机器视觉：渐成机器人产业一大亮点
　　随着机器人产业的发展壮大，机器视觉的运用也逐步扩大市场。机器视觉随着技术的革新及行业的需求，成为逐渐崛起的新兴行业。而随着全球制造中心向中国的转移，中国机器视觉市场已经成为国际厂商关注的焦点。据预测，中国机器视觉市场规模到2015年将达200亿元。

 　　机器视觉发展较早，主要集中在欧美和日本。随着全球制造中心向中国转移，中国机器视觉市场正在继北美、欧洲和日本之后，成为国际机器视觉厂商的重要目标市场。2010年开始，我国的机器视觉逐步得到市场的重视，空间不断扩大。近年来，随着机器人等新兴产业的火热，机器人视觉成为当前的一大亮点和掘金市场。
技术

　　机器人视觉可以通过视觉传感器获取环境的二维图像，并通过视觉处理器进行分析和解释，进而转换为符号，让机器人能够辨识物体，并确定其位置。机器人视觉广义上称为机器视觉，其基本原理与计算机视觉类似。计算机视觉研究视觉感知的通用理论，研究视觉过程的分层信息表示和视觉处理各功能模块的计算方法。而机器视觉侧重于研究以应用为背景的专用视觉系统，只提供对执行某一特定任务相关的景物描述。机器视觉系统主要由图像的获取、图像的处理和分析、输出或显示三部分组成。目前，将近80%的工业视觉系统主要用在检测方面，包括用于提高生产效率、控制生产过程中的产品质量、采集产品数据等。

　　机器视觉系统的出现来自繁琐劳动力的替代需求。机器视觉自动化设备可以不知疲倦的进行重复性的工作，且在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，机器视觉可替代人工视觉。机器视觉最早应用于工业制造领域。通过机器视觉的自动识别功能，许多流水线上具有高度重复性的检测都可以依靠机器视觉系统设备完成，大大提高了检测效率和精度。
市场

　　机器视觉是一个相当新且发展十分迅速的研究领域。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。诸如电路板印刷、电子封装、SMT表面贴装、电子电路焊接等，均需要使用机器视觉系统技术。机器视觉系统还在质量检测方面得到了广泛的应用，并且其产品在应用中占据着举足轻重的地位。中国机器视觉市场起步较晚，行业集中度较高，部分经销商开始以代理为主转向大力推广自主品牌的产品，行业分布、渠道分销与成熟的自动化产品都有明显差异。整个中国的机器视觉市场相较成熟的自动化产品应用水平偏低，市场远未饱和。伴随着工业自动化的发展，我国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、智能化需求开始广泛出现，国内有关大专院校、研究所和企业近几年也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。

　　据预测，中国机器视觉市场规模到2015年将达200亿元

　　当前，我国机器视觉市场主要分成三大类，一类是国外强势的机器视觉企业，一类是国企视觉公司，另一类是自主开发的民营企业。相较而言，三者的产品价格有一定差距，个中原因一部分是因为主流技术的差距，另一部分则是国情需要和本土化策略。尽管在细分行业的深度技术上，我国的机器视觉还需要一段时间的追赶，但我国自主开发的机器视觉也获得了长足的进步，尤其是在应用积累上有一定优势。

　　本期专题，我们专注于机器视觉，邀请了国内众多机器视觉企业参与讨论，就当前国内的机器视觉市场做出思想的汇聚和观点的碰撞。以下采访企业不分排名先后。

　　创科视觉：视觉软件的十年积累

　　创科成立于2005年，其主要产品类别包括相机类、镜头类、光源类、CK Vision Builder 软件、CK Vision 5.0等。目前，创科的机器视觉产品最为优势所在就是视觉软件，包含平面视觉和三维立体视觉软件。创科总经理余茂松的产品理念是：“创科的产品必须坚持一个原则，那就是技术领先市场半年以上，并且内部产品可复制性要强，意即必须有较好的实用性和通用性。
　　“创科的机器视觉软件技术完全是自主开发，没有捷径可走。”余茂松对新战略机器人全媒体记者表示，创科于2003年组建技术团度进行图像算法研究，成功地开发出国内首款高性能机器视觉软件包CKVisionLib，并已经应用在不同的领域上，所推出的软件产品填补了当时国内相关行业的空白。2010年创科成功推出了新一代的智能机器视觉软件处理系统CKVisionBuilder，该视觉软件的最大优点是降低了工程师的开发难度，帮助工程师花更多的精力在工艺的解决上，使到开发机器视觉系统成为一件有趣的事。
　　经过十年积累，创科的产品无论是精度、速度还是稳定性和易用性都有自己的优势，占据了稳定的市场地位。而随着机器人产业的发展日渐火热，创科也将更多心力倾注在机器人市场。目前，创科已经与爱普生、雅马哈、库卡、东芝、那智不二越等本体厂商合作，成功在机器人行业打造了多个应用案例。
　　创科的下一步研发方向是让机器人视觉更加智能化、人性化。
　　尽管视觉的重要性日渐凸显，但机器人市场对视觉技术也提出了更多要求。余茂松表示，机器人视觉应该更加形似人类的眼睛，也就是能够根据人的思维进行运动、抓取、输送和动作。总之，未来的机器人视觉将以数据化、物联网等技术为支撑，彻底改变固定式运动路径，取而代之的是模拟人的思维，自动判断运动路径。未来，真正的无人化工厂必定需要机器人视觉的智能化技术。
　　为了在这场自动化洪流中成为积极的一份子，创科又开始了新一轮的研发。

　　不同零件，同一方案。SCAPE系统通过SCAPE Training Studio软件对新零件进行离线学习，这 个独特的方法使得经过培训的操作人员无需编程即可对全新的零件进行完整的识别。
　　据悉，Scape的机器人视觉软件正在搭配ABB、库卡、川崎、丹麦尤傲等本体。目前售价在16万元左右。

　　瑞松粟子谷：机器视觉行业专家

　　涉足机器人焊接领域、机器人自动化领域、汽车装备领域的瑞松科技有限公司，在机器人行业的成长历史达到20年。而自动化事业部总经理粟子谷先生更是在视觉领域钻研了近30年，对机器人视觉的理解堪称业内专家。
　　早期的瑞松与日本松下合作，以汽车的焊接业务为主，随着机器人行业的发展渐趋成熟，2014年瑞松专门成立了自动化事业部，主攻3C行业。其中，机器人视觉作为瑞松自动化事业部一个强势的技术所在，迅速在市场占领地位。
　　瑞松自动化事业部总经理粟子谷先生从1991年开始进入半导体图像视觉领域，2006年更精进的步入机器视觉行业。粟子谷对新战略机器人全媒体记者表示：“瑞松的机器人视觉技术，其主要优势在于我们既懂视觉本身的软硬件技术，而且在机器人实际应用中经验丰富，因此，我们对机器人视觉的理解更加贴切。”
　　粟子谷介绍，早期的机器人主要是以示教为主，对视觉要求较低，应用行业也以大型的汽车加工等为主。随着机器人逐渐应用于小型、精细化电子元器件行业，其对生产技术要求越来越高，机器视觉逐渐被应用到3C电子行业。目前，在液晶屏生产领域、半导体生产领域视觉应用已经较为成熟。但在3C行业内高精度校准对位等应用里，机器人视觉技术还有很大的发展空间。
　　业界通常把视觉比作机器人的眼睛，也就是希望机器人视觉能够具备像人类的眼睛那种功能，然后这种理想化状态是否可以实现呢？粟子谷表示，机器人视觉是机器人提升附加值的一个部分，但它不可能替代人眼，这是物理的限制。但从某种程度上来说，机器人视觉比人眼更可靠，而且永远不会有疲劳感。未来，机器人视觉必然会在智能化道路上尽可能的向人眼靠拢，这是行业发展的趋势和必然要求。这也需要视觉公司和机器人应用客户共同努力来提高这一性能。
　　在机器人视觉行业拥有资深经历的粟子谷，对中国机器人市场充满了信心，与此同时，他也指出，目前，国内的机器人产业和机器人视觉行业最紧缺的就是人才，人才是制约市场发展的根本原因。在我国，机械或电气类单一型专业性的人才不少，但可同时掌握机电一体化及软件的综合型技术人才人才少之又少，因此，这一现状需要经过时间的积累来逐步缓解。
　　据悉，目前瑞松集团在全球范围内整合机器人视觉技术人才及企业资源，目标要成为中国机器人与智能技术的优秀上市企业！

　　元启智能：暗色背景下的视觉技术高手

　　代表着工业4.0的柔性化制造，以及高MTBF需求的高端制造而言，通过机器视觉增加机器人的容错性及灵活性，会给机器人操作应用带来质的提升，同时使机器人操作限制需求带来很大降低。通过视觉提高机器人自主校正功能，降低机器人非本身故障停机机会，是工业智能化视觉发展的重要的方向。元启智能已经在工业视觉方面已经耕耘多年，有非常深厚的技术积累，特别是暗色背景下的视觉辩识与手眼标定，一直是公司的技术优势。
　　要想更高效、更低成本、更高质量的进行批量化产品制造，必须要有高精度、高可靠性机器人以及一整套信息化管控系统代替传统的人力。
　　我们意识到了这种工业智能化的需求与发展，在这种需求下，多年前集团就成立了致力于电力仪表行业专业机器人研发应用的自动化部门。随着需求的不断扩大，以及业务的不断扩张，又融合了有着10多年机器人从业经验的团队，并于去年正式成立了专业的“元启智能”机器人公司，独立运营。
元启智能已经在工业智能装备领域，特别是仪器仪表智能制造领域深耕多年，成为了一家集研发与应用的专业的机器人企业，为“中国智造”贡献出自己的力量！
　　相对于人力而言，机器人在可重复性精度上能达到非常高的性能与可靠性，但以往的机器人，对于目标物品可变位置的非简单重复性的操作，是非常困难的。而往往代表着工业4.0的柔性化制造，以及高MTBF需求的高端制造而言，通过机器视觉增加机器人的容错性及灵活性，会给机器人操作应用带来质的提升，同时使机器人操作限制需求带来很大降低。通过视觉提高机器人自主校正功能，降低机器人非本身故障停机机会，是工业智能化视觉发展的重要的方向。如同可以通过眼睛看到人的心灵，通过给机器人加装眼睛，能让机器人更加有灵性。
　　元启智能已经在工业视觉方面已经耕耘多年，有非常深厚的技术积累，特别是暗色背景下的视觉辩识与手眼标定，一直是我们公司的技术优势。就像我们有一双黑色的眼睛，可以用来寻找光明，而我们的视觉技术则提供了一个光明的眼睛，可以辩识黑暗，在低对比度的情况下发现并定位目标。元启智能视觉处理已经在微小电子元器件在线高速视觉分选与检测、大面积低对比度手眼标定等方面已经有了成熟的技术与案例。
　　元启智能在机器人领域主要专注在两个方面，一是工业智能装备领域，我们打造了智能化线上自动化操作、分流及线下AGV智能运输，通过信息化管控系统、视觉辩识与标定系统，实现智慧、柔性生产生态链，为工业企业智慧化提供整体解决方案。另一方面，我们在服务型机器人领域，特别是幼教智能机器人方面，也有相应的布局。
　　基于视觉系统的产品价格，受制于镜头、采集与处理、光源等，价格还是比较高，但目前公司也在积极进行低成本开发，将来很快就会有价格相对低廉，功能满足需求，稳定可靠的产品出来。
相信，元启智能会沐浴着中国经济发展与国力强盛的春风，为中国机器人产业发展贡献力量！

　　超音速的产品不仅限于机器视觉软件，还包括传感器、手抓和控制器，类似于将机器人加上了明亮的眼睛、敏锐的感知、灵活的手抓和智慧的大脑，使得机器人成为一个鲜活、生动和柔性的主体。超音速的机器视觉软在锂电池行业占据领先地位，形成了特定的细分市场竞争优势。超音速总经理张俊峰向新战略机器人全媒体记者介绍，超音速以机器人视觉系统为核心，优势软件技术包括视觉、传感器及控制器。目前，超音速的业务涵盖了标准设备如柔性电路板的全自动贴合设备、精密量测仪器如一键式图像测量机，外观缺陷如FPC的AOI检测设备，非标自动化设备如大量应用四轴、六轴等机器人实现精密高速上下料等设备。
　　超音速的产品主要有智能视觉、机器视觉、自动化部件和系统集成技术，合作的机器人本体厂商以史陶比尔、三菱、雅马哈为主。
　　超音速的软件在锂电池行业超越了国外霸主品牌，在锂电池自动化设备中独占魁首。在一键式标准测量设备领域也保持国内领先地位。
　　未来，超音速一方面继续加强视觉与运控软件的研发，扩大品牌影响力， 另一方面正在研发DELTA机器人，将视觉软件植入到机器人控制软件，只用一个大脑，更加精准快速。作为一家软实力的系统集成商，超音速进军本体市场，主要原因在于，超音速拥有相关技术优势，做DELTA机器人只是锦上添花的事情，并非盲目扩大业务范畴。并且，超音速只做带“眼睛”的DELTA机器人，不涉及其他产品类别。
　　超音速员工有96人，技术人员接近50人，软件研发人员超过20人。据悉，超音速正在筹备新三板挂牌事宜，预计10月份正式挂牌。

　　盟拓：3D机器人视觉的觉醒

　　近年来，工业机器人发展迅速，特别是在中国市场上，制造业为改变落后的生产方式，解决用工荒难题，需要大力投入机器人等自动化设备。加上政策对于智能化产业大力扶持，中国各地兴起了机器人发展大潮。在机器人技术和机器人应用发展的过程中，对机器视觉的研究和机器视觉系统的构造占有十分重要的位置。安装上视觉的机器人可以在很多场合实现在线高精度高速测量检测。还能实现机器人或自动化设备生产的智能化。
　　盟拓光电总经理周兴波告诉新战略机器人全媒体记者：“机器人市场的快速发展也带动了机器人视觉系统的崛起，但是也正是因为如此，导致近两年机器人视觉市场鱼龙混杂，真正做研发的企业不多，多数都是挂羊头卖狗肉。盟拓进入机器视觉有两年之久，两年来盟拓主要花精力在产品的研发上，目前除了光源产品外，3D机器视觉模组和机器人的视觉系统集成也开始走向市场。我们的技术定位和目标就是研发国际一流的机器视觉和人工智能技术。为全球的“机器人”装备“大脑”和“眼睛”。”
　　工业机器人的发展趋势明朗，3D机器视觉将在市场大有可为，盟拓目前已经攻克3D视觉解决方案，未来将在市场发布新的产品。周兴波告诉记者，目前3D机器视觉主要有四种技术路线，即双目成像、线性激光扫描、摩尔条纹相位移动（机械方式——压电陶瓷马达）、数字条纹与程序光（数字相位移动——0/1 电平控制）。双目成像测量，设计相对容易，但测量精度不够，具有观赏性。线性激光扫描的精度较高，但扫描速度较慢，抗干扰能力差， 可做抽样和科学实验性的测试；Moire条纹的相位移动测试的精度较高，速度也较快，但最终精度取决于玻璃光栅的蚀刻精度和马达的相位移动精度（机械控制有不确定性的因素）；数字3D技术精度高（全数字，无转换损失，无运动推移损失），速度快（面阵取像，GPU加速，高速算法），稳定性高（无机械推移部件，无磨损，无玻璃光栅替换） ，灵活性强（全数字可编程，无需定制及更换玻璃光栅）。盟拓主要基于第四种数字3D技术的研发。
　　未来3D数字视觉可用在检测、打印、复印、定位和测量多个工序中。