State of the art and Prospect of Machine Vision Technology
2023/7/10
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01 机 器 视 觉 技 术 应 用 领 域
02 机 器 视 觉 技 术 在 工 业 自 动 化 中 的 应 用
03 机 器 视 觉 技 术 在 农 业 领 域 的 应 用
04 机 器 视 觉 技 术 在 医 疗 诊 断 中 的 应 用
05 机 器 视 觉 技 术 在 智 能 交 通 领 域 的 应 用
机 器 视 觉 技 术 应 用 的 重 要 领 域 之 一 。 随 着 技 术 的 不 断 进 步 和 产 业 的 发 展 ， 机 器 视 觉 在 应 用 得 到 了 广 泛 的 推 广 和 应 用 。
在 工 业 质 检 方 面 ， 机 器 视 觉 技 术 能 够 实 现 高 速 、 高 精 度 的 产 品 质 量 检 测 。 通 过 摄 像 头 、 图 像 处 理 算 法 和 人 工 智 能 技 术 的 结 合 ， 机 器 视 觉 系 统 能 够 对 产 品
外 观 、 尺 寸 、 缺 陷 等 进 行 自 动 检 测 和 分 类 ， 大 大 提 高 了 产 品 质 量 的 稳 定 性 和 一 致 性 。 同 时 ， 机 器 视 觉 技 术 还 可 以 实 现 对 工 艺 流 程 的 监 控 和 控 制 ， 及 时 发
现 和 纠 正 生 产 过 程 中 的 问 题 ， 提 高 生 产 效 率 和 降 低 成 本 。
在 生 产 自 动 化 方 面 ， 机 器 视 觉 技 术 能 够 实 现 对 生 产 线 的 自 动 化 控 制 和 优 化 。 通 过 将 机 器 视 觉 系 统 与 机 器 人 和 自 动 化 设 备 相 结 合 ， 可 以 实 现 对 生 产 过 程 的
自 动 化 操 作 和 控 制 。 机 器 视 觉 系 统 可 以 对 工 件 进 行 定 位 、 识 别 和 排 序 ， 准 确 地 执 行 各 种 操 作 ， 如 抓 取 、 组 装 和 包 装 等 。 这 不 仅 提 高 了 工 作 效 率 和 生 产 线
的 灵 活 性 ， 还 能 够 提 高 产 品 的 一 致 性 和 质 量 。
综 上 所 述 ， 机 器 视 觉 技 术 在 工 业 质 检 和 生 产 自 动 化 中 具 有 广 泛 的 应 用 前 景 。 随 着 技 术 的 不 断 突 破 和 创 新 ， 相 信 机 器 视 觉 技 术 将 进 一 步 提 升 工 业 质 检 和 生
产 自 动 化 的 水 平 ， 为 工 业 生 产 带 来 更 多 的 便 利 和 效 益 。
工 业 质 检 和 生 产 自 动 化
!!平 滑 3
无 人 驾 驶 和 智 能 交 通
机 器 视 觉 技 术 发 展 中 的 重 要 应 用 领 域 之 一 。 近 年 来 ， 随 着 人 工 智 能 和 计 算 机 视 觉 的 快 速 发 展 ，
无 人 驾 驶 技 术 得 到 了 快 速 推 进 和 广 泛 应 用 。
从 技 术 角 度 来 看 ， 无 人 驾 驶 技 术 的 核 心 是 基 于 机 器 视 觉 的 感 知 与 理 解 能 力 。 通 过 激 光 雷 达 、 摄
像 头 、 传 感 器 等 设 备 ， 无 人 驾 驶 车 辆 能 够 实 时 获 取 周 围 环 境 的 信 息 ， 识 别 道 路 、 车 辆 、 行 人 、
障 碍 物 等 多 种 目 标 ， 并 进 行 判 别 与 分 类 。 而 随 着 深 度 学 习 算 法 的 不 断 进 步 ， 无 人 驾 驶 车 辆 对 复
杂 场 景 的 判 断 与 决 策 能 力 也 逐 渐 提 升 。
在 实 际 应 用 方 面 ， 无 人 驾 驶 的 发 展 带 来 了 许 多 潜 在 的 好 处 。 首 先 ， 无 人 驾 驶 可 以 提 高 交 通 安 全
性 ， 消 除 人 为 驾 驶 引 起 的 事 故 风 险 。 其 次 ， 无 人 驾 驶 技 术 可 以 提 高 交 通 运 输 效 率 ， 减 少 拥 堵 现
象 ， 节 省 燃 料 消 耗 ， 降 低 环 境 污 染 。 此 外 ， 对 于 特 定 人 群 （ 如 老 年 人 、 残 疾 人 等 ） ， 无 人 驾 驶
还 能 提 供 更 加 便 捷 的 出 行 方 式 ， 提 升 生 活 质 量 。
医 学 影 像 分 析 技 术 的 发 展 现 状 与 应 用 医 学 影 像 分 析 技 术 未 来 的 发 展 前 景 "深 度 学 习 算 法 在 医 学 影 像 中 的 发 展 趋 势 "
医 学 影 像 分 析 和 诊 断 辅 助
工 业 生 产 质 量 监 控
机 器 视 觉 技 术 在 工 业 领 域 的 重 要 应 用 之 一 。 通 过 采 集 和 分 析 视 觉 信 息 ， 机 器 视 觉 系 统
能 够 实 时 监 测 生 产 过 程 中 的 质 量 问 题 ， 提 高 产 品 检 测 的 准 确 性 和 效 率 。
在 工 业 生 产 质 量 监 控 方 面 ， 机 器 视 觉 技 术 具 有 以 下 优 势 ：
1. 高 精 度 检 测 ： 机 器 视 觉 系 统 可 以 通 过 图 像 处 理 算 法 对 产 品 进 行 高 精 度 的 检 测 和 分 析 ，
实 现 对 微 小 缺 陷 的 快 速 识 别 ， 提 高 产 品 质 量 的 合 格 率 。
2. 实 时 监 控 ： 机 器 视 觉 系 统 能 够 在 生 产 过 程 中 实 时 采 集 和 处 理 图 像 数 据 ， 对 产 品 的 质
量 进 行 即 时 监 控 ， 及 时 发 现 并 反 馈 问 题 ， 有 助 于 及 早 解 决 生 产 中 的 质 量 隐 患 。
3. 自 动 化 程 度 高 ： 机 器 视 觉 系 统 可 以 与 生 产 线 进 行 无 缝 对 接 ， 实 现 自 动 化 的 质 量 检 测
和 控 制 。 相 较 于 传 统 的 人 工 检 测 方 式 ， 机 器 视 觉 技 术 节 省 了 人 力 资 源 ， 并 且 可 以 提 高
检 测 的 一 致 性 和 稳 定 性 。
4. 多 维 数 据 分 析 ： 机 器 视 觉 技 术 在 质 量 监 控 中 还 可 以 结 合 其 他 传 感 器 数 据 ， 例 如 温 度 、
湿 度 等 ， 进 行 多 维 度 的 数 据 分 析 和 综 合 判 断 ， 提 供 更 全 面 准 确 的 质 量 评 估 结 果 。
自 动 化 生 产 流 程 优 化
自 动 化 生 产 流 程 改 善 的 关 键 指 标 自 动 化 生 产 流 程 优 化 的 具 体 效 果
汽 车 制
造 企 业
提 高 生 产
效 率
人 工 操
作
机 器 视
觉 技 术
生 产 效 率 提
升
产 品 特
征 参 数 设 置
人 工 操
作
机 器 视
觉 技 术 灵 活 度 提 高
无 人 检 测 与 检 测 故 障 排 除
一 方 面 ， 随 着 科 技 的 不 断 发 展 ， 机 器 视 觉 行 业 在 无 人 检 测 与 故 障 排
除 方 面 取 得 了 显 著 进 展 。
无 人 检 测 方 面 ， 根 据 数 据 统 计 显 示 ， 目 前 已 有 大 量 机 器 视 觉 技 术 应
用 于 工 业 生 产 中 ， 使 得 传 统 的 人 力 检 测 工 作 得 以 智 能 化 、 自 动 化 进
行 。 通 过 机 器 视 觉 技 术 ， 可 以 实 现 对 产 品 外 观 、 尺 寸 、 缺 陷 等 多 个
维 度 的 无 人 检 测 。 据 统 计 ， 应 用 于 汽 车 制 造 业 的 机 器 视 觉 系 统 ， 能
够 以 每 分 钟 200个 零 件 的 速 度 进 行 检 测 ， 准 确 率 高 达 99%以 上 。
机 器 视 觉 在 种 植 中 的 应 用
农 业 种 植
机 器 视 觉 技 术
监 测 和 管 理
土 壤 湿 度
作 物 生 长 状 态
病 虫 害 情 况
农 作 物 病 虫 害 的 检 测 与 预 警
光 学 成 像 技 术 的 应 用 ： 通 过 高 分 辨 率 的 摄 像 设 备
结 合 专 业 图 像 分 析 算 法 ， 可 以 实 现 对 农 作 物 植 株
的 全 面 检 测 和 分 析 。 据 统 计 ， 光 学 成 像 技 术 辅 助
下 的 病 虫 害 检 测 准 确 率 超 过 90%。
大 数 据 与 人 工 智 能 的 应 用 ： 借 助 大 数 据 的 积 累 与 分
析 ， 结 合 人 工 智 能 算 法 的 优 化 和 学 习 能 力 ， 农 作 物
病 虫 害 预 警 系 统 可 以 实 现 更 准 确 的 预 警 和 快 速 响 应
据 研 究 显 示 ， 利 用 大 数 据 和 人 工 智 能 技 术 ， 农 作 物
病 虫 害 的 预 警 准 确 率 可 提 高 至 95%以 上
1 目 前 农 作 物 病 虫 害 检 测 主 要 依 靠 人 工 观 察 ， 存 在
着 人 力 成 本 高 、 效 率 低 、 准 确 性 不 高 等 问 题 。 据 统
计 ， 全 球 农 作 物 每 年 损 失 约 为 10%-16%， 其 中 病
虫 害 引 起 的 损 失 占 比 高 达 30%-35%。
1 基 于 机 器 学 习 和 图 像 处 理 技 术 的 机 器 视 觉 系 统 能 够 对
农 作 物 病 虫 害 进 行 自 动 化 检 测 ， 大 大 提 高 了 检 测 准 确 性
和 效 率 研 究 显 示 ， 机 器 视 觉 技 术 可 以 在 病 虫 害 发 生 前 及
时 发 现 异 常 ， 并 对 可 能 的 危 害 进 行 预 警 ， 从 而 最 大 程 度
地 减 少 农 作 物 的 损 失
农 作 物 病 虫 害 检 测 技 术 的 发 展 现 状 农 作 物 病 虫 害 预 警 系 统 的 发 展 前 景
农 作 物 病 虫 害 检 测 技 术 的 现 状 与 问 题 机 器 视 觉 技 术 在 农 作 物 病 虫 害 检 测 与 预 警 中
的 应 用 前 景
无 人 机 在 农 业 中 的 应 用 ：
截 至 202年 ， 全 球 农 业 无 人 机 市 场 规 模 达 到 100亿 美 元 ， 年 均 增 速 超 过 20%。
农 业 无 人 机 可 实 现 精 准 喷 洒 农 药 ， 提 高 喷 洒 效 果 ， 减 少 农 药 使 用 量 约 20%。
使 用 无 人 机 进 行 作 物 巡 查 可 以 精 确 掌 握 农 田 植 被 状 态 ， 提 前 预 警 病 虫 害 等 情 况 。
以 上 内 容 为 农 业 机 械 化 与 智 能 化 的 提 升 方 面 的 一 个 具 体 内 容 ， 可 以 进 一 步 展 开 阐 述 相
关 技 术 的 发 展 现 状 与 展 望 ， 以 及 其 对 农 业 生 产 效 率 、 农 产 品 质 量 等 的 影 响 。
农 业 机 械 化 与 智 能 化 的 提 升
L e a r n m o r e
应 用 概 述
1. 工 业 自 动 化 ： 机 器 视 觉 技 术 在 工 业 自 动 化 领 域 得 到 广 泛 应 用 ， 通 过 图 像 识
别 和 分 析 技 术 ， 实 现 对 生 产 线 上 产 品 质 量 的 实 时 检 测 和 优 化 。 数 据 显 示 ， 截
至 2021年 ， 全 球 工 业 自 动 化 市 场 规 模 已 达 到 500亿 美 元 ， 其 中 机 器 视 觉 技 术
占 据 相 当 大 的 份 额 。
2. 无 人 驾 驶 和 智 能 交 通 ： 机 器 视 觉 技 术 在 无 人 驾 驶 和 智 能 交 通 领 域 发 挥 着 重
要 作 用 。 通 过 图 像 处 理 和 深 度 学 习 算 法 ， 视 觉 传 感 器 能 够 识 别 和 追 踪 交 通 标
志 、 行 人 和 车 辆 ， 从 而 帮 助 自 动 驾 驶 车 辆 做 出 正 确 的 决 策 。 根 据 研 究 数 据 显
示 ， 预 计 到 2026年 ， 全 球 无 人 驾 驶 市 场 规 模 将 达 到 约 800亿 美 元 。
3. 医 疗 影 像 分 析 ： 机 器 视 觉 技 术 在 医 疗 领 域 的 应 用 也 越 来 越 广 泛 。 通 过 对 医
疗 影 像 进 行 分 析 ， 机 器 视 觉 能 够 辅 助 医 生 进 行 病 症 诊 断 和 治 疗 方 案 制 定 ， 提
高 诊 断 准 确 率 和 效 率 。 根 据 统 计 数 据 显 示 ， 自 2016年 以 来 ， 全 球 医 疗 影 像 分
析 市 场 年 均 复 合 增 长 率 约 为 8%， 预 计 到 2026年 市 场 规 模 将 超 过 200亿 美 元 。
X光 /CT扫 描 分 析
01 02 03
X光 /CT扫 描 技 术 已 成 为 临 床
诊 断 和 治 疗 的 重 要 工 具 ， 亦 是
最 常 用 的 非 侵 入 性 成 像 技 术 之
一 。 据 数 据 统 计 ， 全 球 每 年 约
有 10亿 次 的 CT扫 描 ， 其 中 大
约 80%用 于 医 疗 领 域 。
X光 /CT扫 描 技 术 在 工 业 无 损 检
测 领 域 具 有 广 泛 应 用 。 以 航 空
航 天 行 业 为 例 ， CT扫 描 可 用 于
检 测 关 键 部 件 的 质 量 和 安 全 性 ，
如 发 动 机 叶 片 、 焊 接 接 头 等 。
据 数 据 显 示 ， 使 用 CT扫 描 技 术
进 行 无 损 检 测 可 以 大 幅 减 少 缺
陷 产 品 的 比 例 ， 提 高 产 品 的 质
量 和 可 靠 性 。
X光 /CT扫 描 技 术 在 物 体 检 测
与 识 别 领 域 起 到 了 至 关 重 要 的
作 用 ， 尤 其 在 安 全 检 查 、 边 境
安 全 、 非 法 物 品 侦 测 等 方 面 。
据 数 据 统 计 ， 全 球 各 大 机 场 每
年 通 过 CT扫 描 技 术 对 旅 客 行 李
进 行 检 查 的 次 数 超 过 10亿 次 。
第 一 方 面 ： X光 /CT扫 描 技 术 在 医 疗
领 域 的 应 用 和 发 展 趋 势 。
第 二 方 面 ： X光 /CT扫 描 技 术 在 工 业
无 损 检 测 中 的 应 用 和 前 景 。
第 三 方 面 ： X光 /CT扫 描 技 术 在 物 体
检 测 与 识 别 中 的 重 要 作 用 。
病 理 图 像 识 别
近 年 来 ， 基 于 机 器 视 觉 技 术 的 病 理 图 像 识 别 在 医 疗 领 域 取 得 了 显 著 进 展 。
根 据 统 计 数 据 ， 全 球 每 年 有 数 十 亿 张 病 理 组 织 切 片 被 制 备 ， 而 传 统 的 手 动
识 别 和 分 析 会 耗 费 大 量 时 间 和 人 力 资 源 。 而 借 助 于 机 器 视 觉 技 术 ， 病 理 图
像 的 自 动 化 分 析 成 为 可 能 ， 极 大 地 提 升 了 病 理 诊 断 的 效 率 和 准 确 性 。
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智 能 车 辆 识 别 与 跟 踪
在 机 器 视 觉 技 术 的 应 用 中 扮 演 着 重 要 的 角 色 。 随 着 城 市 交 通 的 日 益 复 杂 和 汽 车 车 辆
数 量 的 快 速 增 长 ， 技 术 变 得 越 来 越 重 要 。
1. 车 牌 识 别 技 术 ： 随 着 车 辆 管 理 的 需 要 ， 车 牌 识 别 技 术 得 到 了 广 泛 应 用 。 根 据 数 据
统 计 ， 目 前 全 球 车 牌 识 别 准 确 率 已 经 达 到 了 95%以 上 ， 这 使 得 车 辆 管 理 部 门 能 够 更
高 效 地 进 行 车 辆 违 法 识 别 、 停 车 场 管 理 等 工 作 。
2. 行 驶 状 态 监 测 ： 智 能 车 辆 识 别 与 跟 踪 技 术 还 可 以 用 于 行 驶 状 态 监 测 。 通 过 分 析 车
辆 的 速 度 、 轨 迹 和 车 辆 间 的 相 互 关 系 ， 我 们 可 以 实 时 监 测 道 路 上 的 交 通 状 况 和 车 辆
行 为 。 这 种 技 术 在 城 市 交 通 管 制 和 交 通 事 故 预 防 方 面 发 挥 着 重 要 作 用 。
3. 车 辆 追 踪 与 定 位 ： 智 能 车 辆 识 别 与 跟 踪 技 术 也 可 以 用 于 车 辆 追 踪 与 定 位 。 通 过 分
析 车 辆 的 图 像 特 征 和 运 动 轨 迹 ， 我 们 可 以 实 时 追 踪 车 辆 的 位 置 和 行 驶 方 向 。 这 项 技
术 对 于 物 流 运 输 、 车 辆 调 度 和 违 法 行 为 监 测 等 领 域 非 常 有 价 值 。
方 面 一 ： 智 能 交 通 系 统 和 物 联 网 的 结 合
智 能 交 通 系 统 和 物 联 网 的 结 合 有 望 推 动 交 通 流 量 监 测 和 优 化 的 发 展 。
物 联 网 技 术 的 应 用 使 得 交 通 设 备 （ 如 交 通 信 号 灯 、 摄 像 头 等 ） 能 够 互 联 互 通 。
通 过 物 联 网 传 感 器 获 取 的 实 时 数 据 可 以 用 于 对 交 通 流 量 进 行 监 测 和 分 析 。
智 能 交 通 系 统 通 过 分 析 交 通 数 据 ， 提 供 优 化 交 通 流 量 的 策 略 ， 包 括 交 通 信 号
优 化 、 拥 堵 缓 解 等 。
这 种 结 合 将 为 城 市 交 通 管 理 提 供 更 多 的 数 据 支 持 ， 实 现 交 通 流 量 的 精 确 监 测
和 实 时 优 化 。
交 通 流 量 监 测 与 优 化
交 通 事 故 预 防 与 安 全 提 示
通 过 机 器 视 觉 技 术 ， 我 们 可 以 实 时 识 别 车 辆 违 规 行 为 并 发 出 警 报 ， 有 效 预 防 交 通 事 故 的 发
生 。
据 统 计 ， 全 球 每 年 因 交 通 事 故 造 成 的 死 亡 人 数 高 达 1.35万 人 ， 而 机 器 视 觉 技 术 的 应 用 可 以
将 交 通 事 故 的 发 生 率 降 低 50%以 上 。
机 器 视 觉 技 术 的 交 通 事 故 预 防 系 统 在 某 城 市 实 施 后 ， 交 通 事 故 发 生 率 下 降 了 30%， 交 通 安
全 大 幅 提 升 。
研 究 表 明 ， 机 器 视 觉 技 术 能 够 识 别 车 辆 的 行 驶 速 度 和 距 离 ， 有 效 防 止 追 尾 事 故 ， 并 将 其 减
少 了 约 40%。
使 用 机 器 视 觉 技 术 的 智 能 交 通 监 控 系 统 每 天 能 够 处 理 数 十 万 辆 车 辆 的 数 据 ， 并 及 时 发 现 交
通 违 规 行 为 ， 确 保 交 通 秩 序 。
交 通 事 故 往 往 与 疲 劳 驾 驶 密 切 相 关 ， 机 器 视 觉 技 术 可 以 通 过 识 别 司 机 的 眼 睛 和 脸 部 表 情 来
判 断 驾 驶 员 的 状 态 ， 以 避 免 疲 劳 驾 驶 引 发 的 事 故 。
研 究 显 示 ， 引 入 机 器 视 觉 技 术 后 ， 城 市 交 通 信 号 灯 的 优 化 控 制 可 将 交 通 拥 堵 减 少 20%， 并
降 低 交 通 事 故 率 。
L e a r n m o r e
2023/7/10
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