機(jī)器視覺(jué)簡(jiǎn)言之就如同人眼，將機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用於機(jī)器手臂上，能夠讓機(jī)器快速檢測(cè)產(chǎn)品，並利用擷取的影像加以分析。透過(guò)機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品－圖像攝取裝置，將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成為圖像信號(hào)，並傳送給影像處理系統(tǒng)，再根據(jù)圖元分佈及亮度、顏色等資訊，轉(zhuǎn)變成數(shù)位化信號(hào)；圖像系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來(lái)抽取目標(biāo)的特徵，並獲取目標(biāo)資訊。

在工業(yè)自動(dòng)化上也廣泛的取代人眼的品質(zhì)檢測(cè)，由於近年願(yuàn)意從事3D，即骯髒（dirty）、危險(xiǎn)（danger）及辛苦（difficult）工作的人力減少，且基於薪資逐漸調(diào)漲的原因，以人眼來(lái)檢測(cè)產(chǎn)品缺陷的方式除了無(wú)法完全準(zhǔn)確外，也需要消耗許多工時(shí)及人力；而機(jī)器視覺(jué)則是以光學(xué)檢測(cè)機(jī)臺(tái)快速精準(zhǔn)定位生產(chǎn)線上的產(chǎn)品，並進(jìn)行品質(zhì)瑕疵等檢測(cè)。機(jī)器視覺(jué)的導(dǎo)入除了效率較高－可以快速檢測(cè)產(chǎn)品優(yōu)劣外，且機(jī)器可以24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)、工作無(wú)須休息，因此也不會(huì)有超時(shí)工作的問(wèn)題。

圖1 : 機(jī)器視手臂結(jié)合視覺(jué)隨機(jī)夾取物品。（攝影／施莉蕓）

機(jī)器視覺(jué)的應(yīng)用層面非常廣泛，從自動(dòng)化工廠到手機(jī)人臉辨識(shí)解鎖、無(wú)人車偵測(cè)前方上，機(jī)器視覺(jué)都是其中十分重要的角色。在瑕疵檢測(cè)方面，機(jī)器視覺(jué)被大量用於工業(yè)、電子業(yè)、食品包裝及醫(yī)療上，從汽車車件缺件檢查、O環(huán)有無(wú)檢查、車件孔位有無(wú)檢查，到食品及飲料包裝，個(gè)人用品及消耗品檢查，以及電子產(chǎn)業(yè)及零件檢查。

機(jī)器視覺(jué)的原理及應(yīng)用

針對(duì)機(jī)器視覺(jué)與機(jī)器手臂的整合，皕像科技經(jīng)理柯璟銘指出，以往機(jī)器手臂的應(yīng)用多是固定型，如傳產(chǎn)或定點(diǎn)夾取，雖然也可以取代許多人力，不過(guò)他指出，現(xiàn)在夾取也越來(lái)越走向智慧化，由於搬運(yùn)已經(jīng)不只在固定位置，因此會(huì)搭配眼睛（相機(jī)）讓它動(dòng)態(tài)變化，所以後來(lái)就會(huì)在機(jī)器人上外掛2D相機(jī)以調(diào)整X Y軸。

機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用於手臂的方式，主要是先將相機(jī)其手臂定位校正分析，確認(rèn)兩者座標(biāo)相同後，以相機(jī)拍攝目標(biāo)物，並且分析其中的內(nèi)容，再使手臂抓取。

相較於將機(jī)器視覺(jué)相機(jī)懸掛於定點(diǎn)，再使機(jī)器手臂抓取的方式，目前讓相機(jī)外掛於手臂上是主流作法的原因，柯璟銘表示，主要是因?yàn)閽祆稒C(jī)器手臂活動(dòng)的彈性較大。他指出，若將相機(jī)懸掛於定位，則相機(jī)所能拍攝範(fàn)圍僅限於其下方；然而，外掛（或內(nèi)建）於手臂上，則能夠使相機(jī)跟著手臂走，將不受範(fàn)圍的限制。

而3D相機(jī)的出現(xiàn)變是為了因應(yīng)深度（Z軸）的變化，此種應(yīng)用稱為Bin picking（一個(gè)一個(gè)bin取樣），讓機(jī)器人在抓取物體時(shí)，可以依深度抓取，物品可以堆疊也可以不用擺正、擺平。

不過(guò)相較於2D相機(jī)，3D相機(jī)的應(yīng)用在臺(tái)灣仍然佔(zhàn)少數(shù)，目前仍以2D相機(jī)為主流。柯璟銘指出，主要原因?yàn)?D相機(jī)在與機(jī)器手臂的整合上仍有許多困難，由於3D相機(jī)加入深度的應(yīng)用，導(dǎo)致機(jī)器手臂無(wú)法準(zhǔn)確地與相機(jī)同步，目前皕像主要用手眼校正作為解決方案；此外，成本也是原因之一，3D相機(jī)成本較高，因此目前使用它來(lái)取代人力的產(chǎn)業(yè)，多為附加價(jià)值高、利潤(rùn)高，或高科技產(chǎn)業(yè)。

機(jī)器視覺(jué)於各國(guó)之應(yīng)用

柯璟銘指出，對(duì)於機(jī)器視覺(jué)的應(yīng)用，皕像也努力在開發(fā)不同面向的視覺(jué)應(yīng)用，他表示，目前也考慮將相機(jī)從傳統(tǒng)定焦，改為可以調(diào)焦或自動(dòng)對(duì)焦，主要是看到未在IoT上視覺(jué)發(fā)展的層面。

圖2 : IDS Ensenso 3D立體相機(jī)，中間為投影器。（source：皕像科技）

此外，他也補(bǔ)充，現(xiàn)在3D視覺(jué)的已經(jīng)不只用於工廠內(nèi)的Bin picking，在澳洲也將3D視覺(jué)活用於畜牧業(yè)的定位，如農(nóng)場(chǎng)擠奶作業(yè)便需要不只是平面X、Y軸的前後移動(dòng)，也需要深度方面的上下移動(dòng)；此外在日本也被大量用於物流業(yè)；而臺(tái)灣也有將機(jī)器人搭配視覺(jué)，應(yīng)用於醫(yī)療業(yè)做手術(shù)的案例。

柯璟銘認(rèn)為，2D相機(jī)內(nèi)視覺(jué)的改變及3D相機(jī)，都是能夠創(chuàng)造使相機(jī)跨出工廠的機(jī)會(huì)。

機(jī)器視覺(jué)與工業(yè)手臂的整合已成為智慧製造的趨勢(shì)，為因應(yīng)現(xiàn)在少量多樣的製造趨勢(shì)，相較於以往定點(diǎn)工作的機(jī)器手臂，無(wú)論是在夾取的物品判斷，或放置、堆疊等運(yùn)作上，附有視覺(jué)功能的機(jī)器手臂更具彈性，未來(lái)運(yùn)算速度提升後，將逐漸成為未來(lái)主流。