工業自動化在我國的發展已日漸成熟，對于工業自動化，大家或多或少有所了解。為增進大家對工業自動化的認識，本文將基于兩大方面介紹工業自動化：1.機器視覺在工業自動化的應用，2.工業自動化為何使用機器視覺系統。

    一、機器視覺于工業自動化的應用

    機器視覺長期以來用于工業自動化系統中，以通過取代傳統上的人工檢查來提高生產質量和產量。從拾取和放置、對象跟蹤到計量、缺陷檢測等應用，利用視覺數據可以通過提供簡單的通過失敗信息或閉環控制回路，來提高整個系統的性能。

    視覺的使用并不僅僅在工業自動化領域;我們也看到了相機在日常生活中的大量應用，例如用于計算機、移動設備，特別是在汽車中。攝像頭僅僅是在幾年前才被引入到汽車中，但是現在汽車中已經配備了大量攝像頭，以為駕駛員提供完整的360°車輛視圖。

    但是談到機器視覺領域的最大技術進步，可能一直是處理能力。隨著處理器性能每兩年翻一番，以及對多核CPU、GPU和FPGA等并行處理技術的持續關注，視覺系統設計人員現在可以將高度復雜的算法應用于視覺數據，并創建更智能的系統。

    處理技術的發展帶來了新機會，而不僅僅是更智能或更強大的算法。讓我們看看為制造機器增加視覺功能的應用案例。這些系統傳統上設計為形成協作分布式系統的智能子系統網絡，該系統允許模塊化設計(見圖1)。

    圖1：智能子系統網絡，其設計為構成協作分布式控制系統。該系統允許模塊化設計，但采用這種以硬件為中心的方法可能導致性能瓶頸。

    然而，隨著系統性能的提高，采用這種以硬件為中心的方法可能遇到困難，因為這些系統通常采用時間關鍵和非時間關鍵協議的混合來聯接。通過各種通信協議將這些不同的系統聯接在一起，會導致延遲、確定性和吞吐量方面出現瓶頸。

    例如，如果設計者試圖利用這種分布式架構開發應用，并且必須在視覺和運動系統之間保持緊密集成，例如在視覺伺服中所需要的，那么可能遇到由于缺乏處理能力而帶來的主要性能挑戰。此外，由于每個子系統都具有自己的控制器，這實際上會降低處理效率。

    最后，由于這種以硬件為中心的分布式方法，設計人員不得不使用不同的設計工具來設計視覺系統中每個子系統的特定視覺軟件，以及用于運動系統的運動專用軟件等。這對于規模較小的設計團隊而言尤其具有挑戰性，因為一個小團隊甚至是一名工程師，需要負責設計中的許多部分。

    二、工業自動化為何使用機器視覺系統

    在工業自動化控制中使用機器視覺系統有以下五個主要原因：

    精確性——由于人眼有物理條件的限制，在精確性上機器有明顯的優點。即使人眼依靠放大鏡或顯微鏡來檢測產品，機器仍然會更加精確，因為它的精度能夠達到千分之一英寸。

    重復性——機器可以以相同的方法一次一次的完成檢測工作而不會感到疲倦。與此相反，人眼每次檢測產品時都會有細微的不同，即使產品時完全相同的。

    速度 ——機器能夠更快的檢測產品。特別是當檢測高速運動的物體時，比如說生產線上，機器能夠提高生產效率。

    客觀性——人眼檢測還有一個致命的缺陷，就是情緒帶來的主觀性，檢測結果會隨工人心情的好壞產生變化，而機器沒有喜怒哀樂，檢測的結果自然非常可觀可靠。

    成本 ——由于機器比人快，一臺自動檢測機器能夠承擔好幾個人的任務。而且機器不需要停頓、不會生病、能夠連續工作，所以能夠極大的提高生產效率。

    由于機器視覺系統可以快速獲取大量信息，而且易于自動處理，也易于同設計信息以及加工控制信息集成，因此，在現代自動化生產過程中，人們將機器視覺系統廣泛地用于工況監視、成品檢驗和質量控制等領域。機器視覺系統的特點是提高生產的柔性和自動化程度。在一些不適合于人工作業的危險工作環境或人工視覺難以滿足要求的場合，常用機器視覺來替代人工視覺;同時在大批量工業生產過程中，用人工視覺檢查產品質量效率低且精度不高，用機器視覺檢測方法可以大大提高生產效率和生產的自動化程度。而且機器視覺易于實現信息集成，是實現計算機集成制造的基礎技術。