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魅影幽兰
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老余popopxm

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机器视觉是通过计算机来模拟人类视觉功能,以让机器获得相关视觉信息和加以理解。可分为“视”和“觉”两部分原理。

“视”是将外界信息通过成像来显示成数字信号反馈给计算机,需要依靠一整套的硬件解决方案,包括光源、相机、图像采集卡、视觉传感器等。“觉”则是计算机对数字信号进行处理和分析,主要是软件算法。

机器视觉在工业上应用领域广阔,核心功能包括:测量、检测、识别、定位等。

产业链可以分为上游部件级市场、中游系统集成/整机装备市场和下游应用市场。

机器视觉上游有光源、镜头、工业相机、图像采集卡、图像处理软件等软硬件提供商,中游有集成和整机设备提供商,行业下游应用较广,主要下游市场包括电子制造行业、 汽车 、印刷包装、烟草、农业、医药、纺织和交通等领域。

机器视觉全球市场主要分布在北美、欧洲、日本、中国等地区,根据统计数据,2014年,全球机器视觉系统及部件市场规模是 亿美元,2015年全球机器视觉系统及部件市场规模是42亿美元,2016年全球机器视觉系统及部件市场规模是62亿美元,2002-2016年市场年均复合增长率为12%左右。而机器视觉系统集成,根据北美市场数据估算,大约是视觉系统及部件市场的6倍。

中国机器视觉起步于80年代的技术引进,随着98年半导体工厂的整线引进,也带入机器视觉系统,06年以前国内机器视觉产品主要集中在外资制造企业,规模都较小,06年开始,工业机器视觉应用的客户群开始扩大到印刷、食品等检测领域,2011年市场开始高速增长,随着人工成本的增加和制造业的升级需求,加上计算机视觉技术的快速发展,越来越多机器视觉方案渗透到各领域,到2016年我国机器视觉市场规模已达近70亿元。

机器视觉中,缺陷检测功能,是机器视觉应用得最多的功能之一,主要检测产品表面的各种信息。在现代工业自动化生产中,连续大批量生产中每个制程都有一定的次品率,单独看虽然比率很小,但相乘后却成为企业难以提高良率的瓶颈,并且在经过完整制程后再剔除次品成本会高很多(例如,如果锡膏印刷工序存在定位偏差,且该问题直到芯片贴装后的在线测试才被发现,那么返修的成本将会是原成本的100倍以上),因此及时检测及次品剔除对质量控制和成本控制是非常重要的,也是制造业进一步升级的重要基石。

1.在检测行业,与人类视觉相比,机器视觉优势明显

1)精确度高:人类视觉是64灰度级,且对微小目标分辨力弱;机器视觉可显著提高灰度级,同时可观测微米级的目标;

2)速度快:人类是无法看清快速运动的目标的,机器快门时间则可达微秒级别;

3)稳定性高:机器视觉解决了人类一个非常严重的问题,不稳定,人工目检是劳动非常枯燥和辛苦的行业,无论你设计怎样的奖惩制度,都会发生比较高的漏检率。但是机器视觉检测设备则没有疲劳问题,没有情绪波动,只要是你在算法中写好的东西,每一次都会认真执行。在质控中大大提升效果可控性。

4)信息的集成与留存:机器视觉获得的信息量是全面且可追溯的,相关信息可以很方便的集成和留存。

2.机器视觉技术近年发展迅速

1)图像采集技术发展迅猛

CCD、CMOS等固件越来越成熟,图像敏感器件尺寸不断缩小,像元数量和数据率不断提高,分辨率和帧率的提升速度可以说日新月异,产品系列也越来越丰富,在增益、快门和信噪比等参数上不断优化,通过核心测试指标(MTF、畸变、信噪比、光源亮度、均匀性、色温、系统成像能力综合评估等)来对光源、镜头和相机进行综合选择,使得很多以前成像上的难点问题得以不断突破。

2)图像处理和模式识别发展迅速

图像处理上,随着图像高精度的边缘信息的提取,很多原本混合在背景噪声中难以直接检测的低对比度瑕疵开始得到分辨。

模式识别上,本身可以看作一个标记过程,在一定量度或观测的基础上,把待识模式划分到各自的模式中去。图像识别中运用得较多的主要是决策理论和结构方法。决策理论方法的基础是决策函数,利用它对模式向量进行分类识别,是以定时描述(如统计纹理)为基础的;结构方法的核心是将物体分解成了模式或模式基元,而不同的物体结构有不同的基元串(或称字符串),通过对未知物体利用给定的模式基元求出编码边界,得到字符串,再根据字符串判断它的属类。在特征生成上,很多新算法不断出现,包括基于小波、小波包、分形的特征,以及独二分量分析;还有关子支持向量机,变形模板匹配,线性以及非线性分类器的设计等都在不断延展。

3)深度学习带来的突破

传统的机器学习在特征提取上主要依靠人来分析和建立逻辑,而深度学习则通过多层感知机模拟大脑工作,构建深度神经网络(如卷积神经网络等)来学习简单特征、建立复杂特征、学习映射并输出,训练过程中所有层级都会被不断优化。在具体的应用上,例如自动ROI区域分割;标点定位(通过防真视觉可灵活检测未知瑕疵);从重噪声图像重检测无法描述或量化的瑕疵如橘皮瑕疵;分辨玻璃盖板检测中的真假瑕疵等。随着越来越多的基于深度学习的机器视觉软件推向市场(包括瑞士的vidi,韩国的SUALAB,香港的应科院等),深度学习给机器视觉的赋能会越来越明显。

4)3d视觉的发展

3D视觉还处于起步阶段,许多应用程序都在使用3D表面重构,包括导航、工业检测、逆向工程、测绘、物体识别、测量与分级等,但精度问题限制了3D视觉在很多场景的应用,目前工程上最先铺开的应用是物流里的标准件体积测量,相信未来这块潜力巨大。

3.要全面替代人工目检,机器视觉还有诸多难点有待攻破

1)光源与成像:机器视觉中优质的成像是第一步,由于不同材料物体表面反光、折射等问题都会影响被测物体特征的提取,因此光源与成像可以说是机器视觉检测要攻克的第一个难关。比如现在玻璃、反光表面的划痕检测等,很多时候问题都卡在不同缺陷的集成成像上。

2)重噪音中低对比度图像中的特征提取:在重噪音环境下,真假瑕疵的鉴别很多时候较难,这也是很多场景始终存在一定误检率的原因,但这块通过成像和边缘特征提取的快速发展,已经在不断取得各种突破。

3)对非预期缺陷的识别:在应用中,往往是给定一些具体的缺陷模式,使用机器视觉来识别它们到底有没有发生。但经常遇到的情况是,许多明显的缺陷,因为之前没有发生过,或者发生的模式过分多样,而被漏检。如果换做是人,虽然在操作流程文件中没让他去检测这个缺陷,但是他会注意到,从而有较大几率抓住它,而机器视觉在这点上的“智慧”目前还较难突破。

4.机器视觉产业链情况

1)上游部件级市场

主要包括光源、镜头、工业相机、图像采集卡、图像处理软件等提供商,近几年智能相机、工业相机、光源和板卡都保持了不低于20%的增速。根据中国机器视觉产业联盟(CMVU)调查统计,现在已进入中国的国际机器视觉品牌已近200多家(如康耐视、达尔萨、堡盟等为代表的核心部件制造商,以基恩士、欧姆龙、松下、邦纳、NI等为代表的则同时涉足机器视觉核心部件和系统集成),中国自有的机器视觉品牌也已有100多家(如海康、华睿、盟拓光电、神州视觉、深圳灿锐、上海方诚、上海波创电气等),机器视觉各类产品代理商超过300家(如深圳鸿富视觉、微视新纪元、三宝兴业、凌云光、阳光视觉等)。很多国内机器视觉的部件市场都是从代理国外品牌开始,很多企业均与国外的同行有较好的合作,且这种合作具有一定的排他性,这给潜在进入者带来了一定的门槛,因此优质产品的代理商也都有不错的市场竞争力和利润表现。同时,以海康、华睿为代表的国产工业视觉核心部件正在快速崛起。

2)中游系统集成和整机装备市场

国内中游的系统集成和整机装备商有100多家,他们可以给各行业自动化公司提供综合的机器视觉方案,如凌云光、微视新纪元、嘉恒、凌华、阳光视觉、鼎信、大恒图像等。由于国内产品与国际依然有不小差距,很多中游系统集成商和整机装备商又是从核心零部件的贸易做起来的,因此很多在视觉产品的选择方面,依然更为青睐国外品牌。国内品牌为推广自己的软硬件产品,往往需要发展自己的方案集成能力,才能更好的面对市场竞争。

3)下游应用市场

机器视觉下游,主要是给终端用户提供非标自动化综合解决方案的公司,行业属性非常强,核心竞争力是对行业和生产的综合理解和多类技术整合。由于行业自动化的更迭有一定周期性,深受行业整体升级速度、出货量和利润状况影响,因此近两年来看,拉动机器视觉应用普及最主要的还是在电子制造业,其次是 汽车 和制药。

i. 半导体和电子生产行业:从国内机器视觉工业上的应用分布来看,46%都集中在电子及半导体制造行业,包括晶圆加工制造的分类切割、PCB检测(底片、内/外层板、成品外观终检等)、SMT贴装检测、LCD全流程的AOI缺陷检测、各种3c组件的表面缺陷检测、3c产品外观检测等

ii. 汽车 :车身装配检测、零件的几何尺寸和误差测量、表面和内部缺陷检测、间隙检测等

iii. 印刷、包装检测:烟草外壳印刷、食品的包装和印刷、药品的铝塑板包装和印刷等

iv. 农业:对农产品的分级、检验和分类

v. 纺织:对异纤、云织、经疵、纬疵等瑕疵检测、织物表面绒毛鉴定、纱线结构分析等等。

5.机器视觉系统未来发展趋势

1)嵌入式解决方案发展迅猛,智能相机性能与成本优势突出,嵌入式PC会越来越强大

2)模块化的通用型软件平台和人工智能软件平台将降低开发人员技术要求和缩短开发周期

3)3d视觉将走向更多应用场景

电气工程师转视觉

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大哈哈a呦呦

可以试试建筑智能化安装工程、建筑智能化产品销售、智能化家居的设计和产品销售。好像弱电比强电行业更赚钱。

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小骨头骨头

电气工程师和其他从事专业技术的一样,工作经验需要较长时间的积累,这也就是“工程师越老越值钱”的原因,不要指望短期内能够挣大钱,这与那些吃青春饭的恰恰相反,举个例子:搞技术的是长期投资,工作十几年后才能得到分红,而吃青春饭的是只管今天、不看以后。至于销售工作,绝大多数属于销售提成,可能今天遇到了销售旺季赚一笔,如遇到销售不出去的时候,可能经济上更是捉襟见肘,其中的辛苦只有销售人员自己知道,我们看到的都只是光鲜的一面。若干年后,会觉得自己一无所长,到那时留下的只有后悔。你的这个专业很好,但是缺乏实战经验,如此下去会一年不如一年的,实际上在走下坡路。建议:继续干自己的技术老本行,现在的努力相当于春天的播种,而有些行业相当于吃播种的种子。

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樱桃小胖妞儿

电气工程及其自动化专业 电气工程及其自动化专业为国防重点专业。该专业设有电机与电器、电力系统及其自动化、工业自动化、楼宇自动化四个专业方向。培养从事电机、电器、电力系统、工业自动化、建筑智能化领域的研究开发、工程设计、管理工作的具有宽广的知识和较强适应能力的复合型高级工程技术人才。 该专业具有强弱电结合,电工技术与电子技术相结合,元件与系统相结合,计算机技术与控制技术、通信技术相结合的特点。 主干课程有电路、电子技术基础、电机学、计算机组成技术、自动控制理论、电力电子技术、检测及信号处理、计算机仿真技术、工业控制网络、嵌入式系统原理及应用等。 毕业生除攻读硕士学位外,主要到国家科研院所、大中型企业、国家机关、高等院校、电气信息类高新技术产业公司等单位工作。 电气工程与自动化专业培养能够从事电气工程及其自动化相关领域工作的、特色鲜明的复合型高级工程技术人才,尤为注重学生获取知识的能力及全面素质的培养。该专业毕业生适应能力强、就业面宽 、就业率高,近三年就业率达到100%。毕业生主要在电力系统研究、设计、生产、试验、建设、管理 、教育等单位就业,从事电力系统、发电厂和相关工业领域电气工程的设计、运行、安装、调试科研教学、技术开发、技术管理等单位就业。 电气工程及其自动化专业介绍 概述: 电气工程及其自动化的触角伸向各行各业,小到一个开关的设计,大到宇航飞机的研究,都有它的身影。本专业生能够从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验技术、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域的工作,是宽口径“复合型”高级工程技术人才。该领域对高水平人才的需求很大。据估计,随着国外大企业的进入,在这一专业领域将出现很大缺口,那时很可能出现人才供不应求的现象。 一、专业综合介绍 电气工程及其自动化专业是电气信息领域的一门新兴学科,但由于和人们的日常生活以及工业生产密切相关,发展非常迅速,现在也相对比较成熟。已经成为高新技术产业的重要组成部分,广泛应用于工业、农业、国防等领域,在国民经济中发挥着越来越重要的作用。 控制理论和电力网理论是电气工程及自动化专业的基础,电力电子技术、计算机技术则为其主要技术手段,同时也包含了系统分析、系统设计、系统开发以及系统管理与决策等研究领域。该专业还有一些特点,就是强弱电结合、电工电子技术相结合、软件与硬件相结合,具有交叉学科的性质,电力、电子、控制、计算机多学科综合,使毕业生具有较强的适应能力,是“宽口径”专业。 电气工程及其自动化专业对广大考生有很强的吸引力,属于热门专业,高考录取分数线往往要比其他专业方向高许多,造成这一情况的主要原因有:①就业容易,工作环境好,收入高;②名称好听,专业内容对学生有吸引力; 社会宣传和舆论导向对其有利。该专业方向有着非常好的发展前景,研究成果较容易向现实产品转换,而且效益相当可观。他创造性的研究思路吸引着众多考生,这里的确是展示他们才能的好地方。但是鉴于国内现在的形式,考生在报考该专业的时候应该注意以下两点: (1)充分考虑自己的兴趣。也许自己本来并不对该方向感兴趣,但是许多人都说好,于是自己就“感兴趣”了。这对以后的发展是很不利的,毕竟兴趣是最好的老师。 (2)衡量自己的综合素质。电气工程及自动化专业需要具有扎实的数学、物理基础,较强的外语综合能力,为今后能够掌握并且灵活运用专业知识做准备。该专业方向的人才需求虽然大,但可供选择的人也很多,如果没有非常强的综合素质,很难在众人之中脱颖而出,取得突出成绩。也许这对许多胸怀远大志向的考生来说是不能接受的。 当然,这里所说的两点是否可行也和学生个人的追求有关,如果一个人追求仅限于一份较好的工作,该专业的确是一个不错的选择。但是,如果想在科技创新方面做出突破性的贡献还是要建立在个人实力以及刻苦努力的基础上,馅饼是决不会无缘无故从天上掉下来的。 由于本专业研究范围广,应用前景好,毕业生的专业素养相对较高,因此就业形势非常好。我国现在非常需要该专业方向的人才,小到一个家庭,大到整个社会,都离不开这些专业人才的工作。通常情况下,学生毕业后可以选择国有的质量技术监督部门、研究所、工矿企业等;也可以是一些外资、私营企业,待遇当然是相当可观的。如果学生能力足够强,又在学习期间积累了比较好的研究成果,完全可以自己创业,闯出一片属于自己的天空。需要指出的是,由于国外在该专业方向的研究要领先于我们,因此如果想要有进一步的发展,确立自己在国内该方向的领先地位,出国深造是一个不错的选择。 二、专业教育发展状况 电气工程与自动化专业是理、工、文相结合,融机械工程、艺术学和计算机设计于一体的新型交叉学科专业之一。主干学科包括电子工程、计算机科学与技术、控制科学与工程。 本专业产生于70年代,首先在英国的牛津大学,首次实现的是直流电的控制方式,那时候执行元件的驱动电压是直流的,控制电压也是直流的,自动化系统的工作方式是很简单、粗糙的,精度也很低。但直流的控制方式由于其历史的久远而被人们所熟知,自然而然的人们想到了用直流电去控制交流执行元件。随着晶体管、大功率晶体管、场效应管等大功率的电子器件的出现和成熟、以及建立在场的理论上、以现代数学、矩阵代数为理论依据的弱电强电控制系统更使电子技术与自动化达到新的历史高度。至此,本专业得到了广泛的发展,日本、美国、英国及其他国家的大学也纷纷设立了本专业,在这一时期的成果也并不少,诸如完成数控机床,车间厂房自动控制的工作已经是新的课题。电子技术与自动化、计算机的有机结合,赋予电子工程及自动化专业以全新的内涵。无人操纵,系统简化,格局合理,即插即用型的产品成为新宠。 建国初期(1949—1966)我国许多大学设立了本专业,主要实践性教学环节包括电路与电子技术实验、电子工艺实习、金工实习课程设计、生产实习、毕业设计,并为国家培养了许多的这方面人才。他们已成为本行业的专家学者,分布在我国许多省、市,成为骨干力量。 “文革”期间,由于受政治的影响,全国的高等院校相继停止招生,本专业受到了很大的影响,先是老师被批斗,后来学校根本办不下去了,只能停止招生。但是,即便如此,许多老师并没有停止研究。他们知道电子工程及自动化对我国的现代化建设起重要的作用,因而,在这一时期,并没有放弃对专业的研究和探索。 改革开放以后,在党中央的正确领导下,大学恢复了招生,本专业也发展起来,许多大学设立了本专业,并陆续招生,每年为国家培养大量的高级复合型人才,包括学士、博士等高级知识分子,特别是目前,各专业扩招,本专业的招生量也在上升。虽然我国在这方面的发展还没有站在世界的最前沿,但随着我国综合国力的提高,对外交往的增加,我们已经逐渐缩小与发达国家的差距。具有代表性的是:每秒3000亿次计算机研制成功;纳米技术的掌握;模拟技术的应用。一个不容忽视的问题摆在我们面前:如何迎接新技术革命的挑战?经过本专业的老师和同学的共同努力,把电子工程及自动化专业拓展开来,分为“电力系统及其自动化”和“电子信息工程”,涵盖原有“绝缘技术”、“电气绝缘与电缆”、“电机电器及其控制”、“电气工程及其自动化”、“应用电子技术”和“光源与照明”等几个专业方向。设有“高电压与绝缘技术”、“电机与电器”、“电力电子与电力传动”和“电工理论与新技术”、“高电压与绝缘技术”博士学位方向。并以工业产品设计为基础,应用计算机造型、设计、实现工业产品的结构、性能、加工、外形等的设计和优化。该专业培养适应社会急需的,既有扎实科学技术基础又有艺术创新能力的高级复合型技术人才。本专业着重培养学生外语、计算机应用、产品造型、设计等实际工作能力,实现平面设计、立体设计等产品设计的全面智能化。该专业毕业生可从事工业产品造型设计、计算机应用、视觉传达设计、环境设计、广告创意、企业形象策划等行业的教学、科研、生产、开发和管理工作。囊括了电路原理、电子技术基础、电机学、电力电子技术、电力拖动与控制、计算机技术(语言、软件基础、硬件基础、单片机等)、信号与系统、控制理论等课程。高年级还根据社会需要学习柔性的、适应性强、覆盖面宽的专业课及专业选修课。同时也进行电机与控制实验、电子工程系统实验、电力电子实验等。 一直以来,我国在CIMS,自动控制,机器人产品,专用集成电路等等方面有了长足的进步。例如:“基于微机环境的集成化CAPP应用框架与开发平台”开发了以工艺知识库为核心的、以交互式设计模式为基础的综合智能化CAPP开发平台与应用框架(CAPPFramework),推出金叶CAPP、同方CAPP等系列产品。具有支持工艺知识建模和动态知识获取、各类工艺的设计与信息管理、产品工艺信息共享、支持特征基创成工艺决策等功能,并提供工艺知识库管理、工艺卡片格式定义等应用支持工具和二次开发工具。系统开放性好,易于扩充和维护。产品已在全国的企业,特别是CIMS示范工程企业,推广应用,还研制了自动控制装置及系列产品,红外光电式安全保护装置,大功率、高品质开关电源的开发。机器人产品包括移动龙门式自动喷涂机,电动喷涂机器人,柔性仿形自动喷涂机,往复式喷涂机,自动涂胶机器人,框架式机器人,搬运机器人,弧焊机器人的研制。以上这些产品的开发应用还只是电子工程与自动化在生产中的一个侧面,不足以反映其全貌。在国外先进技术的冲击下,从各个方面进行新一轮技术重组。形势是严峻的,同时也充满机遇。最爱中南海祝你顺利! 1

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