图像识别技术在制造企业的应用
靳怡，杨春芝，邵康文，刘原
（西门子楼宇科技（天津）有限公司，天津300050）
【摘 要】 通过介绍图像识别技术的概念及其应用环节，展现了其在自动化生产线的应用场景，并通过某工厂的应用实践，说明了该技术可以大幅减少人工的识别成本，降低人员和设备投入，还可以提高产品质量的控制水平。
【关键词】 图像识别；图形处理算法；生产成本；图像学习；质量控制
1 引言
现代智能制造飞速发展，智能制造中的“眼睛”就是图像识别技术，现代制造中越来越多地依赖图像识别。图像识别技术不仅是电子制造SMT贴片机和自动光学检测（AOI）的专用设备，随着图像识别技术的成熟和软硬件成本的降低，图像识别技术在现在智能制造过程中可以大量推广和使用。
2 图像识别的基本概念与原理
图像的组成指的是图像的光学组成概念。图像是由很多具备色彩种类、亮度等级信息的基本像素点组成的，是二维图像用有限位数值像素的表示。而数字图像又称为数码图像、数位图像。
校级仿真实验室建设应由厅级主管部门主持协调，定位于地区、省内甚至省间共享。将各学科基础性、专业性实验统筹安排、统一开发，避免低层次重复建设，节约资源。重点放在特色实验项目的研发方面。
3 图像识别过程
图像识别通常有轮廓识别、特征识别、色彩识别、物体识别等，其中，轮廓识别是重中之重。而图像识别的基本流程为：信息获取图像采集→图像预处理得到特征数据→训练过程→识别。
1）信息的获取是指通过设备获取基本信息并通过某种方式将其转变为机器能够认识的信息；
2）预处理是值图像处理中的去噪，平滑，变换等的操作，加强图像的重要特征；
3）训练过程是图像学习的过程从而实现特征抽取和分类决策；
3）通信：有I/O通信、ModBus协议通信和PLC通信，可以配合通信管理、数据队列等接收和发送信息。I/O通信仅支持我司视觉控制器使用。
4 图像识别具体应用
在西门子的一些生产线上,大量采用了图像识别技术。例如，Vision Master算法平台集成机器视觉多种算法组件，适用多种应用场景，可快速组合算法，实现对工件或被测物的查找、测量、缺陷检测等。算法平台依托海康威视在算法技术领域多年的积累，拥有强大的视觉分析工具库，可简单灵活地搭建机器视觉应用方案，无须编程。满足视觉定位、测量、检测和识别等视觉应用需求。具有功能丰富、性能稳定、用户操作界面友好的特点。
2）定位、测量、识别、深度学习[1]、标定、图像处理、颜色处理、缺陷检测、逻辑工具等模块都属于视觉处理工具，可以依据方案需求来选择相应的算法模块组合使用；
秦安县水土流失严重，生态环境恶劣，干旱缺水是制约经济和社会发展的最大瓶颈。建立一个合理高效的生态系统，以可持续发展为目标，通过加大花椒产业基础设施建设投入，引进先进花椒品种及栽培技术。增建节水灌溉设施、增施有机肥、改善土壤理化性状等耕作技术，调整当地种植结构，建立科学合理的耕作制度，推广地膜覆盖、设施栽培技术，充分利用天然降雨，减少地下水的使用，制定立体高效生态林果业等一系列措施，控制生态系统的恶化，实现环境、经济和社会的可持续发展。
2）图像识别插接元件是否存在和方向极性；
传统压电能量俘获电路存在以下缺点:①压电电流iP(t)的每一个周期内(其电流波形如图5所示),压电振动能量转换装置的压电电容CP上的电压从0 V逐渐升高到一个最大值,在电流反向的时候首先需要中和掉CP上原有的电荷,才能使得CP上的电压反向并且从0 V开始上升。在此期间,浪费掉一部分能量,造成电路的能量俘获能力差。②图2 中的全桥整流电路的二极管采用的是普通二极管。一方面,较高的普通二极管导通压降使得此整流电路的阈值电压较高,整流电路的导通角小,直接影响了从压电振动能量转换装置中提取电能的范围,导致电路的功率提取能力差;另一方面,普通的二极管较高的正向导通压降会使此电路的自身功耗较大。
综上，对于老年抑郁症患者联合应用氢溴酸西酞普兰、奥氮平进行治疗可在早期有效改善临床症状，提高治疗有效率，值得临床应用。
1）采集：分为相机数据采集、本地图像采集和存储图像；
此外，还需说明的是，中国政府在力图通过改革经济体制拉动经济发展，从而减除贫困的同时，还进行了区域性扶贫的初步探索，于1982年在甘肃的定西、河西和宁夏的西海固地区启动了以农业开发方式扶贫的“‘三西’地区农业建设项目”，拉开了通过资源开发的方式开展扶贫的先河。
4）当前图像识别是指利用计算机对图像进行处理、分析和理解，以识别各种不同模式的目标和对象的技术。一般工业使用中，采用工业相机拍摄图片，然后再利用软件根据图片灰阶差做进一步识别处理（见图1）。
图1 图像识别过程
5 图像识别的具体应用环节
5.1 标签识别
供应商物料到达工厂，工厂需要打印统一的物料标签。物料到达工厂，库房开送检单到质量检验部门，质量检查合格。库房工作人员把物料的标签对准摄像头，进行图像识别。图像识别软件利用视觉技术，识别源标签中的OCR字符/一维条形码/二维条形码/Log标识/文字标识（中文，英文，数字），自动读取标签上的信息，并智能自动根据标签打印设置的规则（工厂标签打印定义，设计规则），自动转换成打印数据，打印出对应的工厂的格式打印来料标签。通过实现自动识别，每年能节约1～2人的输入工作，并且提高了工作效率，录入计算机的信息更加齐全和准确。
5.2 各种显示屏测试和序列号自动识别
1）图像识别LED亮灭；
图2 识别设备示意
北京西门子西伯乐斯电子有限公司应用图像识别技术，通过VisionMaster3.0.0软件实现产品唯一序列号自动识别输入。输入的数据通过工程师设计相应逻辑和数据库存储，输出控制实现一套全自动读取，唯一性判断，自动报警的所有生产过程信息自动存储的图像识别为基础的自动化方案。识别设备如图2所示。通过实现自动识别，每年能够节约1～2人的输入工作，并且提高工作效率，生产过程化信息更加齐全和准确。主要可以完成以下识别内容：
常用工具功能主要包含采集、定位、测量、识别、标定、图像处理、颜色处理、缺陷检测、逻辑工具和通信等工具。
3）图像识别探测端子是否存在和端子方向；
4）图像探测识别包装是否配件齐全；
5）图像识别标签打印内容是否完整和偏移；
6）图像识别产品打钉是否存在和是否齐全；
1.1 材料用具 橡胶软磁片(又称软磁贴、磁片，可用剪刀随意剪裁，用水笔书写，可擦除)、打印纸、小白板、剪刀、双面胶、胶水、铅笔等。
7）机器人应用代替人工测试上下物料，结合图像识别记录测试。
在西门子工业自动化产品（成都）有限公司的自动化测试中就通过图像识别，辅助机器人定位，确认机器人生产状态。通过图像识别和机器人应用，系统可以完成代替人工测试上下物料，例如，工艺点胶/注油检测；艺喷涂检测。通过使用图像识别技术和机器人和自动化改善，每年提升生产效率20%以上。
随科学技术的进步，生产制造的不断发展，相信图像识别应用也将发挥更大作用，为社会带来更多的经济效益。
【参考文献】
【1】张日花,王红,马广明.基于深度学习的图像识别研究[J].现代信息科技,2019(11)：111-112.
The Application of Image Recognition Technology in Manufacturing Industry
JIN Yi,YANG Chun-zhi,SHAO Kang-wen,LIU Yuan
(Siemens Building Technology(Tianjin)Co.Ltd.,Tianjin 300050,China)
【Abstract】 By introducing the concept and application of image recognition technology,the application scenario of image recognition technology in automatic production line is presented.The application practice of a factory shows that the technology can greatly reduce the identification cost of labor, reduce the investment of personnel and equipment, and improve the control level of product quality.
【Keywords】 image recognition; graphic processing algorithm;manufacturing cost; image learning; quality control
【中图分类号】 TP291.9；TH16
【文献标志码】 B
【文章编号】 1007-9467（2019）10-0102-02
【DOI】 10.13616/j.cnki.gcjsysj.2019.10.246
【作者简介】 靳怡（1968～），女，天津人，高级工程师，从事建筑智能化、系统集成、基础设施节能方案的设计、实施及管理研究。
【收稿日期】 2019-08-27
标签：图像识别论文; 图形处理算法论文; 生产成本论文; 图像学习论文; 质量控制论文; 西门子楼宇科技(天津)有限公司论文;