近年來製造業掀起智慧浪潮，在智慧製造系統中，精準與彈性是製程系統的兩大設計需求，而要滿足這兩個需求，機器視覺勢不可免，尤其是消費性電子產品的體積逐漸輕薄短小，組裝的精準要求大幅提高，機器視覺的高精度檢測特色，已成為新世代製程不可或缺的一環，不過在智慧製造時代，機器視覺除了高精準度，還須與其他自動化系統整合，方能克服現在製程設備的高精度、多元材質、複雜環境等挑戰。

智慧相機軟硬兼具

目前機器視覺在製程的應用，主要為GIGI等四大應用，意即Gauge（量測）、Inspection（定位）、Guide（引導）、Identification（識別），以產線動作為例，產線上的機器手臂必須透過機器視覺快速找出產品位置，使其可以精準的拿取物件，另外機器視覺也可以協助產線進行瑕疵、尺寸、角度的檢測，最後再以條碼或文掃描方式，使所有產品都可進行追溯，進一步建立產品履歷制度。

圖一 : 機器視覺的高精度檢測特色，已成為新世代製程不可或缺的一環。

GIGI現在幾乎已是各類生產線必備的應用，在智慧製造趨勢中，這四大應用對機器視覺的功能需求也一再改變，以ID讀碼器為例，產品追溯在產線已具有其必要性，視覺套裝系統搭配作業處理流程，並與後端PC Based函式庫結合，可以加快其作業處理流程，至於感測器方面，一般工業感測器常會遇到幾個問題，像是容易受到物件位置影響，導致設備誤判，至於傳統感測器，則是受限於其技術，目前一個感測器只能偵測一個物件，若物件數量多，則必須建置同數量的感測器，因此現在的工業相機感測器必須具備同時偵測多物件的功能。

在視覺軟體部份，現在「智慧相機」已成趨勢，智慧相機將軟體都包含在內，不需要額外編程，不過為了讓使用者便於在系統中架構演算過程，快速得到演算結果，設備業者必須設置相關的軟硬體介面。

除了單機式外，PC Based也是機器視覺系統的重要一環，PC Based機器視覺系統主要是透過工業相機進行取像，經由影像擷取卡取得影像，再由電腦系統進行演算編程，最後再將結果輸出到自動化系統整合，現在市場上品牌較知名的機器視覺廠商，都有視覺軟體產品，結合自有專業知識打造成的演算工具庫，例如晶圓製造，製程中每一個會用到機器視覺的環節，廠商都會有相對應產品。

定位與量測技術躍進

至於定位部份，過去市場的定位方式主要為灰階，現在較先進的做法則是以物件輪廓作為幾何定位，以輪廓作為演算方式，此一方式克服了以往物件影像失焦或因高度跳動造成影像比例失真，造成系統需要長時間運算，甚至無法判讀的缺點，用輪廓式定位，可以快速而精準的定位。

以輪廓作為演算方式，可快速判斷「能做與不能做？」，目前機器視覺產品精度已相當高，輪廓運算方式可協助系統廠商快速確定此一系統能否滿足客戶所需？不必像以往因精度有限，連帶影響其結果可信度不高，導致在做完定位後，還要去尋找其他方式測試，高定位精度延伸的另一個優勢，在相同精度要求下，可以提供更大的視野空間，傳統作法是當設備定位精度不夠時，只能提高相機解析度，然而這種作法提高的不只是相機成本，系統中其他部件的成本也會同步增高，如此一來，廠商勢必付出更龐大的成本，高精度定位軟體，則可一次解決相關問題。

在量測部份，過去的機器視覺工具在灰階影像中，容易因雜訊影響物件的輪廓範圍，不過隨著影像技術的進步，新世代的影像軟體已可排除雜訊，提昇整體系統的效益，也讓系統整合廠商可以或更多的終端訂單，提到量測就不能不提到校正，在校正時，常會因鏡頭或相機架設歪斜，導致所取的影像比例失真，因此使用者必須嚴選校正工具，以使其恢復到最原始的狀態。

辨識也是製程中極重要的部份，一般辨識會有包括文字、條碼，由於產線中的條碼常會有失焦、變形的狀況，造成系統廠商即便整套系統功能設計都已完成，但是在最後段的條碼讀取率不佳，導致出貨時間被延遲的狀況，業界多認為相對於其他技術，讀條碼較為簡單，不過讀碼是系統最後的收尾部份，一旦被輕忽，就容易造成整個案子無法結束的窘況，對此可以選購軟體能力較強的讀碼器廠商，解決此一問題。

3D檢測趨勢逐漸明朗

圖二 : 檢測過程中，機器視覺負責影像檢測，發現品質不合產品，立即做出判斷。

在3D檢測部分，此一技術是近年來機器視覺領域的重要議題，目前3D檢測的作法是利用傳動機構帶動待測物，以位移方式進行檢測，設備上方設置多具雷達，以雷達的線掃描作為取像，雷達打出的一個點就是一個位置的空間距離數據，當點夠多就形成線，所累積的數據也就變成線數據，再透過視覺軟體整合，就形成3D影像。

3D檢測的架構是在系統上方設置雷達，下方則是傳動器，由傳動器帶動待測物，經過雷達的線掃描區域，由雷達掃描計算出每個點的XYZ數值，累積起來就是3D的影像資訊，軟體擷取到這些數值後，可以提供給使用者1D、2D、3D等3種影像格式，由使用者以本身需求自行選擇格式，另外針對特殊應用，也需結合2D與3D技術，但並非所有廠商都同時擁有這兩項技術，因此系統整合商往往需要架構兩套不同軟體，目前有廠商推出的平台，採用同一函式庫，當影像擷取後，都以同一軟體處理影像。

3D檢測技術主要用來作為高度、體積、傾斜、文字等，3D檢測的應用產業相當多，不過在製程中的應用仍不脫GIGI這四大類，由於各類製程的應用環境不一，設備的安裝需要盡可能簡單，以方便快速上線，目前3D檢測技術已逐漸成熟，應用領域也越來越大，機器視覺廠商已提供了不同掃描範圍的3D產品，而若產品的體積大於雷達掃描範圍，則可另外增設雷達，進行更大面積的檢測。

圖三 : 機器視覺應用已逐漸成熟；在技術上各種新元件及介面的導入，而各類技術的相互競逐，工業相機規格已百花齊放。

在製程設備中，機器視覺的功能與定位相當明確，多數系統業者認為在智慧製造系統中，機器視覺的角色不會有太大變動，就目前應來看似乎如此，不過即便角色定位不變，但其因技術精進延伸出的影像資料，仍可為智慧製造系統產生附加價值，例如前面提到的利用其影像資料建立起的產品履歷就是一例，此外近年來的設備自我診斷功能，未來將會佈建到系統中所有重要設備，作為產品品質的把關者，機器視覺設備也將配置相關功能，成為製造系統致位化的一環。