在美國，日本，韓國，德國等歐洲國家，汽車工業(yè)在制造業(yè)中扮演著重要的角色。 該行業(yè)的特點是高度自動化的大規(guī)模生產(chǎn)，嚴(yán)格的質(zhì)量要求和高度的成本敏感度。 因此，大型制造商非常重視與支持生產(chǎn)過程高度自動化的供應(yīng)商和技術(shù)提供商建立密切的基于信任的合作關(guān)系。

從這個意義上說，工業(yè)圖像處理或“機器視覺”作為汽車行業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，因為這項技術(shù)可用于優(yōu)化價值鏈中的各種流程，如生產(chǎn)，質(zhì)量保證和物流。 機器視覺技術(shù)被用于各種工業(yè)應(yīng)用中，以快速和明確地檢測物體，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化速度。 這些方法可以用于精確檢查零件表面，識別和自動分揀缺陷產(chǎn)品。 同樣，該技術(shù)也可用于產(chǎn)品完整性檢測。 機器視覺的一個特點是其高速 - 其算法只需要幾毫秒的時間就可以檢測和處理圖像信息。 因此，大量產(chǎn)品可以自動快速連續(xù)地進(jìn)行檢測。

機器視覺技術(shù)優(yōu)化了汽車行業(yè)的生產(chǎn)流程。

汽車行業(yè)作為自動化驅(qū)動

汽車行業(yè)被認(rèn)為是機器視覺技術(shù)的“早期采用者”。 汽車行業(yè)一直推動生產(chǎn)過程的自動化 - 從生產(chǎn)線和機器人支持的制造到今天的第四次工業(yè)革命，被稱為“工業(yè)4.0”。汽車行業(yè)也因其相當(dāng)大的創(chuàng)新而聞名。 這也可以說是機器視覺行業(yè)，使其成為滿足新技術(shù)需求的理想合作伙伴。 因此，汽車行業(yè)是德國工業(yè)成像供應(yīng)商的最大客戶，占收入的23％。 根據(jù)德國工程協(xié)會VDMA（Verband Deutscher Maschinen-und Anlagenbau eV）的調(diào)查，在歐洲，收入總額占21％左右。

由于高質(zhì)量的要求，汽車行業(yè)對機器提出了一系列的特殊要求。 例如，解決方案必須非常完善、可靠和強大。 此外，汽車和供應(yīng)商行業(yè)巨大的價格壓力要求價格具有競爭力的產(chǎn)品提供最大的價值，但仍然適合于長期降低生產(chǎn)成本。 其他重要方面是機器視覺產(chǎn)品的長期可用性，包括合格的支持，以及從簡單的二維測量方法到三維視覺和圖像序列分析等不同技術(shù)的全面知識。

機器視覺用于基于表面匹配和對象比較的3D表面檢測。

汽車行業(yè)應(yīng)用場景中的一個主要挑戰(zhàn)還在于機器視覺組件與可編程邏輯的更好的集成和更緊密的連接。 通過更緊密地融合這兩種技術(shù)，汽車制造商可以節(jié)省資金，加快自動化生產(chǎn)流程，提高效率。 標(biāo)準(zhǔn)也可以定義和建立，使得更容易集成不同的組件。 而且，標(biāo)準(zhǔn)化接口的不斷發(fā)展增加了機器視覺和自動化技術(shù)之間的相互操作性。

機器視覺 - 生產(chǎn)過程的眼睛

機器人輔助工藝尤其受益于機器視覺技術(shù)提供的多方面機遇，因為它在汽車行業(yè)的生產(chǎn)過程中起著類似的作用。 這是因為現(xiàn)在越來越多的機器人擁有自己的相機，或者相機連接到其他位置，從各個角度概述整個生產(chǎn)部分。 數(shù)字圖像信息是工業(yè)生產(chǎn)過程無縫監(jiān)控的基礎(chǔ)。 在這種情況下，機器視覺可以用來優(yōu)化工藝步驟，比如確定物體的位置，安全地檢測不同的工件或者使機器人改變其執(zhí)行器。 而且，可以組合不同的任務(wù)，并且可以使用相同的照相機來確定位置，規(guī)劃揀選過程，還可以對各種特征（如顏色或表面）進(jìn)行質(zhì)量檢查。 相機還能夠結(jié)合機器視覺軟件讀取條形碼或數(shù)據(jù)代碼，因此可以安全地識別各種不同的物體。

3D視覺技術(shù)的使用有助于提高生產(chǎn)場景的自動化程度。 直到最近，2D圖像數(shù)據(jù)的處理才是標(biāo)準(zhǔn)。 它被用來跟蹤圖像序列中的移動物體，并確定它們的位置 - 但只能在二維空間中，例如水平傳送帶上的產(chǎn)品。 在更復(fù)雜的運動過程中，物體的3D協(xié)調(diào)是不可能的，這極大地限制了該技術(shù)在汽車生產(chǎn)環(huán)境中的應(yīng)用可能性。

視覺技術(shù)有助于將視角扭曲的物體本地化。

確定3D空間中的運動方向

MVTec以其“3D場景流動”技術(shù)滿足了這一需求，這是一種在汽車行業(yè)也采用的有前途的3D視覺技術(shù)。 該解決方案使用所謂的多圖像相機結(jié)構(gòu)，其涉及安裝兩個或更多個從不同角度記錄圖像信息的相機。 每個圖像點都有一個X，Y和Z坐標(biāo)。 使用多個圖像序列，現(xiàn)在可以移動，跟蹤和精確定位在三維空間中移動的對象。 該技術(shù)不僅可以識別物體的確切位置，還可以識別物體的運動方向和空間速度。 MVTec將“3D場景流程”集成到HALCON機器視覺軟件的第12版中。 這是一個標(biāo)準(zhǔn)的軟件包第一次包含這種3D兼容的算法分析圖像序列。

自動化汽車裝配的幾乎所有領(lǐng)域都受益于新的3D技術(shù)，包括質(zhì)量保證流程，物流流程識別技術(shù)，機器人控制和最終裝配階段的質(zhì)量控制。 該技術(shù)為自動化生產(chǎn)過程中的人與機器之間的相互作用開辟了許多全新的可能性。 例如，工業(yè)機器人的行動半徑通常限于特定的生產(chǎn)線。 如果有人進(jìn)入該區(qū)域，傳感器會自動停止機器人的工作流程，從而導(dǎo)致生產(chǎn)過程中的中斷。

汽車行業(yè)是德國工業(yè)成像供應(yīng)商的最大客戶，占收入的23％。

人與機器之間的流體和安全的交互

3D場景流程通過使用多臺監(jiān)視機器人工作區(qū)域的攝像機提供解決方案。 如果有人靠近這個區(qū)域，那么使用多個圖像的機器視覺軟件就可以準(zhǔn)確地知道這個人在哪個方向上，以及他或她正朝哪個方向前進(jìn)。 機器人只有在人與機器的路徑交叉，不可避免地碰撞時才會停止。 這種對人類軌跡作出反應(yīng)的能力減少了繁瑣的機器停車和生產(chǎn)中斷的次數(shù)。 更少的站點意味著更多的儲蓄為公司。 而且，根據(jù)工業(yè)4.0和智能工廠的情況，汽車行業(yè)越來越依賴于在生產(chǎn)建筑中獨立移動的協(xié)作機器人和自動叉車。 在這種情況下，基于3D的機器視覺方法可以可靠地分析機器人和人體運動的方向，確保更加流暢，靈活和安全的交互。

汽車行業(yè)也受益于生產(chǎn)場景之外的基于3D的機器視覺方法。 該技術(shù)還用于自動駕駛輔助系統(tǒng)，其中包括安裝在車輛上的傳感器和攝像頭。 使用3D圖像信息，算法可以可靠地檢測車輛是否在其車道內(nèi)正常移動，障礙物是否妨礙道路，或者其他車輛是否越過了車輛自身的移動方向。 這些檢測功能可以防止危險的碰撞并提高交通安全。 此外，這項技術(shù)為自動駕駛汽車鋪平了道路。

自主托盤運輸車在生產(chǎn)車間和倉庫間移動，不會碰撞。

創(chuàng)建機器視覺應(yīng)用程序的簡單方法

當(dāng)涉及機器視覺應(yīng)用程序的創(chuàng)建時，需要較少編程知識的工具變得越來越重要。 它們簡化了整個創(chuàng)建過程，顯著增加了機器視覺軟件的用戶數(shù)量。 MVTec的MERLIC開發(fā)和配置環(huán)境包括用于創(chuàng)建完整機器視覺應(yīng)用程序的工具，包括圖形用戶界面，基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的集成PLC通信和圖像采集。 這個軟件的核心是它的圖像為中心的用戶界面，直觀地引導(dǎo)用戶通過應(yīng)用程序。 與所見即所得（WYSIWYG）編輯器類似，開發(fā)人員可以專注于基于圖像的顯示，而不是復(fù)雜的代碼，命令行或參數(shù)列表。 因此，該解決方案為快速，輕松地編譯整個機器視覺應(yīng)用程序提供了理想的工具，包括無縫集成到自動化解決方案和直觀的用戶界面設(shè)計中。

展望未來

機器視覺技術(shù)將深刻地改變汽車行業(yè)的流程。 例如，工業(yè)4.0概念將變得越來越重要。 在這種情況下，機器視覺方法將優(yōu)化和加速工業(yè)制造的許多方面。 視覺技術(shù)將改進(jìn)生產(chǎn)機器的維護(hù)，各種工件將被快速可靠地檢測和生產(chǎn)過程控制。 機器視覺解決方案將自動檢測移動設(shè)備中的組件并顯示合適的處理信息。 機器視覺將加速和優(yōu)化國際供應(yīng)鏈的物流。 最后，解決方案將使生產(chǎn)過程中人與機器之間的交互更加安全。