工业自动化的机器视觉发展趋势与进步

工业自动化的机器视觉发展趋势与进步

工业自动化一直在以令人印象深刻的速度发展，机器视觉技术在其发展和扩展中发挥着至关重要的作用。机器视觉系统使用相机、传感器和复杂的算法来检查和评估在工业环境中获取的图像或镜头，提供许多优势，例如增强的精度、有效性和输出。从人工智能到协作机器人，机器视觉经历了各种技术的增长或采用。

一、人工智能和深度学习的机器视觉趋势

机器视觉的一个重大发展是人工智能 (AI) 和深度学习方法的更多实施。这些技术使机器能够从数据中获取知识，自主改进其性能，而无需人工输入。随着这些进步，更复杂的机器视觉系统得到了发展，能够以更高的准确性和速度识别和评估图像或镜头。在工业自动化领域，人工智能和深度学习有助于改进旨在识别产品缺陷、管理库存和监督生产过程中的程序的系统。

Cognex公司的深度学习缺陷检测工具利用先进的人工智能来准确、高效地识别制造缺陷。通过将机器视觉与深度学习算法相结合，该工具提高了检查的一致性，减少了误报，并简化了工业流程，从而提高了整体生产力和质量控制。

二、与 5G 技术集成的进步

机器视觉的一个新兴发展是与 5G 技术的融合。5G 代表无线通信技术的第五次迭代，可提供更快的数据传输速率、更少的延迟和更大的容量。机器视觉系统与 5G 相结合，可以即时传输大量数据，从而加快决策速度和反应时间。这种融合对于工业自动化至关重要，快速而精确的数据传输对于高效运营至关重要。

一个典型的例子是爱立信和ABB之间的合作，旨在创建专为汽车行业量身定制的 5G 机器视觉系统。该系统利用5G技术实时传输高分辨率图像和镜头，从而实现更快速、更精确的缺陷检测和质量管理。这种创新的解决方案具有通过降低生产成本和提高产品质量来改变汽车行业的潜力。

三、协作机器人的增加

多年来，协作机器人一直通过与人类安全地并肩工作来改变制造业。这些适应性强且轻松编程的设备可用于执行各种任务，使其成为企业经济高效的选择。技术进步催生了响应能力越来越强、适应性越来越强、技术熟练的协作机器人，能够处理复杂的任务。结合人工智能、机器学习和尖端传感器技术增强了它们的能力，开创了智能互联制造解决方案的新时代。

Universal 机器人开发了一系列协作机器人，它们使用机器视觉来导航周围环境并与物体交互。在焊接、涂装和装配等应用中，它们用于高精度和准确度地装配零件，提高生产效率并降低成本。

四、利用高光谱成像的机器视觉趋势

高光谱成像是一种先进的技术，可以捕获多个波长的视觉效果，对记录的场景进行全面的光谱检查。这种方法在工业自动化领域越来越受欢迎，因为它有助于以更高的准确度和精确度检测产品缺陷或不规则之处。

Headwall Photonics 设计了一种高光谱成像解决方案，可以识别食品中的杂质和异物。通过利用复杂的机器视觉算法，该系统可以仔细检查食品的光谱特征，从而能够精确定位和识别人眼看不见的污染物。食品加工公司利用这一创新来加强食品安全和质量控制措施。

五、3D机器视觉

3D 机器视觉在工业自动化领域的应用不断增加。与传统的 2D 机器视觉相比，这项创新技术可捕获物体的三维图像，提供更全面、更精确的分析。3D 机器视觉可用于许多应用，例如质量保证、装配验证和对象识别。例如，在汽车领域，3D 机器视觉可检查组件的形状和尺寸，以确认是否符合规格。

美国基恩士公司创建了一系列应用于各个行业的3D 机器视觉系统。例如，在电子领域，基恩士的 3D 机器视觉解决方案可检查印刷电路板是否存在缺陷，确保它们符合必要的规格。同样，在航空航天领域，这些系统会仔细检查飞机部件的形状和尺寸，以验证是否符合安全法规。

六、基于云的机器视觉

基于云的机器视觉是工业自动化领域受到关注的另一个趋势。该技术使机器视觉系统能够在云中处理和存储数据，从而提供全球范围内的数据访问。需要跨多个地点收集和分析数据的大规模运营尤其可以从基于云的机器视觉中受益。它还提供了更具成本效益的解决方案，无需昂贵的现场硬件。消除对昂贵的现场硬件的需求增加了解决方案的成本效益。

Cognex ViDi 是基于云的工业图像分析软件，旨在使用基于规则的算法、基于深度学习的技术和人工智能来改善质量控制和自动化制造流程。该平台可以执行一系列任务，例如缺陷检测、对象识别和光学字符识别 (OCR)，提供对生产流程的实时分析和洞察。

七、工业自动化中的网络安全

工业自动化与互联网的互联性和集成不断扩大，增加了对网络安全的担忧。具体来说，机器视觉系统可能容易受到网络攻击，从而危及其可靠性和精度。为此，制造商正在加强对网络安全的关注，并采用加密和防火墙等保护措施来保护其机器视觉系统。

一个典型的例子是Darktrace，这是一家利用人工智能即时识别和应对网络威胁的公司。他们的技术已在多个行业得到应用，包括制造和工业自动化。

八、嵌入式视觉系统

嵌入式视觉系统是紧凑的独立设备，将机器视觉技术融入到单个封装中。这些系统在工业自动化中越来越受欢迎，因为它们易于集成并且可以进行定制以满足特定的应用要求。

Basler AG开发了一款带有人工智能软件的自动零售结账终端，提供无缝、高效的购物体验。该终端由Basler的嵌入式视觉套件硬件组件和支持人工智能的嵌入式视觉软件组成，利用先进的视觉技术捕获物品的高质量图像，以准确识别和分类产品。这种创新的解决方案加快了结账流程，减少了人为错误和劳动力成本。此外，该系统可以收集有关消费者行为的有价值的数据，帮助零售商优化库存管理和产品供应。因此，这种人工智能驱动的结账解决方案营造了一个更加简化和以客户为中心的零售环境。

九、远程监控

COVID-19 大流行加速了工业自动化远程监控的趋势。机器视觉系统用于实现工业过程的远程监控和控制，减少对现场人员的需求并提高运营效率。

机器人系统集成商 Infinity Robotics LLC 采用机器人远程监控和恢复系统来加速客户支持。远程监控可以直接评估情况，而不是通过短信和电子邮件，这可能会导致沟通不畅并加剧问题。结果，解决问题的时间从半小时或更长缩短到十分钟以内，节省了客户的时间和金钱。

机器视觉技术正在迅速发展，并在工业自动化中变得至关重要。5G技术的利用、高光谱成像以及人工智能与云计算的结合等令人兴奋的趋势和应用正在推动机器视觉在行业中的发展和接受。随着公司努力提高效率、降低成本和提高产品质量，机器视觉技术将继续作为实现这些目标的重要工具。