本文從機(jī)器視覺概念與原理出發(fā)，介紹了機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)的分類與應(yīng)用以及機(jī)器視 覺技術(shù)在我國電子秤行業(yè)的最新應(yīng)用案例。并以"數(shù)字、綠色〃為主旋律，闡述了我國自動(dòng)衡器行業(yè) 中機(jī)器視覺智能技術(shù)的發(fā)展方向。

前言

在剛剛過去的代表中國工業(yè)風(fēng)向標(biāo)的2013中國國際工業(yè)博覽會上，以“數(shù)字、綠色”為主旋律 的“智能制造”已成為我國制造業(yè)的發(fā)展趨勢和轉(zhuǎn)型方向。在國際上隨著德國政府在2013年4月確 定未來工業(yè)生產(chǎn)過程推出“工業(yè)4.0”的“第四次工業(yè)革命”，上一次工業(yè)革命的標(biāo)志是以數(shù)控和PLC為 代表，而本次工業(yè)革命將以CPS (Cyber Physical Systems信息物理系統(tǒng)）作為創(chuàng)新的驅(qū)動(dòng)力。我國 工業(yè)控制自動(dòng)化行業(yè)也紛紛推出了自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)鏈“智慧工廠1.0”的解決方案，所謂的“智慧工廠”就是 把大量的現(xiàn)場數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行的信息，通過自動(dòng)化與信息化的融合，以期提高生產(chǎn)率并實(shí)現(xiàn)可持 續(xù)發(fā)展?！?span style="font-size: 16px; font-family: 宋體;">智慧工廠1.0”的目標(biāo)是裝備制造電子化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，進(jìn)而達(dá)到智能化，由常規(guī) 的工業(yè)資源驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)信息驅(qū)動(dòng)。

作為智能制造的一大組成部分，在2013中國國際工業(yè)博覽會上涌現(xiàn)出一大批的工業(yè)自動(dòng)化“機(jī) 器視覺”技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)。國際工業(yè)自動(dòng)化機(jī)器視覺領(lǐng)先企業(yè)如美國邁思肯（MICROSCAN)、意大利 DATALOGIC、美國邦納（BANNER)、德國施克（SICK)、日本OPTEX、中國科瑞等公司在機(jī)器視 覺領(lǐng)域推出了各自最新的機(jī)器視覺應(yīng)用產(chǎn)品及系統(tǒng)集成。我國目前機(jī)器視覺已經(jīng)作為一個(gè)產(chǎn)業(yè)在進(jìn) 行推進(jìn)。最新成立的中國機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，旨在于推動(dòng)中國機(jī)器視覺技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域中的 推廣應(yīng)用，并促進(jìn)中國機(jī)器視覺行業(yè)企業(yè)和國際企業(yè)的合作交流。

目前機(jī)器視覺技術(shù)在我國電子秤行業(yè)中，除了個(gè)別有超前意識的外資企業(yè)已有應(yīng)用外，總體上來 說應(yīng)用還是比較少，大家對于機(jī)器視覺技術(shù)的了解還是比較陌生或者不夠全面。本文試圖從機(jī)器視 覺技術(shù)的概念、原理開始介紹該技術(shù)在我國衡器行業(yè)中的一些最新應(yīng)用。

一、概念與原理

機(jī)器視覺系統(tǒng)顧名思義就是采用機(jī)器代替人眼、用智能機(jī)器視覺處理代替人眼觀察并思維判斷。從 通過光學(xué)部件（例如CMOS或CCD相機(jī)或激光鏡頭）把抓拍圖像并把數(shù)據(jù)傳送至數(shù)字化處理單元， 根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，來進(jìn)行尺寸、形狀、顏色等的判別，進(jìn)而控制現(xiàn)場的設(shè)備動(dòng)作， 其特點(diǎn)是提高生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。機(jī)器視覺系統(tǒng)可廣泛地用于工況監(jiān)視、成品檢驗(yàn)和質(zhì)量控制等領(lǐng)域。

機(jī)器視覺技術(shù)，是一門涉及人工智能、計(jì)算機(jī)、圖像處理、模式識別、神經(jīng)生物學(xué)等諸多領(lǐng)域 的交叉學(xué)科。目前在我國工業(yè)產(chǎn)品的包裝生產(chǎn)檢測線上大量使用的是人工或稱重等傳統(tǒng)檢測技術(shù)， 但是機(jī)器視覺技術(shù)由于在智能化檢測精度和操作自動(dòng)化方面的巨大優(yōu)勢，相信在不遠(yuǎn)的未來將替代 上述傳統(tǒng)的檢測技術(shù)。

機(jī)器視覺系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成一般包括如下部分：光源、光學(xué)部件（包括鏡頭，工業(yè)高速照相機(jī)或激 光發(fā)生器）、圖像采集/處理卡、圖像數(shù)據(jù)處理單元及軟件、監(jiān)視器、通訊/輸入輸出單元等。在 整個(gè)機(jī)器視覺系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是其核心部分，由圖像采集系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)及信息綜合分析處 理系統(tǒng)構(gòu)成。

下面分別簡要介紹機(jī)器視覺系統(tǒng)各組成部分的功能特點(diǎn)：

1.光源

光源的主要功能是產(chǎn)生光學(xué)信號，光源不能太暗或太亮。否則會影響視覺系統(tǒng)的質(zhì)量。光源的 種類：熱輻射光源、氣體放電光源、固體放電光源、激光器。產(chǎn)品主要有LED、螢光燈、鹵素?zé)簦ü?/span> 纖光源）、特殊光源。

2.光學(xué)系統(tǒng)

光學(xué)系統(tǒng)由鏡頭（低通濾波器，完成信號傳遞）及配件（反光鏡、棱鏡、分光鏡、聚光棒、光源、偏光片、濾光片等）組成。

3.工業(yè)照相機(jī)

工業(yè)照相機(jī)按芯片分類為CCD攝像機(jī)（電荷耦合器件）、CMOS攝像機(jī)（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo) 體）。按像素排列方式劃分：面陣攝像機(jī)、線陣攝像機(jī)。

4.圖像采集/處理卡

圖像采集卡的主要功能：A/D轉(zhuǎn)換、圖像傳輸、圖像采集控制、圖像處理（FPGA、DSP)。

數(shù)字量圖像采集卡主要有：IEEE1394卡、RS-644 LVDS、Channel Link LVDS、Camera Link LVDS、千兆網(wǎng)圖像傳輸卡/傳輸器。

5.圖像處理系統(tǒng)

圖像處理系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)的作用是執(zhí)行圖像處理及分析，調(diào)用根據(jù)檢測功能所特殊設(shè)計(jì)的一系列 圖像處理及分析算法模塊，對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算和處理，最終得到系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需要的信息， 然后通過與之相連接的外部設(shè)備以各種形式輸出檢測結(jié)果及響應(yīng)。其外部輸出設(shè)備可以包括顯示 器、網(wǎng)絡(luò)、打印機(jī)、報(bào)警器及各種控制信號。

圖像處理系統(tǒng)主要有：嵌入式圖像處理系統(tǒng)：DSP、FPGA、CPU;基于PC的視覺系統(tǒng)；小型 機(jī)器視覺系統(tǒng)；可二次開發(fā)的視覺系統(tǒng)：PPT、DVT、VC、Halcon等。

機(jī)器視覺的特點(diǎn)是自動(dòng)化、客觀、非接觸和高精度，與一般意義上的圖像處理系統(tǒng)相比，機(jī)器 視覺強(qiáng)調(diào)的是精度和速度，以及工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境下的可靠性。

二、分類與基礎(chǔ)部件應(yīng)用

機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)在工業(yè)在線檢測的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域按照檢測性質(zhì)可分為定量和定性檢測兩大 類。定性檢測如：電子線路板及電子元器件的檢測、包裝物缺陷檢測、字符識別檢測；定量檢測如 加工型工件平行度和垂直度測量、容器容積或雜質(zhì)檢測和幾何尺寸測量、包裝數(shù)粒等。

機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)的基礎(chǔ)部件的應(yīng)用主要體現(xiàn)在智能相機(jī)、視覺傳感器、嵌入式系統(tǒng)的三方面 的應(yīng)用上。

1.智能相機(jī)的應(yīng)用

智能相機(jī)為嵌入式識別和檢測應(yīng)用提供可靠的視覺性能，可讀取一維和二維碼、光學(xué)字符識別 (OCR)、動(dòng)態(tài)零件定位、裝配驗(yàn)證、尺寸測量等信息。

普通智能相機(jī)或高速3D相機(jī)可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇外接光源。

單機(jī)式智能相機(jī)視覺方案中具有可快速實(shí)施穩(wěn)健檢測、可應(yīng)用于產(chǎn)品批號驗(yàn)證、光學(xué)字符識別 (讀取產(chǎn)品序列號）、精確重復(fù)測量（測量集成電路觸點(diǎn)）、塑料成型缺料檢測（載帶檢查）、模 式查找（定位和識別產(chǎn)品方向）和彩色驗(yàn)證以及分揀（彩色瓶蓋檢測）等功能。

2.視覺傳感器的應(yīng)用

視覺傳感器結(jié)合了光電傳感器和智能相機(jī)的功能，內(nèi)置照明和集成光學(xué)組件，可提供強(qiáng)大的檢 測能力。內(nèi)置照明光源可分為白光、紅外、紫外等多種形式。一般視覺傳感器具有多種相機(jī)單元， 如彩色樣式匹配相機(jī)單元、測量型相機(jī)單元和彩色OCR相機(jī)單元。通過觸摸屏和直觀的界面，可以 輕松快捷的設(shè)定檢測參數(shù)。彩色樣式匹配相機(jī)單元用于監(jiān)控部件的顏色和形狀、輪廓圖、微分圖像、 全彩匹配、顏色像素總和、污點(diǎn)像素總和等；測量型相機(jī)單元用于監(jiān)控部件的測量邊緣之間的距離、 測量引腳的間距、邊緣計(jì)數(shù)等；彩色OCR相機(jī)單元用于檢查日期、時(shí)間和文本是否正確。

3.嵌入式（Embeded)視覺系統(tǒng)的應(yīng)用

嵌入式系統(tǒng)通過靈活的多相機(jī)提供最全方位的強(qiáng)大圖像處理功能。可在同一時(shí)間同時(shí)連接多個(gè) 格式的標(biāo)準(zhǔn)視覺相機(jī)（如面陣、線陣、高分辨率、3CCD等智能相機(jī)連接到同一處理器）?？捎糜?/span> 高分辨率圖像分析、高速產(chǎn)品檢測、多相機(jī)檢測、線掃應(yīng)用、圖像展開、高分辨率彩色分析等檢測 功能。

各種不同的機(jī)器視覺軟件中的視覺程序管理控件可完成圖像過濾、定位、缺陷查找、測量、數(shù) 據(jù)通訊、編碼讀取、色彩檢測等軟件功能。嵌入式系統(tǒng)的控制面板管理器控件具有圖像控件、檢測 結(jié)果數(shù)據(jù)、應(yīng)用軟件開發(fā)支持、通訊及安全控件等。

三、機(jī)器視覺在電子秤行業(yè)的應(yīng)用

由于機(jī)器視覺在我國是一個(gè)逐漸崛起的新興技術(shù)，在過去的幾年里在工業(yè)電子以及半導(dǎo)體行業(yè) 應(yīng)用較廣，例如PCB板缺陷檢測、IC芯片缺陷檢測。隨著我國工業(yè)自動(dòng)化、智能化需求的廣泛出現(xiàn)， 各行各業(yè)對圖像和機(jī)器視覺技術(shù)的采用已經(jīng)提到了“智慧工廠”配套基礎(chǔ)建設(shè)的議事日程。與自動(dòng)衡 器相關(guān)的生產(chǎn)物流中的物品分揀，如包裝品、藥品檢測分檢分裝檢測、印刷質(zhì)量檢測等需求大增。 機(jī)器視覺的應(yīng)用正越來越多地代替人去完成許多工作，這無疑在很大程度上提高了生產(chǎn)自動(dòng)化水平 和檢測系統(tǒng)的智能水平。

在現(xiàn)代包裝工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中，飲料瓶蓋印刷質(zhì)量檢查；產(chǎn)品包裝條碼和字符識別；微小尺寸精確測量、形狀、顏色辨識；對飲料PET容器或玻璃容器的封蓋、空瓶、液位、標(biāo)識碼、標(biāo)貼、裝 箱狀況的檢測均可以采用機(jī)器視覺技術(shù)。

基于目前我國衡器行業(yè)在物流動(dòng)態(tài)稱重檢測中通常僅限于傳感器稱重技術(shù)，對于非電阻應(yīng)變式 稱重技術(shù)的“機(jī)器視覺檢測技術(shù)”并非要求電子秤企業(yè)生產(chǎn)或研制機(jī)器視覺基礎(chǔ)部件，那是機(jī)器視覺產(chǎn) 業(yè)要做的事情，對于電子秤企業(yè)來說主要是系統(tǒng)集成與應(yīng)用，應(yīng)主要應(yīng)用于換算重量、計(jì)數(shù)、尺寸檢 測、噴碼或貼標(biāo)質(zhì)量檢測、不良品缺陷檢測、X光異物檢測、動(dòng)態(tài)監(jiān)控等功能；加速機(jī)器視覺和圖 像處理技術(shù)在在稱重領(lǐng)域中的推廣，并在稱重應(yīng)用領(lǐng)域有突破性的應(yīng)用研發(fā)，趕上國際機(jī)器視覺的 先進(jìn)水平。

1.成品包裝檢測流水線上的機(jī)器視覺

成品包裝視覺檢測系統(tǒng)利用相機(jī)捕捉通過檢測站的產(chǎn)品圖像。該系統(tǒng)軟件可處理和分析各種 圖像的貼標(biāo)和包裝缺陷是否超出系統(tǒng)管理員預(yù)先設(shè)定的容差范圍。與手動(dòng)檢測相比，使用機(jī)器視覺 檢測系統(tǒng)能提供更高的準(zhǔn)確度，并且不再需要手動(dòng)檢測人員，從而減少勞務(wù)成本，避免缺陷產(chǎn)品進(jìn) 入市場。實(shí)施視覺檢測解決方案以監(jiān)控飲料包裝的質(zhì)量和安全性是一種快速實(shí)現(xiàn)投資回報(bào)的有效質(zhì) 量控制方法。

梅特勒-托利多公司在玻璃瓶異物檢測（確保灌裝量、封蓋、容器污染物、芯片、標(biāo)簽和印刷 質(zhì)量)、塑料容器檢測（確保污染物、密封表面、橢圓度、標(biāo)簽、螺紋質(zhì)量)、托盤和平板包裝檢測 (確保標(biāo)簽、印刷、密封食品的質(zhì)量控制）、內(nèi)含物檢測（確保紙箱、盒包裝內(nèi)容完整性、標(biāo)簽和 印刷質(zhì)量）推出了不同的機(jī)器視覺產(chǎn)品的解決方案。

2.包裝數(shù)粒系統(tǒng)的機(jī)器視覺

上海大和2012年推出了一款即時(shí)數(shù)粒補(bǔ)償?shù)臄?shù)粒稱重一體機(jī)，主要解決現(xiàn)有糧食種子采用稱 重方法計(jì)算粒數(shù)的數(shù)粒和重量不對應(yīng)，取樣物料和實(shí)際包裝物料有較大差異的技術(shù)問題，而該產(chǎn)品 可以即時(shí)進(jìn)行數(shù)粒稱重補(bǔ)償，大大提高設(shè)定粒數(shù)包裝精度。主要應(yīng)用于：種子、食品、醫(yī)藥等行業(yè)。 系統(tǒng)構(gòu)成：具有圖像處理功能的光學(xué)攝像數(shù)粒機(jī)、數(shù)粒計(jì)量斗、定量秤三大部分組成。原理：經(jīng)攝 像數(shù)粒機(jī)數(shù)粒的物料在數(shù)粒計(jì)量斗稱重，計(jì)算出單位重量后，根據(jù)包裝規(guī)格（包裝粒數(shù)）修改包裝 秤（組合秤/4斗秤）的目標(biāo)重量。

3.倉儲自動(dòng)化管理上的機(jī)器視覺

近來世界各工業(yè)國又開始把自動(dòng)重量分選秤的功能進(jìn)一步擴(kuò)展到了倉儲裝箱自動(dòng)化管理。一種 集重量分選、裝箱幾何尺寸檢測、射頻自動(dòng)識別編碼、外形圖像識別等技術(shù)于一身的集成化輸送檢 測設(shè)備已經(jīng)用于物流、運(yùn)輸管理的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。該倉儲裝箱自動(dòng)化管理系統(tǒng)目前已應(yīng)用在國內(nèi)的航 空快遞行業(yè)。較有代表性的是常州梅特勒托利多（Mettler Toledo)及上海碧彩（Bizerba)公司的產(chǎn) 品，目前已應(yīng)用在國內(nèi)的航空快遞行業(yè)。該系統(tǒng)有進(jìn)一步朝所有快遞、倉儲、物流行業(yè)擴(kuò)展的趨勢。

四、我國電子秤行業(yè)中機(jī)器視覺相關(guān)技術(shù)的發(fā)展方向

1.自動(dòng)識別與機(jī)器視覺的融合

條碼數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有使各種產(chǎn)品制造信息具有規(guī)范、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、可追溯的特點(diǎn)，系統(tǒng)采用 高檔文件服務(wù)器和大容量存儲設(shè)備，快速采集和管理現(xiàn)場的生產(chǎn)數(shù)據(jù)?；趫D像處理技術(shù)的機(jī)器視 覺能自動(dòng)驗(yàn)證包裝袋上的日期代碼信息和生產(chǎn)批號信息，還能驗(yàn)證包裝罐罐底的日期代碼信息和生 產(chǎn)批號信息，但凡產(chǎn)品未打上代碼或打上的代碼有誤，剔除系統(tǒng)都會將其移除。

美國邁思肯公司為工業(yè)自動(dòng)化控制的應(yīng)用提供了一整套條形碼和二維碼讀取產(chǎn)品、機(jī)器視覺系 統(tǒng)和機(jī)器視覺光源。使用可靠的條形碼傳感器以及機(jī)器視覺系統(tǒng)，可以建立一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)搜集系 統(tǒng)或整合實(shí)現(xiàn)效率、安全性和利潤率最大化所必須的各種控制手段。

用于自動(dòng)分揀與稱重流水線上的意大利DATALOGIC公司的MATRIX大視場圖像型條碼閱讀 器讀取區(qū)域大、大視場、大景深，動(dòng)態(tài)讀取速度高達(dá)3.2米/秒，掃描區(qū)彩色光斑指示，具有一維碼、 二維碼、堆疊碼、郵政碼解碼功能，可組網(wǎng)用于診斷或報(bào)告持續(xù)圖像傳輸、保存等。

還有一種紅外熱像儀配以激光自動(dòng)對焦技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)快速、精確對焦，輕松捕獲被測目標(biāo)，可 同步應(yīng)用多臺紅外熱像儀檢測目標(biāo)區(qū)域，適用于高溫狀態(tài)的自動(dòng)識別場合。

上述自動(dòng)識別系統(tǒng)已可以完全與執(zhí)行其他信息功能的機(jī)器視覺系統(tǒng)無縫鏈接與融合。

2.柔性多功能一體化及基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展

迫于加強(qiáng)監(jiān)管和提高盈利能力的壓力，不同行業(yè)的制造商們正越來越多地采用多功能技術(shù)，以 滿足提高安全性、可追蹤性和生產(chǎn)力的目標(biāo)。感覺檢測、缺陷檢測、表面檢測通過同一機(jī)器視覺平 臺解決。通用軟件構(gòu)架支持的機(jī)器視覺系統(tǒng)是當(dāng)前很多包裝生產(chǎn)線檢測的重要組成部分。機(jī)器視覺 技術(shù)可同時(shí)用于檢查、缺陷檢測、瓶蓋擰緊力檢測、指導(dǎo)校準(zhǔn)和幾何尺寸測量等定量和定性檢測方 面。目前機(jī)器視覺產(chǎn)品已從單機(jī)延伸到基于PC的柔性多功能一體化的機(jī)器視覺系統(tǒng)。為促進(jìn)我國 機(jī)器視覺系統(tǒng)應(yīng)用研宄的發(fā)展，目前國產(chǎn)機(jī)器視覺系統(tǒng)的兩大技術(shù)指標(biāo)一一動(dòng)態(tài)范圍（像元灰度質(zhì)量）和空間分辨率（識別物體的臨界幾何尺寸）的技術(shù)有望突破，以期機(jī)器視覺基礎(chǔ)產(chǎn)品的全面國

產(chǎn)化。

3.通訊數(shù)據(jù)傳輸接口標(biāo)準(zhǔn)與一致性

作為數(shù)據(jù)采集設(shè)備的工業(yè)相機(jī)可以將采集到的數(shù)據(jù)很容易傳送到控制器的各個(gè)層面，無論傳輸 協(xié)議Ethernet/IP Profinenet/Profibus均可完成此項(xiàng)任務(wù)。但是由于各種通訊協(xié)議接口的不統(tǒng)一，對 于一個(gè)自動(dòng)化控制集成系統(tǒng)來說，會帶來諸多的不便。一種統(tǒng)一的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)OPC技術(shù)在前幾年應(yīng) 運(yùn)而生。OPC 是 OLE (Object Linking and Embedding) for Process Control 的縮寫。米用這項(xiàng)軟件接口技術(shù)后，OEM硬件廠商只要支持統(tǒng)一的OPC接口程序，使得軟件應(yīng)用開發(fā)者避免為了實(shí)現(xiàn)在特 定硬件平臺上的特定應(yīng)用功能，而需要編寫硬件驅(qū)動(dòng)程序的麻煩，大幅提升系統(tǒng)的開放性和可互操 作性，給應(yīng)用者帶來了極大的方便。

在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域最新推出基于開放式標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)通信的跨協(xié)議的數(shù)據(jù)通信的OPC應(yīng)用不斷增 長，2013中國國際工業(yè)博覽會上Matrikon公司又最新推出了平臺獨(dú)立和可擴(kuò)展性的OPC UA通用 協(xié)議。該協(xié)議與常規(guī)的OPC相比最大的優(yōu)點(diǎn)是可將數(shù)據(jù)采集及傳輸功能內(nèi)置于底層設(shè)備，使得貫 穿最底層的安全性能得到保障；該協(xié)議具有強(qiáng)大的可擴(kuò)展性，使得無平臺依賴的PC與嵌入式兼容; 采用DMZS與IT友好的數(shù)據(jù)訪問，具有開放式標(biāo)準(zhǔn)OPCUA數(shù)據(jù)通信與工業(yè)總線現(xiàn)場眾多的設(shè)備 通信的兼容。新一代的OPC標(biāo)準(zhǔn)由于支持跨操作平臺，統(tǒng)一接口，實(shí)現(xiàn)了從嵌入式到企業(yè)級應(yīng)用 的解決方案，為工業(yè)用戶帶來的智能與綠色的價(jià)值。

4.基于非接觸原理的機(jī)器視覺技術(shù)代替稱重技術(shù)

基于常規(guī)稱重傳感器技術(shù)的連續(xù)累計(jì)自動(dòng)衡器由于受物料輸送皮帶張力、振動(dòng)、沖擊、跑偏的 影響，無法達(dá)到長期穩(wěn)定可靠的應(yīng)用。目前急需研發(fā)一種不受皮帶張力、沖擊振動(dòng)影響的、基于激 光（或超聲）傳感的非接觸原理，采用激光（或超聲）傳感的圖像采集系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)及信息 綜合分析處理系統(tǒng)，能夠達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的高可靠性激光（或超聲波）自動(dòng)皮帶秤。

該皮帶稱重系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由體積測量圖像處理系統(tǒng)、密度、速度及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。目前體積測量圖像處理模塊由于高速高精度激光傳感器的技術(shù)比較成熟，如德國SICK公司的VMS測量系統(tǒng)對 于單個(gè)物體的輪廓尺寸的測量精度最高可達(dá)5mm、DME激光傳感器測距重復(fù)精度最高可達(dá)0.5mm。目 前密度數(shù)據(jù)還僅停留在物料非在線的密度測量數(shù)據(jù)上或基于Y射線的核子測量技術(shù)上，還沒有有效的在 線測試物料水分、密度的比重儀產(chǎn)品。雖然核子測量技術(shù)可以做到較高的精度和安全保障，但是人們 對于核子輻射的恐懼心理還是難以推廣，最近在2013上海國際工業(yè)博覽會上有關(guān)替代X光人體安檢的 無輻射傷害太赫茲人體安檢儀技術(shù)的誕生，或許會對核子測量的替代帶來新的信息。該系統(tǒng)一旦技術(shù) 突破應(yīng)使得皮帶秤具有長期穩(wěn)定可靠0.5級甚至0.2級的動(dòng)態(tài)稱量準(zhǔn)確度，不受周邊環(huán)境條件的影響， 這將是革命性的技術(shù)突破。

實(shí)施目標(biāo)如下：

1）首先以大專院校研宄機(jī)構(gòu)為依托，聯(lián)合生產(chǎn)企業(yè)、科研單位等，自主研發(fā)具有準(zhǔn)確在線測 試物料水分、密度的比重儀或更先進(jìn)的在線測試方法；激光或超聲波體積測量與掃描器件的國產(chǎn)化 研發(fā)。

2）研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的圖像處理技術(shù)，大幅度提高動(dòng)態(tài)稱量準(zhǔn)確度，首先在電力行業(yè)的原 料煤的連續(xù)累計(jì)自動(dòng)稱重上得到突破性的推廣應(yīng)用，滿足我國電力工業(yè)“智能電網(wǎng)”與降低單位GDP 能源消耗、大規(guī)模脫硫改造的發(fā)展要求。

結(jié)尾

從上述機(jī)器視覺概念與原理的介紹，機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)的分類與應(yīng)用，進(jìn)一步論述了在電子秤行 業(yè)在成品包裝檢測流水線上的機(jī)器視覺、包裝數(shù)粒系統(tǒng)的機(jī)器視覺、倉儲裝箱自動(dòng)化管理上的應(yīng)用 案例，并引伸到我國電子秤行業(yè)中機(jī)器視覺的發(fā)展方向，可以預(yù)見衡器相關(guān)的機(jī)器視覺技術(shù)將會與我 國自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)鏈一樣，順應(yīng)“數(shù)字、綠色”為主旋律的“智慧工廠1.0”的發(fā)展趨勢，通過自動(dòng)化與信息 化的融合，使裝備制造電子化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，進(jìn)而達(dá)到智能化，由常規(guī)的工業(yè)資源驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)?/span> 工業(yè)信息驅(qū)動(dòng)，以期提高我國工業(yè)生產(chǎn)率并實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。筆者相信在不遠(yuǎn)的將來機(jī)器視覺技術(shù)

必將會在我國自動(dòng)衡器行業(yè)出現(xiàn)越來越多的應(yīng)用案例，使得該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)一步得到普及并遍地開花結(jié)果。