機器視覺作為實現工業(yè)自動化和智能化的關鍵技術，是人工智能發(fā)展最快、前景最廣闊的一個分支，其重要性就如眼睛對于人的價值，已經廣泛應用于工業(yè)、民用、軍事和科學研究等領域。工業(yè)視覺是機器視覺在工業(yè)領域內的應用，是機器視覺的一個重要的應用領域，在工業(yè)生產過程中的信息識別、表面質量檢測、目標定位引導、尺寸測量等方面發(fā)揮著越來越重要的作用，其應用范圍主要包括汽車、電子、光伏、新能源、半導體、醫(yī)療、物流、印刷包裝、食品等行業(yè)。
當前，全球機器視覺的應用呈爆發(fā)式增長，導致對機器視覺人才數量、質量的需求不斷增加，而我國機器視覺技術技能人才匱乏，與巨大的市場需求嚴重不協調。目前本科院校的教學內容偏向機器視覺理論、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了相關課程，普遍存在師資力量缺乏、配套課程資源不完善、機器視覺實訓環(huán)境不系統、技能考核體系不完善等問題，難以培養(yǎng)出滿足企業(yè)需要的機器視覺專業(yè)人才，將會制約我國機器視覺技術的推廣和新興產業(yè)的發(fā)展。
針對企業(yè)迫切需要掌握機器視覺系統編程、應用和維護的高素質技術技能人才，德創(chuàng)（蘇州德創(chuàng)測控科技有限公司的簡稱—編者注）依托十余年的機器視覺工程項目應用經驗，以就業(yè)優(yōu)先為導向，以“工業(yè)視覺系統運維員”數字新職業(yè)的職業(yè)技能要求和產業(yè)崗位需要為出發(fā)點，立足大國工匠和高技能人才培養(yǎng)要求，將“產、學、研、用”相結合，組織企業(yè)專家、工程技術人員和高校教師共同開發(fā)了機器視覺系列叢書。
該系列叢書深入貫徹了產業(yè)應用型人才培養(yǎng)“以能力培養(yǎng)為核心，以技能訓練為主線，以理論知識為支撐”的指導思想，通過詳細的工程項目案例，使讀者認識機器視覺技術，全面掌握機器視覺的檢測、測量、識別、引導四大類應用知識和技能，同時引入3D視覺、深度學習等前沿技術，為職業(yè)未來發(fā)展指明方向。該系列叢書既可作為應用型本科院校、職業(yè)本科大學、高等職業(yè)院校和技工院校相關專業(yè)的教材，也可供從事機器視覺編程與應用的技術人員參考。
希望機器視覺系列叢書能夠成為我國機器視覺行業(yè)的發(fā)展和人才培養(yǎng)的有效力量，推動制造業(yè)高端化、智能化發(fā)展，推進新型工業(yè)化，加快制造強國、質量強國和數字中國的建設。
機器視覺產業(yè)聯盟（CMVU）理事長潘津
近年來，隨著人工智能、大數據、機器人流程自動化和3D成像等技術的不斷演進，機器視覺在高光譜成像、熱成像工業(yè)檢測、工業(yè)機器人、深度學習等領域的應用越來越廣泛，推動了機器視覺技術在各個領域的需求不斷增長。機器視覺成功地將圖像處理應用于工業(yè)自動化領域，對物體進行非接觸檢測、測量，提高加工精度、發(fā)現產品缺陷并進行自動分析決策，以及定位引導機器人等裝置實現實時跟蹤抓取，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鍵環(huán)節(jié)，同時也是全球制造業(yè)轉型升級的關鍵技術之一，廣泛應用在3C電子、半導體、鋰電、光伏、印刷、食品、煙草制品、醫(yī)療、郵政等行業(yè)。
中國積極推進制造業(yè)的智能化和信息化建設，在《智能檢測裝備產業(yè)發(fā)展行動計劃（2023—2025年）》《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》《制造業(yè)質量管理數字化實施指南（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器視覺產品被明確列為重點發(fā)展領域之一。作為全球第一制造業(yè)大國，中國正處于制造業(yè)轉型升級的關鍵期間，對于提高生產率、降低成本、提升產品質量的需求日益提高。得益于政策的支持，人工智能、大數據等新一輪科技浪潮的推動和市場的不斷擴大，特別是中國在新能源、光伏等新興制造業(yè)領域逐步占據全球領先地位，勢必會推動中國機器視覺的快速發(fā)展。
作為全球機器視覺領域的領導者，康耐視（COGNEX）已有40多年的發(fā)展歷史，現已成為制造業(yè)自動化領域視覺系統、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，其機器視覺將迎來快速發(fā)展的黃金時期，然而現階段中國機器視覺領域人才儲備嚴重不足，對整個產業(yè)而言，機器視覺系統的編程應用、現場調試、維護保養(yǎng)、技術管理等方面人才普遍存在巨大缺口，缺乏經過系統教學與培訓、能熟練應用機器視覺系統的專業(yè)人才，這也是影響康耐視機器視覺技術與產品能夠更快速推廣的因素之一�？焖偻七M中國新型工業(yè)化和實施科教興國戰(zhàn)略，需要有與時俱進的應用型人才教育體系，以及人才培養(yǎng)所需的配套專業(yè)教學資源，這方面引起了康耐視的重視并提供了有利的支持。
機器視覺系列叢書由德創(chuàng)牽頭，聯合中國區(qū)域眾多高校和企業(yè)，針對中國機器視覺行業(yè)人才現狀和需求共同編寫而成。該系列叢書依托德創(chuàng)十余年的機器視覺工程項目經驗和應用技術積累，以及康耐視先進的機器視覺技術和產品，以企業(yè)實際用人需求和崗位能力要求為導向，以創(chuàng)新型、復合型、應用型人才培養(yǎng)為目標，強化學生解決機器視覺系統現場問題的邏輯思維能力訓練，注重解決實際問題的編程應用能力培養(yǎng)，形成了“知識、能力、素質”為一體的課程體系。該系列叢書既適合初學機器視覺的應用型本科院校、職業(yè)本科院校、高等職業(yè)院校和技工院校相關專業(yè)的學生學習，也適合從事機器視覺相關領域的工程技術人員參考。
機器視覺系列叢書立足“讓機器視覺更簡單”，致力于培養(yǎng)造就大批德才兼?zhèn)涞母咚刭|機器視覺人才，助力中國科教興國戰(zhàn)略、人才強國戰(zhàn)略和創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略的深入實施，對推動中國教育強國、科技強國和人才強國建設具有積極的意義。
康耐視亞太區(qū)Vision Software高級產品經理曲海波機器視覺（Machine Vision，MV）作為人工智能技術的一個重要的研究分支，在工業(yè)上的應用是其重要的方向。工業(yè)視覺系統通過光學裝置和非接觸式傳感器代替人眼來做測量和判斷，將圖像處理應用于工業(yè)自動化領域，提高產品加工精度、發(fā)現產品缺陷并進行自動分析決策，廣泛應用于識別、測量、檢測和引導等場景，是制造業(yè)高度自動化的關鍵點。
隨著中國制造業(yè)產業(yè)升級進程的推進與人工智能技術水平的提升，國內的工業(yè)視覺行業(yè)獲得了空前的發(fā)展機遇。目前，我國已經成為全球制造業(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，應用范圍幾乎涵蓋了3C電子、新能源、半導體、汽車等國民經濟的各個領域。2021年12月，工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展和改革委員會、等八部門聯合發(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)大部分實現數字化網絡化，重點行業(yè)骨干企業(yè)初步應用智能化；智能制造裝備和工業(yè)軟件技術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)全面普及數字化網絡化，重點行業(yè)骨干企業(yè)基本實現智能化。這意味著隨著我國工業(yè)制造領域的自動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、、財政部等七部門聯合印發(fā)《智能檢測裝備產業(yè)發(fā)展行動計劃（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)作為基礎創(chuàng)新重點方向。
在全球范圍內的制造產業(yè)戰(zhàn)略轉型期，我國工業(yè)視覺產業(yè)迎來爆發(fā)性的發(fā)展機遇，然而，現階段我國工業(yè)視覺領域人才供需失衡，缺乏系統培養(yǎng)、具備工程實踐能力，并能熟練使用和維護工業(yè)視覺系統的專業(yè)人才。職業(yè)教育要適應產業(yè)轉型升級需要，著力加強高技能人才培養(yǎng)，全面提升職業(yè)技能培訓基礎能力，加強職業(yè)技能培訓教學資源建設和基礎平臺建設。2021年3月，人社部、市場監(jiān)管總局、統計局正式發(fā)布“工業(yè)視覺系統運維員”等13個新職業(yè)信息。2022年9月，《中華人民共和國職業(yè)分類大典（2022年版）》審定頒布會召開并審議通過，首次將“工業(yè)視覺系統運維員”標識為數字職業(yè)。針對這一現狀，為了更好地推廣工業(yè)視覺技術的應用和滿足工業(yè)視覺新職業(yè)技能的需求，需要編寫一本系統、全面且符合產業(yè)需求的工業(yè)視覺技術實用教材。
本書圍繞工業(yè)視覺技術的具體應用，基于DCCKVisionPlus平臺軟件，詳細介紹工業(yè)視覺系統的環(huán)境搭建、圖像采集、軟件編程、HMI界面設計、外圍設備通訊與交互等相關知識，通過典型的工程項目實現工業(yè)視覺系統的檢測、測量、識別、引導四大類應用，并引入3D視覺、深度學習等前沿技術。每個項目融合了《工業(yè)視覺系統運維員國家職業(yè)標準》對知識點、技能點的要求，內容相對獨立，立足大國工匠和高技能人才培養(yǎng)要求。為了讓學習者獲得更好的學習體驗，本書的每個項目都提供了任務工單、知識準備（跟我學）、任務實施（跟我做）、任務實施記錄及驗收單、技能訓練和知識測試等豐富的學習資源。任務工單描述了任務功能實現的具體要求，知識準備對完成任務所用相關知識點進行了詳細講解，任務實施是手把手帶領學習者動手實踐，這樣既能學又能做。在學和做的過程中提升學習者嚴謹認真、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“科技服務社會”的理念，與時俱進地融入素質教育元素，以就業(yè)優(yōu)先為導向，以職業(yè)技能和產業(yè)崗位需要為出發(fā)點，引入工程案例、先進技術，體現了“教、學、做”一體化。本書屬于新形態(tài)教材，配套豐富的數字化教學資源，可采用線上、線下混合式教學方法，以及“軟件模擬+真機實操”的教學手段，助力提升教學質量和學習效率。本書所有項目的設計源自蘇州德創(chuàng)測控科技有限公司（簡稱德創(chuàng)）大量真實的工業(yè)視覺工程項目應用案例，配套的數字化教學資源可在德創(chuàng)官網（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稿，具體編寫分工為：葛大偉編寫項目1；馬海杰編寫項目2；彭寬棟編寫項目3；趙立勇編寫項目4；沈棟慧編寫項目5；井輝編寫項目6；鄧小龍和丁怡寧編寫項目7；顧三鴻編寫項目8；司艷姣編寫項目9和項目10；吳方芳編寫項目11和項目12；梁洪波編寫項目13。本書在編寫過程中還參考了部分行業(yè)網絡資料和文獻，同時得到了中國機器視覺產業(yè)聯盟、康耐視、德創(chuàng)等單位的有關領導和工程技術人員，以及安徽交通職業(yè)技術學院、山西機電職業(yè)技術學院、杭州科技職業(yè)技術學院、江蘇信息職業(yè)技術學院、南京城市職業(yè)學院、無