觉系统一般由哪几部分组成?试详细论述之。 答:机器视觉系统主要包括三大部分:图像获取、图像处理和识别、输出显示或控制。 图像获取:是将被检测物体的可视化图像和内在特征转换成能被计算机处理的一系列数据。该部分主要包括,照明系统、图像聚焦光学系统、图像敏感元件(主要是CCD和CMOS)采集物体影像。 图像处理和识别:视觉信息的处理主要包括滤波去噪、图像增强、平滑、边缘锐化、分割、图像识别与理解等内容。经过图像处理后,图像的质量得到提高,既改善了图像的视觉效果又便于计算机对图像进行分析、处理和识别。 输出显示或控制:主要是将分析结果输出到显示器或控制机构等输出设备。 试论述机器视觉技术的现状和发展前景。 答:。机器视觉技术的现状:机器视觉是近20~30年出现的新技术,由于其固有的柔性好、非接触、快速等特点,在各个领域得到很广泛的应用,如航空航天、工业、军事、民用等等领域。 发展前景:随着光学传感器、信息技术、信号处理、人工智能、模式识别研究的不断深入和计算机性价比的不断提高,机器视觉技术越来越成熟,特别是市面上已经有针对机器视觉系统开发的企业提供配套的软硬件服务,相信越来越多的客户会选择机器视觉系统代替人力进行工作,既便于管理又节省了成本。价格持续下降、功能逐渐增多、成品小型化、集成产品增多。 机器视觉技术在很多领域已得到广泛的应用。请给出机器视觉技术应用的三个实例并叙述之。答:一、在激光焊接中的应用。通过机器视觉系统,实时跟踪焊缝位置,实现实时控制,防止偏离焊缝,造成产品报废。 二、在火车轮对检测中的应用,通过机器视觉系统抓拍轮对图像,找出轮对中有缺陷的轮对,提高检测精度和速度,提高效率。 三、大批量生产过程中的质量检查,通过机器视觉系统,对生产过程中的产品进行质量检查跟踪,提高生产效率和准确度。 什么是傅里叶变换,分别绘出一维和二维的连续及离散傅里叶变换的数学表达式。论述图像傅立叶变换的基本概念、作用和目的。 答:傅里叶变换是将时域信号分解为不同频率的正弦信号或余弦函数叠加之和。 一维连续函数的傅里叶变换为: 一维离散傅里叶变换为: 二维连续函数的傅里叶变换为: 二维离散傅里叶变换为: 图像傅立叶变换的基本概念:傅立叶变换是数字图像处理技术的基础,其通过在时空域和频率域来回切换图像,对图像的信息特征进行提取和分析,简化了计算工作量,被喻为描述图

机器视觉的应用与发展

机器视觉的应用及发展 一台机器为什么能看到你?因为它有了自己的视觉。机器视觉技术是一门涉及人工智能、神经生物学、心理物理学、计算机科学、图像处理、模式识别等诸多领域的交叉学科。机器视觉主要用计算机来模拟人的视觉功能,从客观事物的图像中提取信息,进行处理并加以理解,最终用于实际检测、测量和控制,技术最大的特点是速度快、信息量大、功能多。机器视觉主要用计算机来模拟人的视觉功能,但并不仅仅是人眼的简单延伸,更重要的是具有人脑的一部分功能一一从客观事物的图像中提取信息,进行处理并加以理解,最终用于实际检测、测量和控制。一个典型的工业机器视觉应用系统,包括数字图像处理技术、机械工程技术、控制技术、光源照明技术、光学成像技术、传感器技术、模拟与数字视频技术、计算机软硬件技术、人机接口技术等。 全球应用情况 在国外,机器视觉的应用普及主要体现在半导体及电子行业,其中大概40%-50%都集中在半导体行业。机器视觉系统还在质量检测的各个方面已经得到了广泛的应用,并且其产品在应用中占据着举足轻重的地位。除此之外,机器视觉还用于其他各个领域。 而在中国,视觉技术的应用开始于90年代,因为行业本身就属于新兴的领域,再加之机器视觉产品技术的普及不够,导致以上各行业的应用几乎空白。目前国内机器视觉大多为国外品牌像德国的basler、SONY、美国TEO等随着机器视觉的不断应用,公司规模慢慢做大,技术上已经逐渐成熟。 在行业应用方面,主要有制药、包装、电子、汽车制造、半导体、纺织、烟草、交通、物流等行业,用机器视觉技术取代人工,可以提供生产效率和产品质量。例如在物流行业,可以使用机器视觉技术进行快递的分拣分类,不会出现大多快递公司人工进行分拣,减少物品的损坏率,可以提高分拣效率,减少人工劳动。 主要问题和发展瓶颈 机器视觉可以看作是与人工智能和模式识别密切相关的一个子学科或子领域。限制机器视觉发展的瓶颈是多方面的,其中最重要的可以归结为三个方面:计算能力不足、认知理论未明以及精确识别与模糊特征之间的自相矛盾。 1.机器视觉面向的研究对象主要是图像和视频,其特点是数据量庞大、冗余信息多、特征空间维度高,同时考虑到真正的机器视觉面对的对象和问题的多样性,单一的简单特征提取算法(如颜色、空间朝向与频率、边界形状等等)难以满足算法对普适性的要求,因此在设计普适性的特征提取算法时对计算能力和存储速度的要求是十分巨大的,这就造成了开发成本的大幅度提高。 2. 如何让机器认知这个世界?这一问题目前没有成熟的答案,早期的人工智能理论发展经历了符号主义学派、行为主义学派、连接主义学派等一系列的发展但都没有找到令人满意的答案,目前较新的思想认为应该从分析、了解和模拟人类

国内机器视觉的发展现状

国内机器视觉的发展现状 机器视觉是最近几年新发展起来的新兴技术领域,通过利用计算机模拟人的视觉能力来进行判断和识别,它是机器人、智能装备以及自动化领域至关重要不可或缺的技术之一。 目前国内的机器视觉技术和国外相比还相对落后,关键的技术设备还依赖于进口。国内大部分的机器视觉公司都集中在系统集成领域。国内机器视觉市场需求凸显,而国内机器视觉技术的滞后已无法满足国内市场的需求。 机器视觉应用主要包括表面缺陷检测、产品尺寸测量、机器人视觉定位、视觉目标识别这个四大类: 表面质量的检测至关重要,产品的表面缺陷不仅影响产品外观本身,还将对产品使用性能产生影响,比如做易拉罐的镀锡板,如果表面有微小的孔洞;卫生用无纺布表面有污点;液晶玻璃面板表面有结晶;太阳能电池片有断栅或隐裂等。 现代化高速的生产线,人眼无法识别或效率较低,还有高额的人工成本,都迫使生产企业进行变革,引入表面视觉检测系统,让机器来替代人工检测,大幅提高生产检测效率。 产品尺寸测量大部分应用于机械加工制造领域,现代机械加工技术精益求精,大规模批量化生产,通过构建机器视觉系统,对产品外观尺寸进行检测处理,发现不合格进行剔除。随着机械加工现代化水平的日益发展,视觉尺寸检测不可或缺。

视觉图像识别技术应用广泛,互联网中的人脸识别、交通防中的车牌识别、商品中二维码条码识别、ocr文字识别等。相比视觉检测和视觉测量,视觉图像识别技术相对成熟。 机器视觉定位系统主要应用机器人视觉引导,机器视觉给机器人装上大脑和眼睛,通过视觉系统引导机器人做各种不同的姿态和动作,机器人与机器视觉的融合将是未来智能装备发展的重要领域。 从整个国内机器视觉发展来看,国产化程度不高,机器视觉硬件设备核心零部件主要依靠进口。机器人技术和国外相比不仅是价格上的差距。系统集成企业以中小型企业为主,大部分企业一方面代理国外设备,一方面进行系统集成,真正投入的研发力量非常有限。 国内机器视觉无疑是个处于上升时期的朝阳产业,2025中国制造大战略政策支持下,机器视觉企业将加大投入力量,促进国内机器视觉技术的快速发展。 本文作者:大军闲谈

2016年机器视觉行业分析报告(完美版)

(此文档为word格式,可任意修改编辑!) 2016年3月

目录 一、机器视觉行业概况 5 1、机器视觉:用机器代替人眼来做测量和判断 5 2、机器视觉的原理及优势:机器视力不止“50” 6 3、机器视觉系统的组成9 (1)光源:LED光源综合性能最佳9 (2)镜头:系统中最关键的原件10 (3)相机:CCD 与CMOS 相机各有优势11 (4)图像采集卡:图像采集和处理的接口12 (5)图像处理软件:机器视觉的“大脑”13 4、机器视觉系统的产业链分析:产业链上中游主导机器视觉产业14 (1)上中游产业:软件开发和半导体器件是核心15 (2)下游产业分析:广泛的应用领域,稳定的市场需求16 二、机器视觉行业竞争格局:美日两系行业领跑,市场规模进一步扩大17 1、机器视觉行业三阶段发展史17 2、市场背景:工业40——工业机器人蓬勃发展18 3、美日两系公司比较:各有千秋的行业巨头19 (1)美国康耐视(Cognex Corp):视觉读码专家19 (2)日本基恩士(Keyence):机器视觉行业的世界领跑者20

(3)美日两系公司市场表现总结22 4、机器视觉行业的前景预测:中国市场是新爆发点22 三、中国机器视觉行业:设备需求大幅增温,国内市场潜力巨大 24 1、中国机器视觉行业成长概况:正在进入黄金增长期24 2、三大因素促进机器视觉行业发展和升级26 (1)技术层面:专利数量大增26 (2)产业政策:机器视觉迎政策“东风”27 (3)国际视角:加入国际产业链,建设智能化工厂成为必然要求29 3、国内机器视觉产业:逐渐从低端走向高端应用30 (1)国内企业概况:以代理商为主,自身业务技术有待提高30 (2)市场应用欠成熟,逐渐发展走向中国制造2025 31 4、中国机器视觉未来发展趋势32 (1)半导体行业的发展带动机器视觉行业市场32 (2)基于嵌入式的产品将取代板卡式产品33 (3)个性化的服务和方案代替标准化产品35 四、A股上市机器视觉企业剖析:精耕细作的中国机器视觉35 1、公司概况35 2、行业壁垒:企业做强做大的阻力36 (1)技术壁垒:技术密集型企业36 (2)人才壁垒:创新驱动实质上是人才驱动37

2017年机器视觉行业现状及发展趋势展望报告

2017年机器视觉行业现状及发展趋势展望报告 (此文档为word格式,可任意修改编辑!) 2017年8月

一、作为人工智能重要分支,机器视觉备受关注 (5) 1.1 机器视觉:人工智能范畴最重要的前沿分支之一 (6) 1.2 事件频频:国内外企业前瞻性布局机器视觉领域 (8) 1.3 特性分析:三方面优势树立机器视觉的“重中之重” (11) 二、机器视觉在应用方面具有广泛性 (13) 2.1 应用广泛:高度扩展应用属性可满足不同诉求 (13) 2.2 智能制造领域:机器视觉取代重复劳动,大幅提高作业效率 (14) 2.3 扫地机器人领域:机器视觉与激光雷达导航,共同引领行业未来 (16) 2.4 无人驾驶汽车领域:机器视觉是多传感器融合中的必备技术模块 (21) 2.5 新兴服务机器人领域:机器视觉是智能装备环境交互的重要基础 (25) 2.6 定制化消费、智能安防等领域:实现身份识别功能,想象空间巨大. 30 三、机器视觉在技术方面具有独特性 (32) 3.1 机器视觉识别物体:唯一非接触式识别物体的前沿技术 (32) 3.2 智能生活领域技术案例:Mobileye行人检测技术与测距技术 (34) 3.3 智能制造领域技术案例:基于机器视觉的工业机器人定位技术 (38) 四、机器视觉在硬件方面具有经济性 (38) 4.1 智能生活领域:低硬件依赖程度保证产品成本高度可控 (39) 4.2 智能制造领域:硬件成本相对较低,属技术密集型产业 (41) 五、机器视觉技术背后的行业趋势 (44) 5.1 未来:机器视觉能在多个领域灵活展开关键性应用 (44) 5.2 智能生活领域:技术团队群雄割据,终端优秀品牌或抢占先机 (45) 5.3 智能制造领域:中国市场将成主要增长点,国内企业竞相布局 (47) 六、相关建议及风险提示 (50)

2017年机器视觉行业市场分析报告

2017年机器视觉行业市场分析报告

目录 第一节作为人工智能重要分支,机器视觉备受关注 (6) 一、机器视觉:人工智能范畴最重要的前沿分支之一 (6) 二、事件频频:国内外企业前瞻性布局机器视觉领域 (7) 1、无人驾驶汽车、无人机等自主移动机器人领域 (8) 2、智能制造领域 (9) 3、消费、娱乐等领域 (9) 三、特性分析:三方面优势树立机器视觉的“重中之重” (11) 第二节机器视觉在应用方面具有广泛性 (13) 一、应用广泛:高度扩展应用属性可满足不同诉求 (13) 二、智能制造领域:机器视觉取代重复劳动,大幅提高作业效率 (13) 三、扫地机器人领域:机器视觉与激光雷达导航,共同引领行业未来 (15) 四、无人驾驶汽车领域:机器视觉是多传感器融合中的必备技术模块 (19) 五、新兴服务机器人领域:机器视觉是智能装备环境交互的重要基础 (22) 1、载重越野机器人——波士顿动力BigDog机器人 (22) 2、人型搬运机器人——波士顿动力Atlas机器人 (24) 3、仿人型机器人编程平台——NAO (25) 4、情感交互型机器人——Pepper等 (25) 六、定制化消费、智能安防等领域:实现身份识别功能,想象空间巨大 (26) 第三节机器视觉在技术方面具有独特性 (28) 一、机器视觉识别物体:唯一非接触式识别物体的前沿技术 (28) 二、智能生活领域技术案例:Mobileye行人检测技术与测距技术 (29) 三、智能制造领域技术案例:基于机器视觉的工业机器人定位技术 (32) 第四节机器视觉在硬件方面具有经济性 (34) 一、智能生活领域:低硬件依赖程度保证产品成本高度可控 (34) 二、智能制造领域:硬件成本相对较低,属技术密集型产业 (35) 第五节机器视觉技术背后的行业趋势 (38) 一、未来:机器视觉能在多个领域灵活展开关键性应用 (38) 二、智能生活领域:技术团队群雄割据,终端优秀品牌或抢占先机 (39)

机器视觉的研究内容及发展趋势

机器视觉的研究内容和发展趋势 1.1研究内容: 机器视觉是用机器代替人眼进行目标对象的识别、判断和测量,主要研究用计算机来模拟人的视觉功能。机器视觉技术涉及目标对象的图像获取技术、对图像信息的处理技术以及对目标对象的测量和识别技术。 1.2发展趋势: 机器视觉是人类视觉的扩展和延伸。随着研究的不断深入,新的描述方式、求解手段的不断探索和创新以及微处理器性能的快速提高,机器视觉的研究必将会迎来一个更加繁荣的时代,机器视觉技术与产品将会被广泛地应用于更为复杂的场合。机器视觉的未来发展趋势主要包含以下几方面: (1)多传感器信息融合方法研究 在机器视觉研究中,仅仅利用理想环境下获取的静止或瞬时视觉信息作为输入远不能满足认识复杂客观世界的要求。如果能将机器视觉、机器听觉、机器嗅觉、机器触觉等有机地结合起来,将多种信息相互融合,则有可能突破单一视觉信息的局限性。这里的融合不仅包括多传感器融合,还包括系统内部各信息通道的融合、系统模块的融合和各类信息处理方法的融合。 (2)深层初级视觉理论和方法研究 初级视觉是光学成像的逆问题,它研究从二维光强度阵列恢复三维可见表面物理性质的方法,包含一系列复杂的处理过程。因为各过程的输入数据及计算目的都是能够明确描述的,所以人们在这方面已研究了一些专用方法,如边缘检测、立体匹配、由运动恢复结构等。但由于三维世界投影成二维图像的过程中损失了很多信息,导致病态问题的产生,因此进一步加强对初级视觉过程及其约束条件的研究是十分重要的。 (3)主动视觉的研究 主动视觉是指观察者以确定的或不确定的方式运动,或通过转动视线来跟踪目标物体的技术和方法。在主动视觉中,观察者和目标物体也可同时运动。观察者的运动为研究目标的形状、距离和运动提供了附加条件。同时,主动视觉还可以在已知摄像机运动参数时,把一些原来的非线性问题转化成线性问题。主动视觉是

2020年机器视觉行业深度报告

2020年机器视觉行业深度报告 导语 全球机器视觉市场规模从2008 年的25 亿美元增长至2017 年70 亿美元,年复合增速为12.3%。我国机器视觉市场从2008 年进入快速发展阶段,至2017 年市场规模达65 亿元,2008-2017 年复合增速32.7%,显著高于全球水平。 1、机器视觉,开“眼”看世界 1.1、机器视觉是人工智能重要的前沿技术 机器视觉是人工智能行业的重要前沿分支。机器视觉通过模拟人类视觉系统,赋予机器“看”和“认知”的能力,是机器认识世界的基础。机器视觉利用成像系统代替视觉器官作为输入手段,利用视觉控制系统代替大脑皮层和大脑的剩余部分完成对视觉图像的处理和解释,让机器自动完成对外部世界的视觉信息的探测,做出相应判断并采取行动,实现更复杂的指挥决策和自主行动。作为人工智能最前沿的领域之一,视觉类技术是人工智能企业的布局重点,具有最大的技术分布。

机器视觉在智能制造领域应用广泛,按功能主要可分为四大类:识别、测量、定位和检测。识别功能指甄别目标物体的物理特征,包括外形、颜色、字符、条码等,其准确度和识别速度是衡量的重要指标;测量功能指把获取的图像像素信息标定成常用的度量衡单位,然后在图像中精确地计算出目标物体的几何尺寸,主要应用于高精度及复杂形态测量;定位功能指获取目标物体的坐标和角度信息,自动判断物体位置,多用于全自动装备和生产;检测功能指对目标物体进行外观检测,判断产品装配是否完整和外观是否存在缺陷。

1.2、机器视觉基本架构 机器视觉(Machine Vision)是指通过光学装置和非接触传感器自动接收并处理真实物体的图像,分析后获取所需信息或用于控制机器运动的装置。通俗地说,机器视觉就是用机器代替人眼。机器视觉模拟眼睛进行图像采集,经过图像识别和处理提取信息,最终通过执行装置完成操作。 五大模块构筑机器视觉系统:按照信号的流动顺序,机器视觉系统主要包括光学成像、图像传感器、图像处理、IO 和显示等五大模块。光学成像模块设计合理的光源和光路,通过镜头将物方空间信息投影到像方,从而获取目标物体的物理信息;图像传感器模块负责信息的光电信号转换,目前主流的图像传感器分为CCD 与CMOS 两类;图像处理模块基于以CPU 为中心的电路系统或信息处理芯片,搭配

国际机器视觉产业发展现状与趋势

国际机器视觉产业发展现状与趋势 一、国际机器视觉产业市场规模 1.产业发展历程 机器视觉的概念起始于20世纪60年代,最先的应用来自"机器人"的研制。最早基于视觉的机器系统,先由视觉系统采集图像并进行处理,然后通过计算估计目标的位置来控制机器运动。1979年提出了视觉伺服(VisualServo)概念,即可以将视觉信息用于连续反馈,提高视觉定位或追踪的精度。 20世纪50年代:主要集中在二维图像的简单分析和识别上,如字符识别,工件表面、显微图片和航空图片的分析和解释等. 60年代:MIT(MassachusettsInstituteofTechnology)的Roberts通过计算机程序从数字图像中提取出诸如立方体、楔形体、棱柱体等多面体的三维结构,并对物体形状及物体的空间关系进行描述.他的研究工作开创了以理解三维场景为目的的三维计算机视觉研究。 70年代:首次提出较为完整的视觉理论,已经出现了一些视觉应用系统.70年代中期,MIT人工智能(ArtificialIntelligence)实验室正式开设"机器视觉"课程。1973年MITAILab吸引了国际上许多知名学者参与视觉理论、算法、系统设计的研究,D.Marr教授就是其中的一位.他于1973年应邀在MITAILab领导一个以博士生为主体的研究小组,1977年提出了视觉计算理论(VisionComputationalTheory),该理论在80年代成为计算机视觉领域中的一个十分重要的理论框架。 80年代中期:计算机视觉获得蓬勃发展,新概念、新方法、新理论不断涌现。我国早期正式介绍计算机视觉的文献:计算机视觉:一个兴起的研究领域,计算机应用与软件,1984年第3期。 90年代中期:深入发展、广泛应用的时期。 2.应用现状分析 随着微处理器、半导体技术的进步,以及劳动力成本上升和高质量产品的需求,国外机器视觉于20世纪90年代进入高速发展期,广泛运用于工业控制领域。

机器视觉的组成及工作原理

1.机器视觉的组成及工作原理 机器视觉系统处理的核心目标是“图像”,一目标物体的“图像”被单帧或多帧采集量化为数字化信息,反之可以说,用一些离散的数字化数值阵列就可以表示一目标物体的“图像”。对于复杂的“图像”或需要进行更高精度的处理来说,采集量化的数字化信息则要求更大。即处理精度与数字化信息量成正比。一般来说,图像用多级亮度来表示并进行量化采集,即所谓灰度法。以灰度来表示图像量化的每一个像元素特征。基于灰度法的机器视系统框图由图1所示。 机器视觉系统包括:光路系统、面阵摄像机(CCD)、量化存贮单元、模板库、专用高速处理单元、监视单元等大模块。其中光路系统由程控光源、变焦伺服机构、自动光圈、光学镜片组等组成。 对于以灰度进行量化处理的机器视觉系统而言,图像亮度是一个尤为重要的参数,而决定这一重要参数的因素便是光路系统的质量。一般来说机器视觉系统为了避免环境自然光线或灯光对其工作状态的影响,光路设计均采用自足光源,程控光源要求亮度大、亮度可调、均匀性好、稳定性高,以抑制外界环境各种光对图像质量产生较大影响而导致机器视觉系统故障或误判行为。其次,光路系统设计需满足视场需求和图像分辨率要求。它的设计质量决定了图像质量,决定了机器视觉系统的准确率。 工业生产中采用的机器视觉系统,灰度级差异较大,小到二值图像、大到256灰度级,以及特殊需求可更大。采用的灰度级越大,数字化图像越逼真清晰,越接近原视图。一般来说,人眼能分辨的灰度级约为50~60级之问。因此64级灰度足以提供必要的观察信息及辨认需求,这是许多机器视觉系统采用64级灰度级的原因。但是,要使机器视觉系统具有很强的精密区别目标的能力,一般采用的灰度级为256级,但是由于要处理的信息量很大,要求处理单元有足够快的运算能力。例如采用512×512阵列像元图像量化为二值图像,一帧图像信息量为262 144Bit,而按256级灰度时,一帧图像信息量为2 000 000 Bit。因此,实用化的机器视觉系统除尽可能选用专用高速处理单元外,还应根据不同应用需要选取,在识别处理精度、处理时间长短、像元灰度级等因素之间进行综合平衡,以达到高效、实用的目的。 机器视觉系统常用的摄像机一般为固态CCD或线阵摄像机,面阵分辨率可为300~700线或更高,线阵分辨率则可多达4 048像元以至更高。根据需求进行取舍配置。 机器视觉系统的精度取决于摄像机视场和所包含的像元数量,视场越小,每个像元代表的距离也越小,识别精度也越高。标准CCD像元阵列为768×576和512×512二种。另外,为满足某些需要较大视场较小分辨率的要求,可设计多路CCD将视图分割为一个个较小视场,又可提高分辨率。 机器视觉系统的核心是专用高速图像处理单元,如何把存入存贮单元大量离散的数字化信息与模板库信息进行比较处理,并快速得出结论是处理单元软、硬件面对的问题。运算信

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