機(jī)器視覺作為實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化和智能化的關(guān)鍵技術(shù)，是人工智能發(fā)展最快、前景最廣闊的一個(gè)分支，其重要性就如眼睛對于人的價(jià)值，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、民用、軍事和科學(xué)研究等領(lǐng)域。工業(yè)視覺是機(jī)器視覺在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，是機(jī)器視覺的一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域，在工業(yè)生產(chǎn)過程中的信息識(shí)別、表面質(zhì)量檢測、目標(biāo)定位引導(dǎo)、尺寸測量等方面發(fā)揮著越來越重要的作用，其應(yīng)用范圍主要包括汽車、電子、光伏、新能源、半導(dǎo)體、醫(yī)療、物流、印刷包裝、食品等行業(yè)。
當(dāng)前，全球機(jī)器視覺的應(yīng)用呈爆發(fā)式增長，導(dǎo)致對機(jī)器視覺人才數(shù)量、質(zhì)量的需求不斷增加，而我國機(jī)器視覺技術(shù)技能人才匱乏，與巨大的市場需求嚴(yán)重不協(xié)調(diào)。目前本科院校的教學(xué)內(nèi)容偏向機(jī)器視覺理論、算法和圖像處理等方面，而職業(yè)本科院校、高等職業(yè)院校和技工院校只有少部分開設(shè)了相關(guān)課程，普遍存在師資力量缺乏、配套課程資源不完善、機(jī)器視覺實(shí)訓(xùn)環(huán)境不系統(tǒng)、技能考核體系不完善等問題，難以培養(yǎng)出滿足企業(yè)需要的機(jī)器視覺專業(yè)人才，將會(huì)制約我國機(jī)器視覺技術(shù)的推廣和新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
針對企業(yè)迫切需要掌握機(jī)器視覺系統(tǒng)編程、應(yīng)用和維護(hù)的高素質(zhì)技術(shù)技能人才，德創(chuàng)（蘇州德創(chuàng)測控科技有限公司的簡稱—編者注）依托十余年的機(jī)器視覺工程項(xiàng)目應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，以就業(yè)優(yōu)先為導(dǎo)向，以“工業(yè)視覺系統(tǒng)運(yùn)維員”數(shù)字新職業(yè)的職業(yè)技能要求和產(chǎn)業(yè)崗位需要為出發(fā)點(diǎn)，立足大國工匠和高技能人才培養(yǎng)要求，將“產(chǎn)、學(xué)、研、用”相結(jié)合，組織企業(yè)專家、工程技術(shù)人員和高校教師共同開發(fā)了機(jī)器視覺系列叢書。
該系列叢書深入貫徹了產(chǎn)業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)“以能力培養(yǎng)為核心，以技能訓(xùn)練為主線，以理論知識(shí)為支撐”的指導(dǎo)思想，通過詳細(xì)的工程項(xiàng)目案例，使讀者認(rèn)識(shí)機(jī)器視覺技術(shù)，全面掌握機(jī)器視覺的檢測、測量、識(shí)別、引導(dǎo)四大類應(yīng)用知識(shí)和技能，同時(shí)引入3D視覺、深度學(xué)習(xí)等前沿技術(shù)，為職業(yè)未來發(fā)展指明方向。該系列叢書既可作為應(yīng)用型本科院校、職業(yè)本科大學(xué)、高等職業(yè)院校和技工院校相關(guān)專業(yè)的教材，也可供從事機(jī)器視覺編程與應(yīng)用的技術(shù)人員參考。
希望機(jī)器視覺系列叢書能夠成為我國機(jī)器視覺行業(yè)的發(fā)展和人才培養(yǎng)的有效力量，推動(dòng)制造業(yè)高端化、智能化發(fā)展，推進(jìn)新型工業(yè)化，加快制造強(qiáng)國、質(zhì)量強(qiáng)國和數(shù)字中國的建設(shè)。
機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CMVU）理事長潘津
近年來，隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、機(jī)器人流程自動(dòng)化和3D成像等技術(shù)的不斷演進(jìn)，機(jī)器視覺在高光譜成像、熱成像工業(yè)檢測、工業(yè)機(jī)器人、深度學(xué)習(xí)等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，推動(dòng)了機(jī)器視覺技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的需求不斷增長。機(jī)器視覺成功地將圖像處理應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，對物體進(jìn)行非接觸檢測、測量，提高加工精度、發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品缺陷并進(jìn)行自動(dòng)分析決策，以及定位引導(dǎo)機(jī)器人等裝置實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤抓取，使得工業(yè)視覺成為智能制造裝備對信息獲取及分析的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，同時(shí)也是全球制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵技術(shù)之一，廣泛應(yīng)用在3C電子、半導(dǎo)體、鋰電、光伏、印刷、食品、煙草制品、醫(yī)療、郵政等行業(yè)。
中國積極推進(jìn)制造業(yè)的智能化和信息化建設(shè)，在《智能檢測裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2023—2025年）》《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》《制造業(yè)質(zhì)量管理數(shù)字化實(shí)施指南（試行）》《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》等政策文件中，智能制造裝備、智能檢測裝備及其核心部件機(jī)器視覺產(chǎn)品被明確列為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一。作為全球第一制造業(yè)大國，中國正處于制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵期間，對于提高生產(chǎn)率、降低成本、提升產(chǎn)品質(zhì)量的需求日益提高。得益于政策的支持，人工智能、大數(shù)據(jù)等新一輪科技浪潮的推動(dòng)和市場的不斷擴(kuò)大，特別是中國在新能源、光伏等新興制造業(yè)領(lǐng)域逐步占據(jù)全球領(lǐng)先地位，勢必會(huì)推動(dòng)中國機(jī)器視覺的快速發(fā)展。
作為全球機(jī)器視覺領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，康耐視（COGNEX）已有40多年的發(fā)展歷史，現(xiàn)已成為制造業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域視覺系統(tǒng)、視覺軟件、視覺傳感器和工業(yè)讀碼器的主要提供商。中國是康耐視重要市場之一，其機(jī)器視覺將迎來快速發(fā)展的黃金時(shí)期，然而現(xiàn)階段中國機(jī)器視覺領(lǐng)域人才儲(chǔ)備嚴(yán)重不足，對整個(gè)產(chǎn)業(yè)而言，機(jī)器視覺系統(tǒng)的編程應(yīng)用、現(xiàn)場調(diào)試、維護(hù)保養(yǎng)、技術(shù)管理等方面人才普遍存在巨大缺口，缺乏經(jīng)過系統(tǒng)教學(xué)與培訓(xùn)、能熟練應(yīng)用機(jī)器視覺系統(tǒng)的專業(yè)人才，這也是影響康耐視機(jī)器視覺技術(shù)與產(chǎn)品能夠更快速推廣的因素之一�？焖偻七M(jìn)中國新型工業(yè)化和實(shí)施科教興國戰(zhàn)略，需要有與時(shí)俱進(jìn)的應(yīng)用型人才教育體系，以及人才培養(yǎng)所需的配套專業(yè)教學(xué)資源，這方面引起了康耐視的重視并提供了有利的支持。
機(jī)器視覺系列叢書由德創(chuàng)牽頭，聯(lián)合中國區(qū)域眾多高校和企業(yè)，針對中國機(jī)器視覺行業(yè)人才現(xiàn)狀和需求共同編寫而成。該系列叢書依托德創(chuàng)十余年的機(jī)器視覺工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)和應(yīng)用技術(shù)積累，以及康耐視先進(jìn)的機(jī)器視覺技術(shù)和產(chǎn)品，以企業(yè)實(shí)際用人需求和崗位能力要求為導(dǎo)向，以創(chuàng)新型、復(fù)合型、應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)，強(qiáng)化學(xué)生解決機(jī)器視覺系統(tǒng)現(xiàn)場問題的邏輯思維能力訓(xùn)練，注重解決實(shí)際問題的編程應(yīng)用能力培養(yǎng)，形成了“知識(shí)、能力、素質(zhì)”為一體的課程體系。該系列叢書既適合初學(xué)機(jī)器視覺的應(yīng)用型本科院校、職業(yè)本科院校、高等職業(yè)院校和技工院校相關(guān)專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)，也適合從事機(jī)器視覺相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員參考。
機(jī)器視覺系列叢書立足“讓機(jī)器視覺更簡單”，致力于培養(yǎng)造就大批德才兼?zhèn)涞母咚刭|(zhì)機(jī)器視覺人才，助力中國科教興國戰(zhàn)略、人才強(qiáng)國戰(zhàn)略和創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的深入實(shí)施，對推動(dòng)中國教育強(qiáng)國、科技強(qiáng)國和人才強(qiáng)國建設(shè)具有積極的意義。
康耐視亞太區(qū)Vision Software高級產(chǎn)品經(jīng)理曲海波機(jī)器視覺（Machine Vision，MV）作為人工智能技術(shù)的一個(gè)重要的研究分支，在工業(yè)上的應(yīng)用是其重要的方向。工業(yè)視覺系統(tǒng)通過光學(xué)裝置和非接觸式傳感器代替人眼來做測量和判斷，將圖像處理應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，提高產(chǎn)品加工精度、發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品缺陷并進(jìn)行自動(dòng)分析決策，廣泛應(yīng)用于識(shí)別、測量、檢測和引導(dǎo)等場景，是制造業(yè)高度自動(dòng)化的關(guān)鍵點(diǎn)。
隨著中國制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級進(jìn)程的推進(jìn)與人工智能技術(shù)水平的提升，國內(nèi)的工業(yè)視覺行業(yè)獲得了空前的發(fā)展機(jī)遇。目前，我國已經(jīng)成為全球制造業(yè)的加工中心，也是世界工業(yè)視覺發(fā)展最活躍的地區(qū)之一，應(yīng)用范圍幾乎涵蓋了3C電子、新能源、半導(dǎo)體、汽車等國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。2021年12月，工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展和改革委員會(huì)、等八部門聯(lián)合發(fā)布的《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》指出：到2025年，70%的規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)大部分實(shí)現(xiàn)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化，重點(diǎn)行業(yè)骨干企業(yè)初步應(yīng)用智能化；智能制造裝備和工業(yè)軟件技術(shù)水平的市場競爭力顯著提升，市場滿足率分別超過70%和50%；到2035年，規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)全面普及數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化，重點(diǎn)行業(yè)骨干企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)智能化。這意味著隨著我國工業(yè)制造領(lǐng)域的自動(dòng)化和智能化程度的深入，工業(yè)視覺將具有更廣泛的發(fā)展空間。2023年2月，工業(yè)和信息化部、、財(cái)政部等七部門聯(lián)合印發(fā)《智能檢測裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2023—2025年）》的通知，提出智能檢測裝備是智能制造的核心裝備，明確機(jī)器視覺算法、圖像處理軟件等專用檢測分析軟件的開發(fā)作為基礎(chǔ)創(chuàng)新重點(diǎn)方向。
在全球范圍內(nèi)的制造產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型期，我國工業(yè)視覺產(chǎn)業(yè)迎來爆發(fā)性的發(fā)展機(jī)遇，然而，現(xiàn)階段我國工業(yè)視覺領(lǐng)域人才供需失衡，缺乏系統(tǒng)培養(yǎng)、具備工程實(shí)踐能力，并能熟練使用和維護(hù)工業(yè)視覺系統(tǒng)的專業(yè)人才。職業(yè)教育要適應(yīng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級需要，著力加強(qiáng)高技能人才培養(yǎng)，全面提升職業(yè)技能培訓(xùn)基礎(chǔ)能力，加強(qiáng)職業(yè)技能培訓(xùn)教學(xué)資源建設(shè)和基礎(chǔ)平臺(tái)建設(shè)。2021年3月，人社部、市場監(jiān)管總局、統(tǒng)計(jì)局正式發(fā)布“工業(yè)視覺系統(tǒng)運(yùn)維員”等13個(gè)新職業(yè)信息。2022年9月，《中華人民共和國職業(yè)分類大典（2022年版）》審定頒布會(huì)召開并審議通過，首次將“工業(yè)視覺系統(tǒng)運(yùn)維員”標(biāo)識(shí)為數(shù)字職業(yè)。針對這一現(xiàn)狀，為了更好地推廣工業(yè)視覺技術(shù)的應(yīng)用和滿足工業(yè)視覺新職業(yè)技能的需求，需要編寫一本系統(tǒng)、全面且符合產(chǎn)業(yè)需求的工業(yè)視覺技術(shù)實(shí)用教材。
本書圍繞工業(yè)視覺技術(shù)的具體應(yīng)用，基于DCCKVisionPlus平臺(tái)軟件，詳細(xì)介紹工業(yè)視覺系統(tǒng)的環(huán)境搭建、圖像采集、軟件編程、HMI界面設(shè)計(jì)、外圍設(shè)備通訊與交互等相關(guān)知識(shí)，通過典型的工程項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)工業(yè)視覺系統(tǒng)的檢測、測量、識(shí)別、引導(dǎo)四大類應(yīng)用，并引入3D視覺、深度學(xué)習(xí)等前沿技術(shù)。每個(gè)項(xiàng)目融合了《工業(yè)視覺系統(tǒng)運(yùn)維員國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》對知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)的要求，內(nèi)容相對獨(dú)立，立足大國工匠和高技能人才培養(yǎng)要求。為了讓學(xué)習(xí)者獲得更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，本書的每個(gè)項(xiàng)目都提供了任務(wù)工單、知識(shí)準(zhǔn)備（跟我學(xué)）、任務(wù)實(shí)施（跟我做）、任務(wù)實(shí)施記錄及驗(yàn)收單、技能訓(xùn)練和知識(shí)測試等豐富的學(xué)習(xí)資源。任務(wù)工單描述了任務(wù)功能實(shí)現(xiàn)的具體要求，知識(shí)準(zhǔn)備對完成任務(wù)所用相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)講解，任務(wù)實(shí)施是手把手帶領(lǐng)學(xué)習(xí)者動(dòng)手實(shí)踐，這樣既能學(xué)又能做。在學(xué)和做的過程中提升學(xué)習(xí)者嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、遵章守則、精益求精的職業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神。
本書貫徹“科技服務(wù)社會(huì)”的理念，與時(shí)俱進(jìn)地融入素質(zhì)教育元素，以就業(yè)優(yōu)先為導(dǎo)向，以職業(yè)技能和產(chǎn)業(yè)崗位需要為出發(fā)點(diǎn)，引入工程案例、先進(jìn)技術(shù)，體現(xiàn)了“教、學(xué)、做”一體化。本書屬于新形態(tài)教材，配套豐富的數(shù)字化教學(xué)資源，可采用線上、線下混合式教學(xué)方法，以及“軟件模擬+真機(jī)實(shí)操”的教學(xué)手段，助力提升教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效率。本書所有項(xiàng)目的設(shè)計(jì)源自蘇州德創(chuàng)測控科技有限公司（簡稱德創(chuàng)）大量真實(shí)的工業(yè)視覺工程項(xiàng)目應(yīng)用案例，配套的數(shù)字化教學(xué)資源可在德創(chuàng)官網(wǎng)（http://www.dcck.com.cn/kczy.php）或“德創(chuàng)視覺之家”微信小程序中下載或查看。
本書由梁洪波和葛大偉任主編，馬海杰、彭寬棟、顧三鴻和趙立勇任副主編，參加編寫的還有司艷姣、吳方芳、沈棟慧、鄧小龍、井輝和丁怡寧。全書由梁洪波和葛大偉統(tǒng)稿，具體編寫分工為：葛大偉編寫項(xiàng)目1；馬海杰編寫項(xiàng)目2；彭寬棟編寫項(xiàng)目3；趙立勇編寫項(xiàng)目4；沈棟慧編寫項(xiàng)目5；井輝編寫項(xiàng)目6；鄧小龍和丁怡寧編寫項(xiàng)目7；顧三鴻編寫項(xiàng)目8；司艷姣編寫項(xiàng)目9和項(xiàng)目10；吳方芳編寫項(xiàng)目11和項(xiàng)目12；梁洪波編寫項(xiàng)目13。本書在編寫過程中還參考了部分行業(yè)網(wǎng)絡(luò)資料和文獻(xiàn)，同時(shí)得到了中國機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、康耐視、德創(chuàng)等單位的有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和工程技術(shù)人員，以及安徽交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院、山西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院、杭州科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院、江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院、南京城市職業(yè)學(xué)院、無