机器视觉服务，助力工业智能制造

       随大数据和人工智能的高速发展，以及5G的大规模部署，工业智能正在制造行业加速落地，帮助制造企业提升生产效率，降低生产成本。特别是以机器视觉为代表的AI技术，得到众多企业的青睐，在智能制造领域广泛应用。GGII数据显示，2014—2019年国内机器视觉市场规模复合增长率为28.36%，并预测到2023年将达到155.6亿元。

什么是机器视觉

       机器视觉是人工智能正在快速发展的一个分支。简单地说，机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统通过图像摄取装置（分CMOS和CCD两种）将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字信号；图像系统对这些信号进行各种运算来提取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备。

       相比人工视觉检测，机器视觉检测的效率更高、精度更高，检测效果稳定可靠，可24小时不停息地运行，采集到的信息被转换成数字信号，方便信息集成和处理；成本一次性投入，长期产出；可适应恶劣、危险、人力不可达的环境。

中兴通讯机器视觉平台

       中兴通讯机器视觉平台依托于公司强大的云计算和虚拟化平台，集成各个优势产品，如物联网、大数据平台，视频采集及分析平台，音视频算法，视频云平台，机器视觉算法仓库等，打造端到端的高性能、高可靠的机器视觉系统，为解决制造业的各种痛点提供强有力的支持。

       中兴通讯机器视觉平台架构如图1所示，平台基础设施是中兴通讯MEC边缘服务器和虚拟化平台提供的资源虚拟化，以及各种中间件等服务；上一层是视频采集层（VSS），包括视频接入、媒体转码等能力；往上是大数据AI层，包括数据存储、数据清洗、数据分析以及AI相关的数据标注和训练等能力；再往上是算法层，包括算法库管理、模型管理，以及集成第三方算法等能力；再上一层是服务层，涉及到针对具体业务提供的服务；最上面是能力开放层，包括API接口的管理和开放，以及Portal门户网站，为用户提供管理界面。

       图1   中兴通讯机器视觉平台

在智能工厂的落地应用

       在南京滨江工业园区，中兴通讯建起了一座智能化、自动化、集成化极高的5G智能制造基地。这座智能制造基地，以5G通信技术作为网络基础设施，受益于5G技术的大带宽、低时延以及支持智能设备的海量连接，采用中兴通讯先进的机器视觉平台套件，大大提升了生产效率。

工业质检

       5G设备中，AAU占据十分重要的位置。滨江智能制造基地有多条AAU生产线，原先每条生产线需要20名工人，有的负责拧螺钉，有的负责安装转接柱，有的负责点胶，有的负责检查前面工序是否合格。在引入机器视觉技术后，机械臂代替工人自动拧螺钉和点胶，通过工业相机给工件拍照，照片通过5G专网传送到MEC边缘云上分析，可以实时检测缺失的螺钉和转接柱，工业大屏实时展示检测结果，哪里缺螺钉，哪里点胶不合格，一目了然，最后只需要工人依据机器视觉的检测结果进行修补。

机器视觉算法服务可以驻留在MEC（Edge Computing），也可以运行在产线上。如图2，算法服务在MEC边缘云上执行，可以同时运行多个产线的检测任务，依赖于5G大带宽、低时延的优势，保证了检测结果的及时反馈，同时产线甚至可以不需要使用工控机，大大节约了成本。

       图2   基于MEC的机器视觉方案的消息交互图

       通过机器视觉技术在AAU产线的落地，大幅减少了人力成本，极大提高了效率。螺钉检测算法比人工检查速度快3倍，准确率高达97%以上，原本需要20名工人的产线，改造后只需要3名工人。

二维码、条形码读取服务

       无论是AAU还是BBU工件，上面都有大量的元器件，每个元器件上都有二维码或条形码，原先需要工人拿着读码器逐个扫描，速度很慢。引入机器视觉技术后，借助高清工业相机，对整个工件进行拍照，照片发送到MEC边缘云上，由机器视觉算法在照片上并行读取所有的二维码和条形码，极大地提高了工作效率。原先需要10秒扫描一个工件，现在只需要1秒，每条产线至少可以节约1名负责扫码的工人，而且机器视觉可以一天24小时不间断地工作，无论是成本还是经济效益，机器视觉都有巨大的优势。

AGV

       工业领域的自动化，离不开机器人，滨江智能制造基地有各种机器人的应用。各条生产线组装好的工件，会由AGV（Automated Guided Vehicle）小车自动运输到各地，如仓储、物流或是送到下一条二次装配线。AGV小车采用激光雷达+SLAM技术，只要设置起点和终点，小车能自动规划路径，主动避障，安全可靠地将设备送到目的地。

文字识别服务

       通过机器视觉系统提供的OCR（Optical Character Recognition）服务，实现物料自动检测、分拣，并自动分流到对应生产线，真正实现按需生产，智能制造。

       从各地发来的物料外箱上都会有设备型号、供应商、批次、数量等信息，通过在物料传送带上架设工业相机，实时识别设备型号、数量等信息，系统首先会查询订单系统自动校验型号、数量，再查询生产系统的数据库，可以判断是哪种设备的物料，然后自动分拣到对应的传送带轨道上，最后调度AGV小车将物料分流到对应的生产线。该流程实现了多个智能设备的高度协作，实现货物自动校验、自动分拣、自动配送一条龙。

机器人巡检、巡逻

       智能制造基地还可以采用机器人进行巡检，尤其是在有一定危险或人力无法进入的空间，或者重复性的工作，机器人具有无可比拟的优势。带有双目相机的机器人可以在公司内巡逻，定时去气压房拍下气压表的照片，由云端的识别算法读取气压表的读数，并与物联网的规则引擎联动，当气压超出某个阈值有危险隐患时，触发告警规则，发送短信通知给相关部门。

       通过多个智能传感器的联动，可以实现丰富的应用场景，如利用巡逻机器人进行执勤，当智能摄像头探测到有违停车辆，会通知巡逻机器人，机器人会在车辆旁发出声光告警。

       通过机器视觉的应用，以及与物联网、大数据等技术的结合，可以大大提高企业的信息化、自动化和智能化水平，降低企业制造成本，同时帮助企业管理者实时掌握生产状态，提前感知风险，做出更明智的商业决策。