計算機視覺的用途精選(九篇)
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第1篇：計算機視覺的用途范文
在用常見的手勢進行交流時，人們很容易就能互相理解，在經過學習之后，聾啞人或是正常人都可以運用手語進行交流。不過，想象一下，當你對計算機(或機器)做一個手勢，它就能領會你的意圖會是怎樣的情景呢?如果計算機(或機器)看得懂手語，又意味著什么呢?姑且不管實現這樣的人機交流有何深遠的意義，還是先讓我們來探究一下這樣的可行性吧，想想看得懂手語的計算機(或機器)能有什么用途。
人機交互：從呆板到員活
人類之間的交流往往聲情并茂，既采用自然語言(口語、書面語言)，還廣泛采用人體語言(表情、體勢、手勢)。與人類之間的交流相比，人機交互就顯得呆板多了。以計算機的輸入方式為例，人要向計算機下達指令，最常見的方式還是通過鍵盤輸入。當然，手寫輸入也正為許多人所接受和喜愛，語音輸入的研究也進行得熱火朝天，最初單一而呆板的輸入方式已經得到了擴展。然而，科學研究是永無止境的，人體語言這種簡單快捷的信息交流方式得到了很多研究者的關注，他們想，能不能把這種靈活的信息交流方式也引進人機交互中呢?
于是研究人員展開了對人體語言理解的研究。人體語言的感知、人體語言與自然語言的信息融合對提高計算機的人類語言理解水平，加強人機接口的可實用性有著積極的意義。手語(手勢)是人體語言的一個非常重要的組成部分，它是包含信息量最多的一種人體語言，它與語言、書面語等自然語言的表達能力相同。因而完全可以把手語作為人機交互的一種手段，它具有很強的視覺效果，生動、形象、直觀。可見，將手勢運用于計算機能夠很好地改善人機交互的效率。
計算機怎樣識別手勢?
從不同的角度可以對手勢進行不同的分類。分為交互性手勢和操作性手勢，前者手的運動表示特定的信息(如樂隊指揮)，靠視覺來感知，后者不表達任何信息(如彈琴)；分為自主性手勢和非自主性手勢，后者需要與語音配合用來加強或補充某些信息(如演講者用手勢描述動作、空間結構等信息)，分為離心手勢和向心手勢，前者直接針對說話人，有明確的交流意圖，后者只是反應說話人的情緒和內心的愿望。
手勢的各種組合、運動相當復雜，不過簡單來看，手勢主要有如下的特點：手是彈性物體，因此同一手勢之間差別很大，手有大量冗余信息，由于人識別手勢關鍵是識別手指特征，因此手掌特征是冗余的信息：手的位置是在三維空間，很難定位：手的表面是，非平滑的，容易產生陰影。
了解了手勢的這些特點，就可以在手勢研究中對手勢做適當的分割、假設和約束。例如，可以給出如下約束：如果整個手處于運動狀態，那么手指的運動和狀態就不重要，如果手勢主要由各手指之間的相對運動構成，那么手就應該處于靜止狀態。比如鼠標和筆式交互設備就是通過識別手的整體運動來完成人與計算機的交互，但它們不能識別手指的動作，其優點是僅利用軟件算法就能實現，適合于一般桌面系統。只有當用鼠標或筆式交互設備的運動或方向變化來傳達信息時，才可將鼠標或筆式交互設備看作手勢表達工具。筆式交互設備發展很快，它提供了充分的交互信息，如壓力、方向、旋轉和位置信息，但現有交互主要是簡單地替代鼠標。
計算機識別手勢的手段主要有兩種：
1．數據手套。數據手套是虛擬現實系統中廣泛使用的傳感設備，用戶通過數據手套，能做出各種手勢向系統發出命令，與虛擬世界進行各種交互操作：比如通過一只與數據手套對應的在計算機屏幕上顯示的虛擬手，使用戶成為虛擬世界中的一員：抓取物體，如果手套有力反饋，還能讓用戶感覺到物體的重量和材質等。美國在“洞穴”虛擬系統中就是利用數據手套來研制武器。數據手套的主要優點是可以測定手指的姿勢和手勢，但是相對而言代價較為昂貴，并且有時會給用戶帶來不便(如出汗)。
2．計算機視覺。即利用攝像機輸人手勢，其優點是不干擾用戶，這是一種很有前途的技術，目前有許多研究者致力于此項工作。但在技術上存在很多困難，目前的計算機視覺技術還難以勝任手勢識別和理解的任務。
目前較為實用的手勢識別是基于數據手套的，因為數據手套不僅可以輸入包括三維空間運動在內的較為全面的手勢信息，而且比基于計算機視覺的手勢在技術上要容易得多。
更好地為人服務
日本三菱電子研究實驗室的研究人員已經使用低成本的視覺系統，通過手勢就可以控制一臺電視機。由計算機控制的美國航空航天局虛擬太空站也是采用美國Cybernet公司開發的手語識別軟件，通過一部架設在頂部的攝像機來追蹤指揮者的手勢。當系統捕捉到揮手等手勢時，就會做出相應的反應，讓指揮者像航天員一樣在計算機虛擬的阿爾法國際太空站上移動(確切地說是飄動)。
Cybemet公司的軟件還能識別一系列的特定手勢，就像工地上的工人或交通警察經常用的那種手語，通過這些手勢你能夠旋轉在虛擬旅行中看到的三維圖像，還可以向上或是向下改變你的視角。美國航空航天局正在考慮把這套系統用于真正的太空站，因為笨重的航天服和微重力環境使得鼠標和鍵盤都變得難以操縱。也許不久之后，航天員就能用簡單的手語來控制機器人在太空中抓取物體。
手語(手勢)識別系統的研究還有助于改善和提高聾啞人的生活學習和工作條件，為他們提供更好的服務。同時也可以應用于計算機輔助啞語教學、電視節目雙語播放、虛擬人的研究、電影制作中的特技處理、動畫的制作、醫療研究、游戲娛樂等諸多方面。另外，手語識別系統的研究涉及到教學、計算機圖形學、機器人運動學、醫學等多學科。因此，手語識別系統的研究非常有意義。
第2篇：計算機視覺的用途范文
Abstract:There are three stages about the development of video monitoring system, simulative video surveillance system, digital video monitoring system and digital control system, and the intelligent video surveillance system is the future and hope of video monitoring system. Intelligent video analysis technology is the key technology of intelligent video surveillance, the core of changing passive surveillance into active identification.
關鍵詞:視頻監控系統,智能視頻分析系統,智能視頻分析技術
Key words:video monitoring system; intelligent video analysis system; intelligent video analysis technology
中圖分類號:TP27 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)17-0097-02
0引言
俗話說“百聞不如一見”,視覺信息在人類活動所涉及的信息中占據的比重最大,而且由于其空間和結構特性使其不能為任何其他信息所替代。智能視頻監控(IVS,Intelligent Video surveillance)技術源于計算機視覺(CV,Computer Vision)技術,作為人工智能(AI,Artificial Intelligent)研究的一個分支,是一項新興的安防技術,有著廣闊的發展前景。智能視頻監控技術是指利用計算機視覺的方法,在不需要人為干預的情況下,通過對視頻序列進行實時自動分析,實現對目標的定位、識別和跟蹤,并在此基礎上進行行為分析,以達到完成日常管理和對異常情況預警的目的。基本的智能視頻監控系統主要由視頻數據采集、視頻數據編碼、視頻數據傳輸以及視頻數據分析處理和異常行為報警等部分組成。進入21世紀以來,國際反恐斗爭的形勢日趨嚴峻,智能視頻監控作為安防系統的重要組成部分,廣泛應用于各種公共場所和大型活動之中。我國的智能視頻監控技術也在“平安城市”項目、奧運安防和上海世博會安防等各行業安防項目的強勁刺激和拉動下,進入了蓬勃發展階段。
1智能視頻監控的發展歷程及研究現狀
近三十年來,視頻監控系統的發展經歷了模擬視頻監控系統、數字視頻監控系統、全數字化監控系統(網絡攝像機和視頻服務器)三個階段的演變,得到了巨大的發展。
1.1 模擬視頻監控系統早期的視頻監控是以攝像機、監視器(電視機)組成的純模擬的視頻監控系統,稱為閉路監視系統。隨后出現了視頻切換設備,閉路監視系統加入多路視頻切換、攝像機云臺/鏡頭控制和報警聯動等數字控制功能,實現了數字控制的模擬視頻監控系統,稱為第一代視頻監控系統。
1.2 數字視頻監控系統20世紀90年代中期,以DVR(Digital Video Recorder)為代表的第二代視頻監控系統出現在視頻監控市場上,大大提高了用戶對錄像信息的處理能力。DVR使用戶可以將模擬的視頻信號進行數字化并存儲在硬盤而不是盒式錄像帶上。用戶還可以通過DVR控制攝像機的啟閉,從而實現移動偵測功能,對于報警事件以及事前/事后報警信息的搜索也變得十分簡單。
1.3 網絡視頻監控系統進入21世紀以后,隨著網絡帶寬、計算機處理能力和存儲器容量的迅速提高,以及各種實用視頻信息處理技術的出現,視頻監控進入了全數字化的網絡時代,稱為第三代視頻監控系統,即全數字視頻監控系統或網絡數字視頻監控系統。然而由于作為監控者的人類自身生理上的弱點和視頻監控設備在功能和性能上的局限性,使得各類視頻監控系統均不同程度存在精確度差、報警不及時、誤報和漏報等現象,以至系統的安全性和實用性得不到保障。因此,能夠每天連續24小時實時智能監視,并能夠自動分析攝像機捕捉的圖像數據,當異常發生時又能向保衛人員準確及時地發出警報的智能視頻監控系統應運而生,這樣即可以有效預防犯罪發生,同時也減少了雇傭大批監視人員所需要的人力、財力和物力的投入。隨著計算機視覺技術的不斷發展和計算機處理能力的迅速提高,智能視頻監控系統以其快速從海量視頻信息中自動分析和抽取關鍵信息的優勢,迅速占領國內外安防市場。
2智能視頻監控系統的關鍵技術及優勢
所謂智能視頻監控,就是指采用智能視頻分析算法,利用計算機視覺技術對視野范圍內的目標進行行為的分析和內容提取,當發現符合某種規則的行為(如越界、游蕩、滯留等)發生時,自動發出提示信號,采取特定對應措施(如聲光報警、移動監測并記錄)或通知監控人員進行人工干預等。作為智能視頻監控的關鍵技術,智能視頻分析技術可分為動態視頻目標檢測定位、動態視頻目標跟蹤、動態視頻目標分類識別、行為理解與描述、異常事件分析等部分。
動態視頻目標檢測技術是智能視頻分析的基礎,主要是指通過監控畫面識別目標區域的圖像變化,從監控場景中將目標提取出來。主要方法是背景減除法、時間差分法、光流法、特征檢測法等。動態視頻目標跟蹤是指結合物體的外表和運動特性,實現對不同形狀、顏色、不同背景的目標進行識別的技術。常用的方法有基于運動估計的跟蹤、基于特征的跟蹤、基于主動輪廓的跟蹤等。動態視頻目標分類識別包含目標的識別、目標行為模式的分析、目標的狀態分析等。行為理解與描述是最具挑戰的研究方向,因為觀察人的最終目標就是分析和理解人的個人行為、人與人之間及人與其它目標的交互行為等。近年來,利用機器學習工具構建人行為的統計模型方面有了一定的進展,但特征選擇和機器學習仍然是行為理解的難點。主要方法是狀態空間法和模板匹配方法。異常事件分析報警則是智能視頻監控的主要目的,是視頻監控智能化的必然要求。智能視頻監控系統較于以往的視頻監控系統有很大的優勢,它在很大程度上彌補了普通智能視頻監控系統的缺陷,變被動監控為主動識別。智能視頻監控系統的優勢很明顯,如全天候可靠的視頻監控,減少了人為因素造成的誤報、漏報,將監控人員從"目不轉睛"和主觀的分析判斷模式中解放出來。通過智能視頻分析模塊對監控畫面的自動分析,實現對異常事件的主動編碼、報警和保存。提高報警精度和響應速度,前端設備集成強大的數字圖像處理功能,并運行高級的智能視頻分析算法,使用戶可以更加精確的定義安全威脅的特征,識別可疑活動,在安全威脅發生之前提示監控人員提前做好準備,并根據實際情況驅動預案生成和執行。智能視頻監控還可以有效的擴展視頻資源的用途,將視頻資源應用到非安全領域中,如大型活動的人數統計、重要人物身份識別等。
3智能視頻監控系統的應用及發展方向
智能視頻監控系統的應用主要分為兩大類:安全相關類應用和非安全相關類應用。安全相關類應用主要是在安防系統中。伴隨重大政治、經濟、體育活動的增加,恐怖襲擊的頻繁發生,市場上對此類應用的需求不斷增長。主要包括:高級視頻移動偵測(Advanced VMD)、物體追蹤(Motion Tracking)、人臉識別(Facial Detection)、車輛識別(Vehicle Identification)、非法滯留(ObjectPersistence)等。目前,智能視頻監控系統已經在高端的安防市場有了多年應用,如在機場、監獄、軍事基地和其他大型基礎設施中。以機場為例,它的周界太過分散,監控人員無法完全監控到所有周界。這時,智能化的監控系統就可以充分展示它的才能了,它能夠自動探測在某些特定場所和時間內進入或離開某一區域的可疑物體。除了安全相關類應用之外,智能視頻監控系統還可以應用到非安全相關類應用當中。這些應用主要面向服務和零售行業,可以看作管理和服務的輔助工具,有效提高服務水平和營業額。這類應用主要有:人數統計(People Counting)、人群控制(Flow Control)、注意力控制(Attention Control)和交通流量控制(Traffic Flow)等。例如一些賓館或商場大堂的監控錄像可以通過人數統計功能,計算客流量和銷售情況;通過人臉識別等功能加強對VIP客戶的服務,智能視頻監控系統自動識別VIP客戶的特征,并通過客服人員及時做好服務工作,有效提高工作效率和工作質量。
目前,大部分智能視頻監控系統的核心算法仍然掌握在歐美等先進國家,并迅速形成了相對成熟的產品應用于安防系統中,如美國的Vidient、ObjectVideo,以色列的Mate,日本的NICE等。據IMS Research調查顯示,世界范圍內IVS(Intelligent Video System)的市場占有率為35%~36%,其中美國的OV(Object Video)就占有了9%左右。在國內,智能視頻監控也得到了長足的發展,如中國電信“全球眼”、中國網通“寬世界”、中國鐵通“智控眼”等品牌,大多面向行業用戶開展,市場收入不菲,競爭越來越激烈。2008年奧運會和2010年上海世博會更是使智能視頻監控系統得到了廣泛的應用和發展。
4結束語
綜上所述,智能化是視頻監控發展的必然趨勢,智能視頻監控系統正受到越來越多的關注,需求量也在不斷增加。雖然,目前仍存在許多問題,如:圖像質量問題、安全檢查問題等。但隨著智能視頻分析技術的不斷發展,各種硬件費用的降低和通信運營商的投資發展,智能視頻監控系統將得到更廣泛的應用和發展。現在,它已完成了2008奧運安防的重大使命,也將為2010的"平安世博"保駕護航。
參考文獻:
[1]郭瑞霞, 吳運新,宋躍輝.智能跟蹤視頻監視系統研究[J].電視技術, 2006,(2):74-77.
第3篇：計算機視覺的用途范文
【關鍵詞】電子商務，智能化，計算技術革命
計算機從1946年發明至今，經歷了電子管時代，晶體管時代集成電路時代，超大規模集成電路時代，發展至今，各個領域都用到了計算機，不管什么用途，都是以人類的需求作為前提出現的計算機應用，現今科學技術的的高度發展，人們對計算機的要求也越來越高了。下面是未來計算技術發展的五大趨勢。
1.非接觸式的計算機界面
當第一臺計算機問世時，它的體積大得占據了整個房間，重量達到幾十噸重，使用它的人需要經過專門培訓。后來，電腦來進入了千家萬戶，一個十幾歲的少年在幾天之內就可以熟練地操作它們。
現在，電腦正在逐漸消失。由于人機非接觸式界的出現，電腦正在融入了物聯網，融入我們的日常生活環境。
我們早已經告別了磁盤，現在已經進入了軟件即服務的時代，不久的將來我們也將進入硬件即服務的時代。
過去人們操作電腦是需要我們用手來操作的，不管是鍵盤、鼠標，還是觸摸屏，我們已經習慣了這樣的操作方式，這就是為什么采用非接觸式人機界面是一種新革命。今后的計算機的發展就越來越脫離了計算機的硬件界面的接觸，從微軟的Kinect到蘋果公司的Siri，再到谷歌眼鏡，我們開始期待在未來可以用完全不同的方式操縱電腦。簡單的模式識別技術已經開始運用，多虧加速循環規則（Law of Accelerating Returns）的存在，我們大致已經可以預期，在未來幾年乃至更長的時間里，非接觸式人機交互將變得非常普遍和重要，曾經在美國大片里能夠看到的都將一一融入我們的生活。
2原創內容
計算機技術已經變得更加家庭化、移動化，及社交性。未來的計算機戰場將轉移到人們的家里。例如： 亞馬遜、微軟、谷歌、蘋果公司以及各家有線電視都爭相地推出新環境下的消費電子娛樂產品，以期占據市場的主導地位。
一種新興的戰略是開發原創節目，以吸引特定的用戶群。Netflix公司最近推出的首部原創劇集《紙牌屋》（House of Cards）就取得了成功，還有就是亞馬遜和微軟很快宣布不久也推出它們的原創節目。
3.多人在線
在過去的十多年中，大型多人在線游戲，如《魔獸世界》風靡一時。與傳統的電腦游戲不同，多人在線游戲不是單純地與計算機比賽，而是與其他許多人在線比賽。這種游戲非常適合電腦玩家的口味。
現如今，多人在線已經不止于聊天和游戲。美國在線教育網站可以提供成千上萬的學習視頻，任何年齡階段的孩子都可以在線學習各種學科的課程，應用技術已經達到日臻成熟。
4.物聯網
物聯網是一個基于互聯網、傳統電信網等信息承載體，讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現互聯互通的網絡。它具有普通對象設備化、自治終端互聯化和普適服務智能化3個重要特征。
物聯網（Web of Things）的發展代表了整個社會信息化的發展方向。就通信產業來說，長期的發展目標是 實現人與人之間無縫溝通。這個目標發展到現在，已經基本實現了。那么今后向什么方向發展？2009 年開始，以“物聯網”、“智慧地球”為代表的信息化概念在全球范圍內出現，為通信產業未來的發展指明了方向。 在全球金融大環境下，物聯網的本質是行業信息化，各國政府大力推動物聯網發展的動力在于尋找新的經濟增長點和創造就業。 在這樣的大背景下，在全球范圍內，運營商成為了物聯網的重要推動者。構造了全世界范圍內的競爭環境，是今后流行的趨勢，它的出現意味著和我們生活相關的任何物體都變成一個計算機終端。我們住的房子、開的汽車，甚至在大街上的物體都將能夠與我們的智能手機實現無縫連接。
在未來幾年里，推動這一趨勢是兩種互補的技術：超低功率芯片和近場通信（NFC）。超低功率芯片可以從周圍環境中獲得能量，近場通訊可以讓互相靠近的設備進行雙向的數據通信，它將能夠讓計算機終端變得無處不在。
物聯網的某些應用，如移動支付和IBM的智慧地球（Smarter Planet）計劃，在短短的幾年將普及開來。
5.人工智能計算機
人工智能是計算機科學的一個分支，它企圖了解智能的實質，并生產出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應的智能機器，該領域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統等。人工智能從誕生以來，理論和技術日益成熟，應用領域也不斷擴大，可以設想，未來人工智能帶來的科技產品，將會是人類智慧的“容器”。
人工智能是一門極富挑戰性的科學，從事這項工作的人必須懂得計算機知識，心理學和哲學。人工智能是包括十分廣泛的科學，它由不同的領域組成，如機器學習，計算機視覺等等，總的說來，人工智能研究的一個主要目標是使機器能夠勝任一些通常需要人類智能才能完成的復雜工作。
人工智能計算機，國外很早就開始研發，并取得了驚人的成績，IBM、谷歌和微軟等公司都在為將自然語言處理與大數據系統在云中結合起來而努力。這些大數據系統將比我們最好的朋友更了解我們，它們不但包含人類的所有知識，而且將與整個物聯網相連接。IBM的超級電腦沃森（Watson）就是這方面的第一個成果，其售價高達3百萬美元，但這個價格在十年內將下降到約3萬美元，屆時大多數機構都能夠用上它。
參考文獻：
[1]《物聯網導論》作者：劉云浩 科學出版社
第4篇：計算機視覺的用途范文
關鍵詞：手勢識別；3D視覺；DSP
DOI: 10.3969/j.issn.1005-5517.2012.9.003
隨著觸摸屏技術的不斷推廣，用戶已經適應并逐漸熟悉了與機器的互動。現在，人機互動技術已邁上了更高的臺階，進入了手勢識別時代，不過這也并不是一帆風順的。手勢識別現已在娛樂及游戲市場出現，然而這種技術將對我們的日常生活產生怎樣的影響呢？不妨假想一下，有人坐在沙發上，只需一揮手就能操控燈光和電視，或者汽車自動檢測附近是否有行人。隨著手勢識別技術支持人機互動的不斷深入發展，這些及其它功能將很快得以實現。手勢識別技術長期以來一直采用 2D 視覺進行研究，但隨著 3D 傳感器技術的出現，其應用將日益廣泛并多樣化。
2D視覺的局限
計算機視覺技術一直在努力向堪比人類智慧的智能方向發展，以更好地了解場景。如果不能解釋周圍的世界，計算機就無法與人實現自然交流對接。計算機在了解周圍場景方面面臨的主要問題包括細分、對象表征、機器學習與識別等。由于 2D 場景表征本身存在局限性，手勢識別系統必須應用其它各種提示信息才能得到包含更有用信息的更好結果。在可能性信息包含整個身體跟蹤時，盡管將多種提示信息整合在一起，單靠 2D 表征也很難獲得超越手勢識別的任何信息。
“z”（深度）創新
向 3D 視覺及手勢識別發展過程中的挑戰一直都是第三坐標 —z 軸坐標的獲取。人眼能看到 3D 對象，能自然識別 (x,y,z) 坐標軸，從而能夠看到一切事物，而后大腦能夠以 3D 影像的形式表達這些坐標軸。機器無法獲得 3D 視覺的一大挑戰就在于影像分析技術。目前有 3 種應對 3D 采集問題的常見解決方案，每種方案都有其獨特的功能與特定的用途。這三種方案分別為：立體視覺、結構光模式以及渡越時間 (TOF)。有了這些技術提供的 3D 影像輸出，就可實現手勢識別技術。
立體視覺
立體視覺系統可能是最為人所熟知的 3D 采集系統。該系統使用 2 個攝像機獲得左右立體影像，該影像有些輕微偏移，與人眼同序。計算機通過比較這兩個影像，就可獲得對應于影像中物移的不同影像。該不同影像或地圖可以是彩色的，也可以為灰階，具體取決于特定系統的需求。立體視覺系統目前通常用于 3D 電影，能帶來低成本而又震撼人心的娛樂體驗。
結構光模式
結構光模式可用來測量或掃描3D 對象。在該類系統中，可在整個對象上照射結構光模式，光模式可使用激光照明干擾創建，也可使用投影影像創建。使用類似于立體視覺系統的攝像機，有助于結構光模式系統獲得對象的 3D 坐標。此外，單個 2D 攝像機系統也可用來測量任何單條的移位，然后通過軟件分析獲得坐標。無論使用什么系統，都可使用坐標來創建對象外形的數字 3D 圖形。
渡越時間 (TOF)
渡越時間 (TOF) 傳感器是一種相對較新的深度信息系統。TOF 系統是一種光雷達 (LIDAR) 系統，同樣可從發射極向對象發射光脈沖。接收器則可通過計算光脈沖從發射器到對象，再以像素格式返回到接收器的運行時間來確定被測量對象的距離。
TOF 系統不是掃描儀，因為其不支持點對點測量。TOF 系統可同時獲得整個場景，確定 3D 范圍影像。利用測量得到的對象坐標可創建 3D 影像，并可用于機器人、制造、醫療技術以及數碼攝影等領域的設備控制。
實施 TOF 系統所需的半導體器件現已開始供貨。目前的器件支持實現 TOF 系統所需的處理性能、速度與帶寬。
3D 視覺技術的比較
不同的應用或市場適用于不同的3D 視覺技術。圖 1 顯示了不同 3D 視覺技術的比較及其相關響應時間、軟件復雜性、成本及準確性的相對優缺點。
立體視覺技術需要極高的軟件復雜性才能獲得高精度3D 深度數據，其通常可通過數字信號處理器(DSP) 或多內核標量處理器進行處理。立體視覺系統支持小巧的外形與低成本，是移動電話等消費類設備的良好選擇。不過，立體視覺系統的精確度與響應時間不及其它技術，因此對于制造質量控制系統等要求高精度的系統來說不太理想。
結構光技術是包括 3D 計算機輔助設計 (CAD) 系統在內的 3D 對象掃描的良好解決方案。這些系統的相關軟件復雜性可通過硬接線邏輯解決（如 ASIC 與 FPGA 等），其需要高昂的開發及材料成本。此外，該計算復雜性還可導致較慢的響應時間。在實現微觀層面上的高精度方面，結構光模式技術優于其它 3D 視覺技術。
TOF 系統取得了性能與成本的平衡，非常適用于需要快速響應時間的制造與消費類電子設備等應用領域的設備控制。TOF 系統軟件復雜程度通常較低，不過這些系統需要昂貴的照明部件（LED、激光二極管）以及高速接口相關部件（快速 ADC、快速串行／并行接口、快速 PWM 驅動器），這將提升材料成本。圖 1 顯示了這三種 3D 傳感器技術的對比情況。
圖1 3D 視覺技術對比
“z”（深度）如何影響人機界面
隨著“z”坐標的加入，顯示與影像更接近自然，更貼近人類。人們在顯示屏上能看到人眼從周邊環境所看到的逼真事物。增加這第三維坐標改變了可使用的顯示與應用類型。
顯示
立體顯示屏
立體顯示屏通常需要用戶佩戴3D 眼鏡。這種顯示屏為左右眼提供不同的影像，兩眼看到的影像不同，讓大腦誤以為看到了 3D 影像。這種顯示屏目前廣泛用于眾多 3D 電視與3D 電影院。
多視點顯示屏
多視點顯視屏不同于立體顯示屏，無需佩戴特殊眼鏡。這些顯示屏可同時投射多個影像，每個影像稍微有些位移，形成適當的角度，讓用戶可在每個視點角度看到相同對象的不同投射影像。這些顯示屏支持全息攝影效果，在不久的將來將實現全新的3D 體驗。
檢測與應用
處理并顯示“z”坐標的功能將實現全新的應用，其中包括游戲、制造控制、安全、互動數字標牌、遠程醫療、汽車以及機器人視覺等。圖 2是身體骨架與深度映射傳感技術所支持的某些應用領域視圖。
人類手勢識別（消費類）
人類手勢識別是一項深受歡迎的新技術，可為游戲、消費類以及移動產品帶來新的輸入方式。用戶能夠以極其自然、直觀的方法與設備進行互動，從而可促進產品推廣。這些人類手勢識別產品包括從 160 x 120 像素到640 x 480 像素，30 到60 fps 的各種分辨率的3D 數據。原始數據到z深度解析、雙手跟蹤以及全身跟蹤等軟件模塊需要數字信號處理器 (DSP)對 3D 數據進行高效快速處理，才能實現實時游戲與跟蹤。
工業
工業與制造傳感器等大多數 3D視覺工業應用都采用至少 1 像素至數100k 像素的影像系統。3D 影像可使用 DSP 技術進行控制分析，確定制造瑕疵或者從部件集中選擇正確的部件。
互動數字標牌（精確定位的市場營銷工具）
每天我們都在遭受廣告的轟炸，無論是看電視、開車還是在機場登機都是如此。有了互動數字標牌，企業就可通過精確定位的市場營銷工具提供適合每位消費者的內容。例如，有人走過一個數字標牌，標牌上可能就會馬上顯示額外的消息確認該客戶。如果客戶停下來閱讀信息，該標牌可能會理解為客戶對產品感興趣，并提供更有針對性的消息。麥克風則將讓廣告牌檢測并識別關鍵短語，進一步精確定位所提供的消息。
這些互動數字標牌系統將需要3D 傳感器進行全面的身體跟蹤，2D傳感器進行面部識別，并需要麥克風進行語音識別。這些系統的軟件將運行在更高級的 DSP 及通用處理器(GPP) 上，不但可實現面部識別、全面的身體跟蹤以及 Flash 媒體播放器等應用，而且還可提供諸如 MPEG4視頻解碼等功能。
醫療（無故障虛擬／遠程護理）
3D 視覺將為醫療領域帶來前所未有的全新應用。醫生無需跟患者共處一室就可問診。遠程虛擬護理采用高精度 3D 傳感器支持的醫學機器人視覺系統，可確保為每一位患者提供最優質的醫療護理，無論他們身處何方。
汽車（安全）
近期，汽車應用在交通信號、車道以及障礙檢測方面使用 2D 傳感器技術取得了長足發展。隨著 3D 傳感技術的到來，3D 傳感器的“z”數據將大幅提升場景分析的可靠性。汽車通過使用 3D 視覺系統，現已有了預防事故的新途徑，無論白天還是夜間都非常適用。采用 3D 傳感器，車輛能可靠檢測并解讀周邊環境，確定對象是否對車輛及車內乘客構成安全威脅。這些系統要求軟硬件支持 3D 視覺系統，并需要密集型 DSP 及 GPP處理性能在極短時間內解讀 3D 圖形，避免事故。
視頻會議
視覺會議技術經過多年發展，已經從間斷脫節傳輸影像發展成當前的高清系統。未來增強型視頻會議將充分發揮 3D 傳感器的優勢，提供更真實、更具互動性的視頻會議體驗。該增強型視頻會議系統具有集成型2D 傳感器以及 3D 傳感器及麥克風組合，將能夠與其它增強型系統連接，實現高質量的視頻處理、面部識別、3D 影像、噪聲消除以及內容播放器（Flash 等）等應用。隨著這種密集型音視頻處理需求的出現，需要具備最佳性能及外設組合的 DSP。
圖2 3D 視覺正在為各個市場帶來全新的應用
圖3 2D 與 3D 攝像機系統的數據路徑
技術處理步驟
對許多應用而言，需要同時具備 2D 和 3D 攝像機系統才能充分實現應用技術。圖 3 顯示了這些系統的基本數據路徑。從傳感器獲取數據，然后進行視覺分析，這并不像數據路徑示意圖看上去那么簡單。具體而言，TOF 傳感器需要的帶寬相當于 2D 傳感器的 16 倍之多，這可導致高輸入/輸出 (I/O) 問題。另一個瓶頸則存在于原始 3D 數據向 3D 點云轉換的處理過程中。通過正確的軟硬件組合解決這些問題，對于手勢識別及 3D 的成功應用至關重要。當前數據路徑可通過 DSP/GPP 處理器組合加上分立式模擬組件及軟件庫實現。
3D 視覺嵌入式系統的挑戰
輸入挑戰
如前所述，輸入帶寬限制對 3D視覺嵌入式系統提出了極大的挑戰。此外，輸入接口也沒有標準化。設計人員可為 2D 傳感器與通用外部存儲器接口選擇采用不同的輸入選項，其中包括串行與并行接口。在支持最佳帶寬的標準輸入接口出現之前，設計人員只能使用現有的接口。
兩種不同的處理器架構
圖 3 所示的 3D 深度映射處理可分為兩類：一是以數據為中心的視覺專用處理，二是應用上層處理。以數據為中心的視覺專用處理需要處理器架構能夠執行單指令多數據 (SIMD) 快速浮點乘法及加法運算，以及快速搜索算法。DSP 是快速可靠執行這種處理功能的完美選擇。對于應用上層處理而言，高級操作系統 (OS) 及協議棧則可提供任何應用上層所需的必要特性集。
根據兩種處理器架構要求，提供高數據速率 I/O GPP+DSP+SIMD 處理器的片上系統 (SOC) 非常適合 3D 視覺處理，其可支持必要的數據及應用上層處理。
缺乏標準中間件
3D 視覺處理領域的中間件是多種來源的眾多不同組件的整合，包括開源（如 OpenCV）與專有商業源等。商業庫主要針對身體跟蹤應用，這是一種特定的 3D 視覺應用。目前尚未開發出針對所有不同 3D 視覺應用標準化的中間件接口。
“z”(深度)之后會有什么精彩？
第5篇：計算機視覺的用途范文
關鍵字：工程測量GPS技術遙感技術發展趨勢
中圖分類號：TB22文獻標識碼： A 文章編號：
工程測量是為各項建設項目的勘測、設計、施工、安裝、竣工、監測以及運營管理等一系列工程工序服務的。能夠為工程建設的各個環節提供必要的測量數據，在規范施工管理的同時，還能為工程的施工質量提供有效的保障。近年來，測繪技術的飛速發展促進了工程測量技術的快速發展。
一、當前工程測量中主要使用的方法
當前工程測量所使用的方法主要包括：1、人工測量成圖。其測量的順序是從整體到局部，測量人員先在測區內建立相應的測量平面及高程控制網，由控制點對測區內的地物、地貌進行測繪。在測量的過程中，隨著電子全站儀的迅速發展，憑借其優勢，能在較短的時間內獲得準確的三維坐標數據，并能通過軟件系統繪成電子圖。2、攝影測量成圖。在這種測量模式中，主要方式是由工作人員對地面進行攝影后，通過對像片的量測和解析來獲取相應的測量數據。在攝影測量成圖中，隨著科學技術的發展，已經由傳統的攝影經緯儀轉變為航空攝影測量，在保證測量精度的同時，還節省了大量的人力、物力。
二、工程測量中各種新技術的應用
2.1 RS技術
遙感技術是20世紀60年代興起的一種探測技術，以航空攝影技術為基礎，根據電磁波的理論，應用各種傳感儀器對遠距離目標所輻射和反射的電磁波信息，進行收集、處理，并最終成像，從而對地面各種景物進行探測和識別的一種綜合技術。對比傳統測繪，其優勢在于觀測的現實程度較高，效果較強，數字的系統分析與組合的程度更高，且各種中小比例尺地形圖都可以利用遙感影像來獲取，為應用于工程測量領域的城市基礎地形圖、地籍圖以及各種大、中、小比例地形圖的快速更新提供了十分便利的方法和手段。遙感技術的這些優勢，使得其在工程測量中應用的比例越來越大，現代測繪技術的發展已離不開遙感技術的發展，工程測量技術的發展更離不開遙感技術的發展。
2.2GPS技術
GPS技術是美國從20 世紀70 年代開始研制，于1994年全面建成，具有海、陸、空全方位實施三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。GPS具有全天候全球性覆蓋、高精度、多用途、定位速度快、自動化程度高、抗干擾性能好、保密性強和經濟效益高等特點。它可以解決傳統方法定位精度低、復位難、工作量大的問題。目前，GPS已經成為建立平面控制網的一種常用手段，其測量所獲得的點位坐標是地心直角坐標系中的三維坐標，是真正的三維測量系統。GPS的測量精度也非常高，雙頻GPS的點差分測量精度甚至達到亞毫米級，完全能夠滿足工程測量中高等級控制點的精度要求。
2.3RTK技術
實時動態技術是在GPS 基礎上發展起來的，通過RTK技術，不僅可以對地形地物點進行測量，還可以對該點的特征值及序號進行記錄。RTK 測量是將l 臺GPS 接收機安裝在已知點上對GPS 衛星進行觀測，將采集的載波相位觀測量調制到基準站電臺的載波上，再通過基準站電臺發射出去。流動站在對GPS 衛星進行觀測并采集載波相位觀測量的同時，也接收由基準站電臺發射的信號，經解調得到基準站的載波相位觀測量，流動站的GPS 接收機再利用0TF技術由基準站的載波相位觀測量和流動站的載波相位觀測量來求解整周模糊度，最后求出厘米級精度流動站的位置，最高能夠達到I級圖根控制點的精度要求。這種測量方法方便、靈活，能夠大大縮短工程測量中布設控制網的時間，提高工作效率。
2.4 GIS技術
GIS 是以地理空間為基礎，集環境科學、測繪遙感科學、空間科學、計算機科學等學科為一體的新興科學。其優勢在于集地理數據采集、存儲、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數據流程，還在于它的空間提示、預測預報和輔助決策等功能。這些功能的應用，使GIS技術本身建立了一個龐大的數據庫和圖形顯示輸出能力。目前，GIS 不僅發展成為一門較為成熟的技術科學，而且已經成為一門新興的產業，在工程測量、地質礦產、農林水利、氣象海洋、環境監測、城市規劃、土地管理、區域開發與國防建設等領域發揮越來越重要的作用。
2.5數字攝影測量技術
數字攝影測量是基于數字影像和攝影測量的基本原理，應用計算機技術、數字影像處理、影像匹配、模式識別等多學科的理論與方法，提取所攝對像以數字方式表達的幾何與物理信息的攝影測量學的分支學科。采用全數字攝影測量技術測制的大比例地形圖，其測量精度高于一般的解析測圖儀，合理地利用“作業員”和“計算機視覺”相互的優點，在作業員的引導下采用半自動方式進行地形、地貌數據的采集，不但能減輕了工作的強度，還能極大的提高工作效率，縮短工期。
2.6三維激光掃描技術
三維激光掃描技術是上世紀九十年代中期開始出現的一項高新技術，是繼GPS空間定位系統之后又一項測繪技術新突破。它通過高速激光掃描測量的方法，大面積高分辨率地快速獲取被測對象表面的三維坐標數據。可以快速、大量的采集空間點位信息，為快速建立物體的三維影像模型提供了一種全新的技術手段。由于其具有快速、精確、三維實景、節省成本和滿足一些工程項目特殊要求的特點，它將在工程測量領域中掀起新的技術浪潮，這項技術正在提升傳統數據采集技術，同時必將提升傳統的工程設計、建造、驗收等技術。
三、工程測量的發展趨勢
在工程測量的發展趨勢中，主要包括以下兩個方面：
（一）計算機輔助測量計算機的投入使用，在推動社會進步的同時，還在很大程度上改變了人們的日常生活。工程測量技術中，在計算機的輔助下，能夠憑借計算機的優勢，進一步精化工程測量結果。與此同時，計算機的使用，還能在現有的基礎上對測量結果分析，同時結合工程實際施工狀況，對工程設計過程中存在的問題進行及時的完善。由此可見，在整個工程測量過程中，計算機輔助測量已經成為當前測量的主要趨勢。
（二）智能化、自動化測量在當前的工程測量中，需要測量人員結合工程的實際規模進行測量。這種測量模式在浪費大量人力、物力的同時，測量結果與實際狀況間存在著較大的差距。尤其在一些地形復雜的地區進行工程建設，若沒有準確的測量數據，則工程的穩定性得不到保證，直接影響著工程的施工質量及今后的投入使用。智能化、自動化測量技術的應用，能夠按照操作人員設計好的程序，自動實現工程測量，在得到相關測量數據后，測量人員能夠運用電子計算機中的相關測量軟件，對整個采集來的數據進行綜合分析，以此來保證工程測量的準確性與完整性。與此同時，工程測量技術向智能化、自動化方向的發展，還能夠在節省測量成本的前提下，科學的縮短測量時間，由此可見，在其發展的過程中，將成為工程測量的主要發展趨勢。
四、結束語
在人類活動過程中，工程測量無處不在，只要有建設就必然有工程測量，其發展和應用的前景是非常廣闊的。總之，測量技術方法更新換代是社會發展和科學進步的必然趨勢，工程測量技術將向自動化、信息化、數字化方向不斷邁進。
參考文獻：
[1] 韓志剛.測繪新技術在工程測量中的應用與展望［J］.廣東科技，2010（10）：27.
第6篇：計算機視覺的用途范文
【關鍵詞】電梯 PLC 集選 電氣控制
一、前言
隨著建筑業的蓬勃發展，高層建筑和智能化建筑的不斷涌現，人們對電梯的要求越來越高，普通電梯往往不能滿足建筑物內的交通需要，這時通常需要合理安裝多臺電梯來緩解電梯運行的壓力，樓層越高，電梯的臺數越多，但從成本、空間、管理以及經濟性等方面考慮不可能無限制增多電梯的臺數，只能利用已有的電梯，實現電梯高效的、節能的運行，這就要求很好的判斷實際需求，實現靈活調度，因此就出現了電梯集選控制系統。集選電梯可以實現將廳外上下召喚信號、轎廂內主令信號和其他各種專用信號加以綜合分析判斷后，自動決定轎廂運行狀態，無需司機手動控制。集選電梯一般設有“有/無司機”操縱轉換開關，可根據使用需要靈活選擇，如人流高峰或特殊需要時，可轉換為有司機操縱，從而成為信號控制電梯。在其他情況下作正常行駛時，轉為無司機操縱，即為集選電梯。
二、電梯工作原理
電梯的控制方式可分為很多種，比如信號控制電梯的電氣控制系統，轎內按鈕開關、自動平層、自動開關門電梯電氣控制系統，集選電氣控制系統等等，這里主要介紹無司機操作的集選控制電梯，集選電梯可以分為上集選電梯和下集選電梯，下集選電梯即在其它層設有向上與向下的兩個召喚按鈕，集選電梯轎廂控制箱設有與停站數相等的相應的指令按鈕，當有乘客摁下指令按鈕時，指令被登記，經過PLC控制，以向下運行為優先級向目標層靠近，直到目標層或者最低/高層為止，然后再運行向上指指令。上集選電梯則反之。電梯每到一停站樓層自動進行減速、換速、平層、開門、關門等操作。電梯工作原理如圖1所示。
電梯可劃分為系統：電力拖動系統、電氣控制系統、曳引系統、轎廂、門系統、重量平衡系統、導向系統、安全保護系統。電梯主要由曳引機、導軌、對重裝置、安全裝置、信號操縱系統、轎廂和廳門等部件組成，它們分別安裝在建筑物的井道或者機房中。通常采用鋼絲繩摩擦傳動，鋼絲繩繞過曳引輪，兩端分別連接轎廂和平衡重，電動機驅動曳引輪使轎廂升降。電梯的基本要求有安全可靠、輸送效率高、平層準確和乘坐舒適等。
三、電梯電氣控制系統
電梯是機械與電氣相結合的機電一體化產品，電梯的電氣系統主要由拖動系統和控制系統兩部分組成。電梯電氣控制技術經歷了兩個階段：繼電器控制階段，可編程控制器控制階段。
（一）繼電器控制系統
繼電器控制系統中使用的大部分為常用電氣元件，更換方式簡單，價格較便宜。電梯的控制原理簡明易懂、線路直觀、易于掌握。然而，這種控制方式，系統的觸點繁多，線路復雜，電器的電磁機構及觸點動作較慢、能耗高、機械動作噪音大，而且可靠性差，繼電器通過觸點斷合進行邏輯判斷和運算，進而控制電梯的運行。由于觸點易受電弧損害，壽命短，因而繼電器控制電梯的故障率較高，具有維修工作量大、設備體積大、動作速度慢、控制功能少、接線復雜、通用性與靈活性較差等缺點。對不同的層樓和不同的控制方式其原理圖、接線圖等必須重新設計和繪制，而且控制系統由許多繼電器和大量的觸點組成、接線復雜、故障率高。因此采用繼電器的控制方式已逐漸被可靠性高、通用性強的可編程序控制器（PLC）及微型計算機控制系統所代替。
（二）可編程控制器控制系統
可編程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是一種新型的控制器，PLC集成了微電子技術、計算機技術，可以取代繼電器實現控制系統，實現多種設備的自動控制，充分體現邏輯控制、過程控制、運動控制、數據處理、聯網通信等諸多功能，受到廣大用戶的歡迎和重視，并視為現代工業自動化的三大支柱之一。
PLC主要由以下幾個部分組成：
主機：主機包括中央處理器（CPU）、系統程序儲存器和用戶程序及數據存儲器。CPU是PLC的核心，它用以運行用戶的程序、監控輸入輸出接口狀態，做出邏輯判斷和進行數據處理，即讀取輸入變量、完成用戶指令規定的各種操作，將結果輸送到輸出端，并與外部設備的請求以及進行各種內部判斷。PLC的內部存儲器有兩類，一類是系統程序存儲器，主要存放系統管理和程序以及監控程序及對用戶程序做便已處理程序，系統程序由廠家固定，用戶不能更改，另一類是用戶程序及數據存儲器，主要存放用用戶編制的應用程序及各種暫存數據和中間結果。
輸入輸出接口：I/O接口是PLC與輸入/輸出設備連接的部件。輸入接口接受輸入設備（如按鈕，傳感器，行程開關）的控制信號，輸出接口是將主機經過處理的信號通過功放電路驅動輸出設備（如接觸器，電磁閥，指示燈）。I/O接口一般采用光電耦合電路，以減少電磁干擾，從而提高了系統的可靠性。I/O接口是PLC的一項重要指標。
電源：PLC的電源是為CPU、存儲器、I/O接口等內部電子電路工作所配置的直流開關穩壓電源（24V），通常也為輸入設備提供直流電源。
編程：編程是利用外部設備，用戶用來輸入、檢查、修改、調試程序或者監事PLC的工作情況。通過專用的PC/PPI電纜將PLC與電腦相連，并利用專用軟件進行電腦變成和控制。
外部設備接口：這些接口可以將打印機、變頻器等外部設備與主機相連，用以完成相應操作。
PLC主要有以下幾個方面的優點：
1.編程方便，易懂好學。PLC雖然采用了計算機技術，但許多基本指令類似于邏輯代數的與、或、非運算，亦即電氣控制中的觸點串聯、并聯等。程序編寫采用梯形圖，梯形圖與繼電接觸控制原理圖相似，因而編程語言形象直觀。
2.抗干擾性、可靠性高。PLC的結構采取了許多抗干擾措施，輸入輸出模塊均有光電耦合電路，可極為惡劣的環境下工作。
3.構成應用系統靈活簡便。PLC的CPU、輸入輸出模塊和存貯器組合為一體，根據控制要求可選擇相應電路形式的輸入輸出模塊。用于電梯控制時，可將PLC看作為內部由各種繼電器及其觸點、定時器、計數器等構成的控制裝置。PLC的輸入可直接與交流110V、直流24V等信號相接，輸出可直接驅動交流220V、直流24V的負載，無需電平轉換與光電隔離，因而可方便地構成各種控制系統。
4.PLC的安裝維護比較方便。PLC本身具有自診斷和故障報警功能，當輸入輸出模塊發生故障時，可方便地更換單個插入模塊。
四、電梯的PLC控制設計
（一）電梯硬件系統設計完成后，為了實現電梯的優化控制，需要用西門子STEP 7專業編程軟件對電梯控制程序進行設計。由于電梯控制系統實際上是一個人機交互式的控制系統，因此單純采用順序控制或邏輯控制是不能夠滿足要求的，而應該在設計中采用隨機邏輯控制方式。同時，由于梯形圖之間的相互關聯性很強，程序設計比較復雜，因此，在電梯控制系統的軟件設計中，主要采用模塊化的編程思想來進行設計。
（二）凡是電梯電氣控制系統能將各個層樓廳外的向上和向下召喚信號與電梯轎廂內的指令選層信號綜合后進行集中處理實現自動控制的電梯，均稱為集選控制電梯。此類電梯將轎內外召喚信號結合在一起，通過各種邏輯線路進行自動控制，集選電梯主要實現以下功能：
1.廳外上行召喚處理：廳外上行召喚信號的登記、消號。
2.廳外下行召喚處理：廳外下行召喚信號的登記、消號。
3.轎內主令信號處理：轎內主令信號的登記、消號。
4層顯：根據轎廂位置，顯示轎廂所在樓層。
5.自動定向：根據信號登記先后和優先級確定轎廂的上下運行方向。
6.上下行控制：根據確定的方向，在曳引電機上實現上下行。
7.上下方向顯示：指示電梯運行的方向。
8.停.層換速控制：判斷出在某樓層需要停層，則提前發出換速信號。
9啟動、運行、慢速：實現電機軟啟動，運行。在接收到換速信號時，進行逐級減速，實現多級慢速最終停層。
10.開關門控制：在轎廂平層后，及時開門，并延時關門。
11.超載報警/抱閘輸出：在電梯超載時，聲光報警，并開門不啟動電梯。在電梯運行時，抱閘線圈帶電松閘。
控制系統程序實現流程圖如圖2所示。集選電梯的PLC控制系統可分為開門系統、關門系統、上行系統、下行系統、顯示系統、檢修系統和消防系統等幾個部分。
五、結論
本文介紹了交流電梯的集選電梯電氣控制系統的實現方法。在了解電梯的工作原理上，介紹了電梯的電氣控制系統組成，重點介紹了電梯的PLC控制方式。
隨著社會的進步和科技的發展，人們生活質量的不斷提高，對電梯性能的要求也越來越高。電梯未來的發展主要有以下幾個發展趨勢：智能化：電梯智能群控系統將基于強大的計算機軟硬件資源，如基于專家系統、模糊控制神經網絡、計算機圖像監控的群控等。將智能控制方法與新興科學（如最優控制、預測控制、模式識別、機器學習、計算機視覺等）進行結合是未來智能化電梯的發展方向。隨著智能建筑的發展，電梯的智能群控系統將與大樓所有的自動化服務設備結合成整體智能系統。超高速：21世紀將會發展多用途、全功能的塔式建筑，超高速電梯繼續成為研究方向。未來超高速電梯不僅速度會大大提高，舒適感也會有明顯改善。藍牙技術的廣泛應用：藍牙技術是一種全球開放、短距無線通訊技術規范。它可通過短距離無線通訊把電梯各種電子設備連接起來，實現無線組網。這種技術將減少電梯的安裝周期和費用，提高電梯的可靠性和控制精度，有利于把電梯歸納到大樓管理系統或智能化管理小區系統中。
參考文獻：
[1]陳家盛. 電梯結構原理及安裝維修[M]. 北京：機械工業出版社，2003
[2]劉劍等. 電梯電氣設計[M]. 北京：中國電力出版社，2006
[3]張福恩等. 電梯制造與安裝安全規范應用手冊[M]. 機械工業出版社，2000
[4]劉佩堯等. 電梯原理與維修[M]. 北京：電子工業出版社，1999
第7篇：計算機視覺的用途范文
關鍵詞： 4S店； 車牌識別； 呼叫中心； 一體化管理
中圖分類號： TN919?34； TP273 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）10?0102?04
0 引 言
眾所周知，汽車4S店以整車銷售（Sale）、零配件銷售（Spare Part）、售后服務（Service）、信息反饋（Survey）等“四位一體”為核心的汽車特許經營模式[1]。隨著我國消費者消費觀念的轉變和消費水平的提高，在購買汽車時，除考慮價格要求外，售后服務上也要向歐日美等汽車強國看齊。當前汽車4S店要想突破廠家的限制，打造自已的品牌形象必須在汽車售后服務做文章，以客戶為中心，向顧客展現本店優質的售后服務和專業的技術水平，讓顧客時時感受到井井有條、貼心、人性化的服務；建立健全客戶關系管理系統，注重與客戶之間的信息反饋和溝通，使銷售客戶及時轉化為售后客戶，對客戶做到及時有效的“一對一”服務，并逐步實現二次甚至多次營銷[2]。
目前4S店業務通常包括：新車上市與、多品牌代銷、二手車認證與交易、新車上牌、汽車保險業務、汽車救援、汽車零配件銷售、汽車保養、汽車維修、汽車貸款、車輛報險、車友俱樂部等多達十幾項業務。4S店的盈利體系中，整車銷售、配件、維修三分天下，尤其是維修服務已經成為汽車4S店主要的利潤來源。針對目前國內汽車4S店的服務現狀，為國內汽車4S店量身打造了汽車4S店智能管理系統。
1 車牌識別系統
在實際應用中，快速、準確是車牌識別系統識別出車牌的兩個關鍵要素。因此，在車牌識別過程中，車輛的檢測、圖像的采集、車牌的識別等都是重要的環節，其中關鍵的技術有：
（1）定位技術：在設定識別區域內，能迅速定位到進入區域的車牌牌照。
（2）字符切分技術：對定位后的車牌字符進行切分和歸一化處理，其中車牌的二值化和傾斜校正對于字符的切分和識別都是非常重要的。
（3）字符識別技術：即將切分后的車牌字符識別出來[5]。
1.1 車輛進出識別
（1）車輛駛入車牌攝像機抓拍區域，車牌識別系統自動抓拍車輛的的圖像并識別出車牌識號，然后通過檢索數據庫調出車輛信息；
（2）通過車牌號數據來判斷是否內部車輛、客戶車輛或訪客車輛，根據車輛的類型安排相應的業務、服務人員接待；
（3）閘機自動啟竿放行，同時記下車輛進入時間。整個過程自動完成，無需工作人員干預。車輛一直處于行駛狀態，無需暫停；
（4）車牌離開時，識別車牌號碼，記錄離開時間、店名等。
1.2 主要性能指標
1.3 技術優勢
（1）夜間有效抑制大燈眩光，牌照號碼清晰可辨；
（2）結合牌照識別儀，動態局部測光，有效克服逆、順光；
（3）LED 點陣光源，低功耗、長壽命。作用范圍7～30 m，自動光控開關；
（4）視頻同步、50 Hz脈沖頻閃發光，減弱視覺影響、延長使用壽命；
（5）18倍光學自動變焦鏡頭，最遠拍攝距離50 m；
（6）高級自動控溫防護罩，適應惡劣環境；
（7）一體化結構設計，使用方便。一臺攝像機監測多條車道，節約系統成本。
2 方案概述
本方案是結合汽車4S店行業特點與客戶需求而設計的一體化智能管理方案，此方案集呼叫中心與車牌智能識別于一體。
根據汽車4S店量身定做的呼叫中心解決方案，將通信技術、網絡技術有機的結合起來，配合企業現有的服務系統、資源管理，有機地整合了各子服務模塊功能，包括：來電信息彈屏、工單自動生成、工單流轉、事故報險、服務跟蹤與回訪、定期回訪關懷、周月報表統計、知識整理與知識庫建立、培訓管理等功能；通過平板電腦、智能手機終端，將電話語音、短信、圖像傳輸等多種溝通方式進行靈活組合。此方案有較大的創新性、整合性，解決了信息孤島問題，將4S店服務水平提高到一個新的高度。從而接近企業與客戶之間距離，服務人員與車主客戶零距離接觸、車主信息充分掌握，從而更高效、因需而變的為客戶提供個性化服務，使“4S”的信息反饋功能得到最大化的體現。
車牌智能識別系統[6]，利用車輛的動態視頻或靜態圖像進行牌照號碼、牌照顏色自動識別技術[7]，如圖2所示。通過對圖像的采集和處理，完成車牌自動識別功能，從而為提取目的數據信息，通過數據接口送達CRM系統[8]，第一時間為4S店的銷售或服務人員提供到店的客戶信息，便于展開服務，提升客戶滿意度。
2.3 呼叫中心系統功能介紹
（1）7×24小時服務，樹立品牌
對外公布一個號碼，24小時服務，樹立了汽車4S店的良好品牌形象，并實現統一新車推介、整車銷售、信息咨詢、零配件銷售、汽車救援、車輛報障報修、投訴建議、俱樂部等自助服務。
（2）自動服務與人工直達
IVR自動語音應答實現自助式服務，需要人工服務式可直接導航到不同業務部門，節省了中轉詢問的時間，簡化了業務流程，提高了辦事效率[9]。客戶在IVR中任意環節均可進入人工服務。
（3）智能來電彈屏
客戶來電，來電管理系統軟件將自動彈出客戶的基本資料，同時顯示業務交往記錄，如車主的名稱、車型、車牌號碼、地址、聯系人、聯系電話、以及以往的維/搶修、報險、咨詢、投訴等記錄信息，使話務員一目了然；對于無歷史記錄的號碼，彈出新窗口方便記錄。
（4）移動辦公
可將公司分機與外部電話或手機設置成分機隨行，隨時隨地響應客戶的需求，解決客戶的問題，使客戶感受到無所不在的關懷。
（5）通話錄音監聽
實時監聽通話、查詢錄音等，對業務代表的咨詢解答工作能力、售后服務人員服務質量能夠做到有效的監控管理，方便針對客戶需求做出滿意的服務。能為客戶代表服務能力提供考評依據，方便決策對于銷售人員進行重點培訓并對電話的用途進行控制。
（6）統一通信支持部門協作
可通過電話轉接等多種方式實現部門間協作，所有部門的人員對客戶的詳細資料可以共享并可以隨溝通同步轉移，實時更新。
（7）系統派工單
根據客戶的來電號碼，自動彈出客戶信息并按客戶服務請求（報險或搶修），錄入服務需求信息，通過系統自由流方式，將派工任務指派給最近服務中心的搶修人員。系統實時記錄派工、接單、完工各節點的時間，能有效地對工單的處理處理狀態進行監控，能及時準確地為客戶提供報修人員的行蹤信息。
（8）績效考核
根據生成的通話記錄報表和客戶服務記錄，對業務員的售車業績、日常服務、報修報障車輛、派工派車記錄、客戶投訴建議、客戶最新購車信息和需求等進行分析，并采取相應的措施，提高內部管理水平，并有針對性對相關人員進行培訓和考核，提高業務人員的汽車營銷水平。
（9）遠程坐席、電話會議室
可在各個4S店和專營店設置遠程坐席，實現數據互通和共享，降低通話費用；總部和各分店、各銷售網點、各維修點開會只需撥打分機進入事先設置好的語音會議室，即可實現電話會議，提供會議主持、讓某個人靜音、強踢等功能。
（10）知識庫管理
知識庫的搭建對于日常的服務工作十分重要，需定期專門進行錄入、更新與整理。知識庫的內容管理主要通過知識采編、條目錄入等形式，將常見的車輛保養/維護知識、服務知識、技術支持進行匯總，并開放對外的服務口徑，讓客戶問題的解答趨于標準化。同時提供知識知識庫的在線查詢、下載、打印等功能。
（11）客戶服務滿意度調查
客戶滿意度是考評4S店服務團隊的一項重要指標。4S店安排專員對特定的客戶進行回訪，或安排定期回訪，了解客戶對本次服務或對4S店的近期整體服務的感知程度。回訪可由系統自動發起，通過電話系統的語音交互進行滿意度調查。專員匯總調查數據進行服務質量考核、統計分析等。
（12）來電電話黑名單
3 結 語
車牌識別系統在國內、外都處理發展階段，世界各國的車牌和實際交通環境也不同，所以難以引進和推廣。而國內安防領域中雖然已經有一些公司開發的產品取得實際應用，但車牌識別系統與4S店的客戶關系管理系統整合的應用較少，多數情況下都是2個相對獨立的系統，不利于信息共享。本文從項目實際需求出發，通過車牌識別系統接口與服務器中間件的信息轉接，進而與客戶關系管理系統共享數據，為各終端提供定制化的應用。本方案是對汽車4S店呼叫中心與車牌識別進行一體化設計，是本領域研究的創新之舉。
參考文獻
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[8] 孫靜.汽車企業CRM系統設計與實現[D].成都：電子科技大學，2011.
第8篇：計算機視覺的用途范文
從海馬尾巴而來的靈感
加利福尼亞大學圣地亞哥分校的工程師們發現，海馬的尾巴可以壓縮至一半大小來預防因遭受傷害而帶來的永久性損傷。海馬尾巴的特有柔韌性得益于它的構造——由骨、骨板構成，它們相互錯開。研究人員希望使用類似的結構來創建一種具有柔韌性的由聚合肌肉組成的機械臂。這種機械臂可用于醫療救治、水下探測和無人拆彈項目。
“這一天然材料的研究可以衍生出一系列新型獨一的材料和結構，這種來自大自然的靈感更強，更牢固，更輕也更靈活。”麥基特里克教授如此說道。
麥基特里克和梅耶斯通過測試多種動物的外殼來尋找生物靈感，包括犰狳、短吻鱷和各種魚的鱗片。這次，他們專門尋找那種韌性十足的動物來開發機械手臂。
圣地亞哥分校雅各布學院的材料學博士生波特爾說：“尾巴是海馬的生命線，因為它可以讓其身體固定在珊瑚或是海藻中來躲避捕食者。但沒人把海馬的尾巴和骨頭看做是護甲的靈感來源。”
大部分海馬的天敵，包括海龜、蟹和鳥類，通過碾壓制服海馬。工程師們希望看到尾巴中的骨板是否可以起到護甲的保護作用。研究人員發現，海馬的尾巴可以壓縮至一半大小來預防因遭受傷害而帶來的永久性損傷。這是由于尾部的骨板和尾部肌肉間的結締組織在移位過程中承擔了大部分的負載。甚至當尾巴被壓縮達60%的程度時，海馬的脊柱仍舊受到保護。
麥基特里克和梅耶斯的研究團隊使用一種獨特的技術，應用一系列化學材料來去除海馬尾巴的蛋白質和礦物成分，以便更好地研究其結構和性質。他們發現骨板中的礦物質成分相對較低，只有40%，而牛骨中的礦物質含量有65%。骨板中還含有27%的有機化合物（主要是蛋白質）和33%的水。骨板的硬度是變化的，脊的部分是硬度最高的，因為會影響保護的力度，比骨板溝的部分堅硬40%（溝的部分多孔以吸收沖擊力）。
海馬的尾巴通常由36塊類方段組成，每一段由4個L型骨塊拼成，這些骨塊沿著尾巴往下逐漸縮小。骨板可以自由滑動和旋轉。滑動關節允許骨板間的來回滑動。旋轉關節與球窩關節類似，有3個旋轉自由度。這些骨板通過締結組織膠原層連接到脊椎。骨板之間的關節和椎骨十分靈活，有將近6個自由度。
接下來就是要使用3D成像制造出人造的骨板，這將會與聚合物組合起到肌肉的作用。最后的任務就是造出一個機械手臂，這種機械臂將是獨特的兼具硬度與韌性的混合機械設備。一個柔韌且強壯的機械臂可以被用于醫療救治、水下勘探以及無人拆彈。這種具保護性和柔韌性為一體的機械臂也能夠握住各種不同形狀大小的物體。
俞炯/編譯
內容來源：science daily網站
醫學
納米醫學，給分子一張“通行證”
當今，納米技術領域一個備受歡迎的目標是：用微粒作為容器來定向輸送藥物，尤其是送往腫瘤。但是，免疫系統中被稱為巨噬細胞的“哨兵”很快就會發現外來的入侵物，并將其吞沒。現在，賓夕法尼亞州的一組研究人員發現了一個方法：賦予微粒一個分子“通行證”，使這些微粒能夠在老鼠體內繞過巨噬細胞，將藥物送往腫瘤并幫助摧毀腫瘤。這個試驗的成功有望使研究人員找到一個提高藥效的新途徑。
作為免疫系統的主要衛士之一，巨噬細胞任務就是：通過辨認，把那些不屬于身體一部分的目標清除掉。所有的人類細胞在外部包膜上都含有一種叫做CD47的蛋白質。五年前，賓夕法尼亞大學的細胞生物學家丹尼斯·迪斯徹爾領導的一個研究小組報道說：在人類細胞中，CD47跟巨噬細胞上一種被稱為SIRPα的受體蛋白是結合在一起的。這種結合使巨噬細胞認識到，含有CD47的細胞是朋友而不是敵人，不應將其吃掉。
迪斯徹爾想知道，能否利用CD47的復本作為一種分子通行證，來幫助治療性納米顆粒繞過免疫系統。不久前，迪斯徹爾及同事在《科學》雜志在線版上描述了他們當前的研究：他們復制了CD47蛋白中被稱為肽的短片段，并使肽吸附在納米顆粒上，這些納米顆粒就是用來輸送顯像劑或抗癌化合物到腫瘤的。這個策略正像所期望的那樣，很奏效。在經生物工程設計的老鼠中，它們的巨噬細胞能夠模仿人類巨噬細胞，表達人類的SIRPα蛋白，帶有CD47肽通行證的納米顆粒逗留在巨噬細胞周圍，而不是被吞沒。研究小組將含有通行證和沒有通行證的納米顆粒同時注射，35分鐘之后，含有CD47肽的納米顆粒在老鼠血液中的含量是不含CD47肽納米顆粒的4倍。
在一項單獨的研究中，迪斯徹爾及同事對他們的方法進行了測試，看看是否能夠提高給藥的效果。他們在納米顆粒里裝上抗癌藥物紫杉醇，并利用肽通行證和用以吸附在腫瘤細胞表面蛋白的抗體來裝飾顆粒表面。帶有通行證的定向顆粒在一天之內將腫瘤縮小了25%，而只有抗體沒有肽通行證的納米顆粒對腫瘤的大小沒有任何影響。
迪斯徹爾表示，他的小組已經在研究其他腫瘤了。而且他還說：他的實驗室里尚未發表的成果表明，在基因療法中，將這種分子通行證添加到輸送基因的病毒上，同樣有助于逃避免疫系統的檢測。然而，必須證明這一點：這種新型分子通行證在人類身上仍然有效。但是，在人類身上進行試驗總是具有挑戰性的。如果在人類身上能夠行得通，那么這些分子通行證可能會使已經處于臨床試驗階段的納米醫學達到更加理想的效果。
胡德良/編譯
內容來源：美國《科學》雜志網站
環境科學
云越亮，天越涼？
近日，曼徹斯特大學的科學家在《自然地球科學》雜志撰文稱，自然排放物和人類制造的污染物都能使云變得更加明亮，從而對地球氣候產生意想不到的降溫效果。
云是由水滴和空氣中的微小顆粒凝結而成的。當空氣達到了一定的濕度時，這些顆粒就會膨脹，從而形成云滴。數十年來，人們知道這些顆粒的數量和大小決定了云層上端的亮度，并控制著云將太陽光反射進入太空的反照率。
這些微小的顆粒可能是自然產生的（例如海浪飛沫或塵土），也可能是人類活動產生的污染物（來自汽車尾氣或工業活動）。這些顆粒通常含有大量的有機物，而且極不穩定，所以在溫暖的條件下會以氣體的形式存在。
研究人員發現，當來自污染或生物大氣層的揮發性有機化合物蒸發并散發出特有的香味時，例如森林中的松香味，這種影響會在大氣中產生反作用。但在云形成的潮濕、微冷條件下，這些分子更傾向于呈現出液態，形成更大的顆粒。這些顆粒便是形成云滴的種子。
“我們發現，那些由森林中的釋放物或汽車尾氣構成的有機化合物會影響云中水滴的含量，從而影響其亮度，進而對氣候產生影響。”研究報告作者、來自曼徹斯特大學地球、大氣及環境學院的戈登·麥克菲岡斯教授說。
麥克菲岡斯說：“云滴越多，反射進來的太陽光就越多，云也因此會更加明亮。我們把云的明亮度對氣候產生的影響進行了推算，發現云種子效能的增強對全球氣候產生了降溫效應。”
許林玉/編譯
內容來源：science daily網站
機器人學
勝過好眼睛
當機器人僅依靠計算機視覺時，它只能勉強搜索周邊的目標。卡耐基-梅隆大學機器人研究所的一名研究人員稱，通過利用所有提供給它的信息，例如目標的位置、大小、形狀、能否被移動，機器人能通過對目標的不斷探索來逐步改善對目標的理解與認知。
卡內基梅隆大學的研究人員建立了目標物體數字模型以及圖像，然后將這些數據導入機器人管家（HERB）的記憶卡中，因此，機器人能夠識別出所需要進行處理的對象。實際上，所有機器人方面的專家為了讓他們的機器人能識別物體所做的操作都是類似的。隨著機器人終生物體探索計劃的進行，現在機器人可以自行探索目標物體。隨著投入更多的時間累積更多的經驗，一套名為HerbDisc的視覺系統將逐漸完善物體模型，并開始把注意力集中在那些與它的目標“幫助人類完成日常生活中的任務”最相關的事情上。
“機器人搜索物體的能力有時候甚至讓研究人員感到驚訝。”私人機器人實驗室負責人、機器人學副教授悉達多·斯里尼瓦莎感嘆，那里正是HERB所誕生的地方。在一個案例中，一些學生傍晚離開實驗室前把就餐時剩下的菠蘿和一袋面包遺留在了實驗室，當他們第二天一早回來的時候，發現機器人，管家已經建立好菠蘿和面包的數字模型并且已經演算出如何將它們拿起來。
一旦機器人的工作領域從家中拓展到工作中，那么這些機器人就必須能夠理解成百上千種常見物品的用途，這是非常重要的。斯里尼瓦莎說：“對于計算機視覺研究人員來說，目標識別一直是一個具有挑戰性的研究領域。在嘈雜的環境中僅僅通過圖像來識別物體是相當困難的。”但是，人類在探索一個物體時不僅僅依靠視覺，嬰兒會按壓橡皮鴨，拿它擊打浴缸，將它浸入水中甚至把它塞進自己嘴里。機器人也一樣，它有很多關于自己所處環境的領域知識并能夠以此來搜索目標。
研究人員說，機器人管家的體感周邊外設傳感器的深度測量是非常重要的，提供三維形狀數據能夠使機器人對家居用品高度識別。機器人管家的另一個領域知識是位置，它會觀察是否有東西在桌子上、地板上或者柜子里。機器人能判別一個潛在目標是否能夠自己移動或者能不能被移動，還能夠記錄下某物是否會在特定時間出現在特定位置并且會用手臂去嘗試能否將物體舉起來。這些都是對象性測試的數據基礎。
機器人管家第一次看視頻的時候，它會以為這些都是物品。但隨著其他傳感器的協作，它會更清楚地辨別什么是目標，什么不是。研究團隊發現，通過視頻輸入來添加領域知識，輸入目標的速度能提高兩倍，因此機器人管家的搜索與處理時間能夠縮短。
機器人管家對于目標的定義是：某個它能夠舉起來的物體。它的目標功能是一種輔助人類的裝置，例如幫人取東西或者微波加熱食物。然而，由于能力和情況的轉換，機器人管家還有很多方面需要提高。例如，機器人管家現在還不能拿起一張紙，所以它會忽略紙片。一旦它的手能操縱紙，它將學會識別紙張作為目標。機器人管家和其他機器人可以利用互聯網來創造對于目標更豐富的理解。 熙/編譯
內容來源：
science daily網站
古生物學
新疆發現新型肉食恐龍化石
喬治·華盛頓大學哥倫比亞藝術與科學學院的生物學教授詹姆斯·克拉克和他的博士生約納·喬因奈爾，在中國新疆境內的一處偏遠地點發現了一種新型獸腳亞目類肉食恐龍化石。
在近期《系統古生物學》期刊上發表的研究報告中，克拉克和喬因奈爾對復原恐龍化石的顱骨、下頜骨以及收集部分骨架進行研究的過程做了詳細敘述。這種新型恐龍體長僅1米左右，體重約1.36公斤。
克拉克博士指出，最初挖掘時只有恐龍的腿骨露出在巖石表層，而后驚喜地發現巖石中還保存著其顱骨。研究組將這種恐龍命名為“趙氏敖閏龍”，名字取義于中國著名的傳奇故事《西游記》里西海龍王的名字敖閏。經研究分析，喬因奈爾表示：“我們能在顯微鏡下細致觀察到敖閏龍的骨骼，研究結果表明它在溪岸邊死亡時，還不足一歲”。被挖掘和收集到的恐龍化石很小，并非意味著敖閏龍是小型恐龍物種，只是它死亡時還非常年幼，屬于尚處嬰兒時期的恐龍化石。
據悉，敖閏龍生活在1.61億年前的晚侏羅紀時期。從其多個細小的牙齒來看，敖閏龍很可能是以捕食蜥蜴、小型哺乳動物近親和鱷魚為食的。這是迄今為止，克拉克博士與中科院研究員徐星共同領銜的研究團隊，第五次在新疆五彩灣發現新型獸腳亞目肉食恐龍。
趙今瑄/編譯
內容來源：science daily網站
醫學
雙親藥酒成癮，孩子易變抑郁
根據多倫多大學的一項最新研究表明：經常酗酒和濫用藥物的雙親，其孩子在成年階段與其他同齡人相比更容易抑郁。此項課題的第一作者埃斯米·湯姆森教授和來自多倫多大學社會工作系和家庭與社區醫學系的榮譽教授桑德拉·羅特曼指出：“我們的研究結果強調了酒精和藥物的上癮對兩代人之間的代際關系所造成的后果，以及加強制定干預措施以支持兒童健康發展的重要性。”
有關于此項研究的論文被公開發表在《精神病學研究》期刊上。研究者們將來自于2005年加拿大社區健康調查中的6268名成年人的相關數據作為具有代表性的樣本進行研究，試圖找出這些成年人的抑郁狀況和他們的雙親對酒精和藥物成癮之間的關系。在這些樣本中，有312人在調查進行前的一年內有過嚴重的抑郁發作；877人在他們未成年之前，家庭中的雙親至少有一人存在酗酒和濫用藥物的現象，并經常因此造成一些家庭問題。
湯姆森教授指出，研究結果表明了雙親有酗酒和濫用藥物嗜好的個體們與他們的同齡人相比，更容易陷入抑郁的“泥潭”。在調整了年齡、性別和種族等因素所帶來的誤差后，父母存在酗酒和濫用藥物的個體成年后情緒抑郁的幾率比常人高出2倍以上。湯姆森教授還解釋道，即使調整了以下的因素后，這些因素涉及的范圍從童年遭受虐待和雙親失業到包括吸煙和飲酒等成人健康行為，我們仍能發現雙親對酒精和藥物成癮與他們的孩子成年后情緒抑郁之間存在高達69%的關聯。
沉溺于酒精和藥物中的父母應對生活中壓力和挫折的反應總是一成不變的，他們只會通過酒精和藥物來尋求幫助。這有可能影響到他們孩子們的一生，永久改變孩子們自身應對生活中壓力的反應。我們未來研究的一條重要途徑是探討人體自身影響皮質醇產生的潛在功能障礙，一種為我們“戰斗還是逃跑”做準備的荷爾蒙，它能影響抑郁癥的后期發展。
作為重要的第一步，在家中受到那些有害壓力摧殘的孩子們完全可以得到其他成年人所帶來的幫助，這些成年人包括祖父母、老師、教練、鄰居和社工。盡管未來還需要更多的研究工作來確定一個有責任心和愛心的成年人是否能夠接近并幫助那些直接暴露在對酒精和藥物成癮的父母影響下的孩子們，降低這些孩子們成年后受困于抑郁情緒的幾率，但是我們相信，這些能夠轉遞“正能量”的關愛可以促進孩子們的健康發展以及緩解他們的壓力。
韓俊杰/編譯
內容來源：加拿大多倫多大學官網
航空航天學
載人火星任務面臨高輻射風險
“好奇號”火星車的主要任務是探測火星是否能支持生命的繁衍；同時，這個流浪者也收集適用于人類生存的數據。“好奇號”在其歷時253天、3.5億英里飛抵火星的旅程中，記錄了其間的輻射情況。根據最新公布的調查結果顯示，宇航員在一次火星之旅后受到的輻射量將會很大，約占其終身可承受輻射總量的三分之二。
脫離地球大氣和磁場的保護，宇航員們必須對抗兩類有害輻射：宇宙中幾乎無所不在的銀河系宇宙射線，以及因太陽活動產生的高能太陽粒子。前者呈現出持續不斷低劑量的特點，且粒子流能量大，穿透力強；后者突發性強，穿透力相對弱。
借助“好奇號”，天文學家有了研究宇航員接受輻射量的可靠方法。以前的測量數據源于未屏蔽的測量設備，但是，“好奇號”的數據測量首先是在屏蔽的飛船中進行的，且這一測量環境近似于載人火星任務的住宿艙。好奇號的輻射評估探測器（簡稱RAD）探測到每天來自宇宙的輻射量約為1.8毫希沃特。
根據最近的評估數據，假設單程歷時180天，宇航員一趟載人火星之旅受到的輻射總量為622毫希沃特。這個數字看似不大，但主流觀點認為，宇航員整個職業生涯承受輻射量的上限為1希沃特（等于1000毫希沃特），這會使宇航員因接觸輻射而誘發癌癥的死亡率提升了3%。
因此，往返火星一個來回，僅在路程上受到的輻射已占了宇航員可承受上限的大部分。火星表面的作業或在宇宙中進行火星任務會增加更多輻射。但是，如此大劑量的輻射無法阻撓火星任務的推進，它們僅僅是火星征程中眾多困難的冰山一角而已。
第9篇：計算機視覺的用途范文
關鍵詞：制造業；工業4.0； 基礎設施；教育；創新能力
1 工業4.0時代的九大技術趨勢
自工業革命開始以來，每一次技術進步都能夠帶來工業生產效率的大幅提高。19世紀初，蒸汽機促進了現代工廠的建立，到了20世紀，電氣化帶動了工業大規模生產并在70年代實現了自動化。然而在隨后的幾十年里，工業技術進步僅是量的增加，與信息技術、移動通信、電子商務等相比突破甚微。
現在，我們正處于第四波工業浪潮中：新興的數字技術產業被稱為工業4.0，具體即指九項基礎技術進步驅動的轉型（圖1）。在這些轉變中，傳感器、機器、工件和IT系統將相互聯接起來，超越單個企業擴大到價值鏈。這些聯接系統可以與基于因特網協議的其它系統相互作用，分析數據、進行預測和自動配置來適應變化。工業4.0可以實現跨設備的數據收集和分析，更加靈活高效地生產出低價高質的商品。這反過來還將提高生產效率、轉變經濟發展模式、促進工業增長，最終提升企業和地區的競爭力。
圖1 改變工業生產的九大技術
波士頓咨詢公司報告介紹了工業4.0時代的九大技術趨勢，并探討其潛在的技術和經濟效益，為制造商和生產設備供應商提供信息。這九大技術進步已應用于制造業，而隨著工業4.0的到來，它們將改變生產方式：獨立和優化的單元將完全整合為自動化的生產流程，改變供應商、生產商和客戶之間的傳統關系，也改變了人和機器之間的關系。（見圖2）
圖2 工業4.0正改變傳統制造業關系
（1）大數據及分析
基于大數據的分析模式最近只在全球制造業大量出現，它的優勢在于能優化產品質量、節約能源、提高設備服務。在工業4.0背景下，將對來自開發系統、生產系統、企業與客戶管理系統等不同來源的數據進行全面整合評估，使其成為支持實時決策的標準。例如，德國的半導體制造商英飛凌已采用將單芯片關聯的方式，幫助檢測有故障的芯片來提高生產質量。
（2）自主式機器人
許多行業的生產商長期使用機器人來處理復雜的作業，但機器人卻在不斷進化，甚至可以在更大的實用程序中使用。它們變得更加自主、靈活、合作。最終，它們將與人類并肩合作，并且人類也要向它們學習。這些機器人將花費更少，并且相比于制造業之前使用的機器人，它們的適用范圍更廣泛。
在許多行業中，機器人已經被長期使用來處理復雜的任務且仍在不斷發展。它們正在變得更加自主靈活，最終將學會與人交往，和人類安全地共同工作并向人類學習。這些機器人將價格更低且用處更大，能夠承擔更為復雜的角色。
例如，顧家家居已經使用了歐洲制造商的機器設備。這些機器人是相互連接的，以便他們可以協同工作，并自動調整行動，以配合下一個未完成的產品線。高端傳感器和控制單元可保證與人類密切合作。同樣，工業機器人供應商ABB推出一款有兩支手臂的機器人，它被稱為“玉米”，專門設計用來與人類一起組裝產品（如電子消費品）。計算機視覺技術的應用保證了安全互動和零件識別的實現。
（3）仿真模擬
在工程階段，運用了3D仿真材料和產品，但在未來，模擬將更廣泛地應用于裝置運轉中。模擬將利用實時數據，在虛擬模型中反映真實世界，包括機器、產品、人等，這使得運營商可以在虛擬建模中進行測試和優化。例如西門子就開發出了可以模擬的虛擬機器，從而使加工過程減少了80%。
（4）水平和垂直系統集成
目前，大多數的IT系統都沒有被完全整合，公司、供應商和客戶之間聯系并不密切，從企業到車間的功能也缺乏完整的一體化。即使是工程本身，從產品到工廠自動化，缺乏完全集成。隨著工業4.0的到來，公司和部門間將更具凝聚力，數據整合網絡的發展將使價值鏈實現真正的自動化。
例如，達索系統和云供應商Boostaerospace聯手為歐洲航空航天和國防工業建立了一個合作平臺――AirDesign。該平臺可以作為一個工作空間設計和制造業的合作車間，也可作為一個私有云服務。它負責管理多方之間的交換產品和生產數據的復雜任務。
（5）物聯網
如今，只有一些制造商的傳感器和設備進行了聯網和嵌入式計算，它們通常處于一個垂直化的金字塔中，距離進入總體控制系統的智能化和自動化水平仍有一定距離。隨著物聯網產業的發展，更多的設備甚至更多的未成品將使用標準技術連接，可以進行現場通信，提供實時響應。
驅動和控制系統供應商博世力士樂，生產了一種半自動的閥門生產設施，可以分散地分析生產過程。產品通過無線電頻率識別碼進行識別，并且工作站能夠“獲知”每個產品必須執行的生產步驟，從而適時地進行特定的操作。
（6）網絡安全
許多企業依然依賴于未連接或者脫機的管理和生產系統，而到了工業4.0時代，連接性增強，網絡安全威脅也急劇增加。不過人們可以對整個新框架充滿信心，工業設備供應商正聯手同網絡安全公司進行合作和收購。
（7）云計算
在工業4.0時代里，更需要跨站點和跨企業的數據共享，與此同時，云技術的性能將提高，只在幾毫秒內就能進行反應。其結果是設備數據將存儲在云中，生產系統可以提供更多的數據驅動服務，許多工業監測和控制處理也將進入云端。
（8）增材制造
企業已開始采用增材制造，比如用3D打印生產單個組件。進入工業4.0，這種增材制造方法將在小批量定制產品的生產中更加廣泛地應用，它可以催生多種復雜卻輕巧的造型設計。高性能且分散的增材制造系統將減少運輸距離和庫存。例如，航空公司已將增材制造工藝應用于新設計中，既能減輕飛機重量，還能降低鈦等原料的費用。
（9）增強現實
增強現實技術支持各種服務，比如你可以在倉庫里挑選部件并通過移動設備發送維修指令。這些系統目前正處于起步階段，未來，企業將更加廣泛的使用增強現實技術為工人提供實時信息，改進決策和工作程序。目前這種系統已經以谷歌眼鏡的形式進入了市場，工人可以透過虛擬現實的眼鏡看到實際的場景。另一個應用程序是虛擬培訓。西門子已經開發了一個虛擬工廠操作員培訓模塊，利用增強現實眼鏡，創造了以工廠人員處理突發事件的數據為基礎的3D環境。
2 工業4.0的影響
（1）量化影響：以德國為例
為了對工業4.0潛在的世界范圍內的影響有更進一步的量化的理解，我們對德國制造業進行了分析，發現第四次技術革命會引發生產力、稅收、就業和投資等四個領域內的收益。
生產力方面。在接下來的五年到十年，工業4.0將會對德國制造業領域內的更多企業產生推動作用，并提高生產力，預計產值將會從900億歐元提高到1 500億歐元。不計算材料的成本，生產成本可能會提高15%到25%；如果把材料成本計算在內，生產成本可能會提高5%到8%。工業各行業差別很大。工業零部件制造商有望實現生產力最大的一些改進（20～30%），例如，汽車公司可以預期增加10～20%（見圖3）。
圖3 工業4.0將大力推動生產力的發展
稅收增長方面。工業4.0也將推動收入增長。廠家提高設備和新的數據應用需求，以及消費者對更廣泛的定制產品的需求將越來越多，這可以增加稅收300億歐元，約占德國GDP的1%。
就業方面。工業4.0將使德國在未來五年內就業增長6%。（如圖4）在同一時期，機械工程部門對員工的需求可能會上升10%之多。然而，也因此需要會不同技術的人。短期內，自動化的趨勢將取代一些操作簡單、重復率高的低技能工種。同時，軟件、連接和分析越來越多地被使用，將增加對軟件開發和相關技術員工的需求。
圖4 德國工業4.0將促進本國就業增長
投資方面。在接下來的十年里，為適應生產過程一體化，德國生產商投資約2 500億歐元。工業4.0將直接影響生產商和他們的勞動力以及供應制造系統的公司。
（2）對生產商的影響
下一波的制造業將影響生產商的整個價值鏈，從設計到售后服務。①順延著整條價值鏈，生產過程將通過集成IT系統實現優化。因此，今天孤立的制造單元將被完全自動化的、集成的生產線所取代；②通過生產商和供應商的合作，產品、生產過程和生產自動化將設計和委托在一個集成的過程中。物理原型將減少到絕對最小；③生產過程靈活度增加，并允許小批量的經濟生產。機器人、智能機器和智能產品，可以彼此溝通，并作出一定的自主決策，因此靈活度得以提高；④生產過程會通過學習自我優化設備，例如，在感覺到某些未完成產品的屬性時調整自己的參數；⑤利用自動車輛和機器人的自動化物流，會根據生產需要自動調整。
工業4.0會比如今更快的響應客戶的需求。它提高了生產過程的靈活性、速度、生產率和質量。它為業務模式、生產流程和其他創新奠定了基礎。這將使更多的工業生產商投資于工業4.0技術，以提高產品質量，并可以定制產品。
（3）對制造系統供應商的影響
由于制造商需要與工業4.0相關機器有更強的連接與互動，制造系統供應商不得不在其產品中擴大信息技術的作用。無論是在云端，還是在嵌入式設備中，將部署更多模塊化的功能。系統的整體功能性和復雜性的增加，會需要更多的決策調配。此外，在線下載軟件的門戶網站與合作伙伴關系可以提供更加靈活和適應性更強的設備配置。自動化架構也將發生演變來適應不同的用途。供應商需要為這些不同的情況做好準備，來應對這些變化。
工業自動化供應商和大多數機床制造商已經擁有了顯著的軟件開發能力，但工業4.0還需要更多。日益增長的互聯互通的機器、產品、零件和人類也需要新的國際標準，在未來的數字化工廠中這些標準可定義這些元素間的相互作用。目前這些標準的開發工作仍處于起步階段，在傳統的標準化機構和新興財團的推動下不斷前進。德國工業4.0是第一個推動力。2014年3月在美國由制造業、互聯網、信息技術以及電信領域的公司聯合成立的工業互聯網聯盟（IIC）異軍突起。隨后，一個新的機構――成立于德國的Dialogplattform工業4.0組織，將會抵消工業互聯網聯盟的強勢地位。其他幾個標準化組織也顯示出了對該領域的野心。
3 前方的路
工業和國家將以不同的速度和不同的方式迎接工業4.0。具有高水平的產品變型的產業，如汽車、食品和飲料行業，將受益于更大程度的靈活性，因為可以促進生產力的增長。比如半導體和藥品等需求高品質的產業，將受益于數據分析驅動的改進，能夠顯著減少錯誤率。擁有高成本技術勞動力的國家可以利用工業4.0賦予的更高的自動化程度。此外，充滿年輕、技術嫻熟的員工的新興市場可能抓住這一機會，創造出全新的制造理念。為了積極適應轉型，生產者和系統供應商必須采取果斷行動，以順應九大技術趨勢。他們還必須注意基礎設施建設和教育的需要。
（1）生產者必須設置優先項和提高勞動力
生產商必須在生產過程中設置優先級，提高員工的工作能力，例如，①確定改進的關鍵領域，如靈活性、速度、生產率和質量。然后，考慮如何在指定的領域利用九大技術趨勢；②分析員工的長期影響，并進行戰略性人力資源規劃。適應角色、招聘和職業培訓，為員工提供額外所需的信息技術技能。
雖然這些改進已經保持了現有產業的顯著潛力，但新興領域可以通過采用工業4.0創新的工廠布局和生產流程等來打破現有的標準。
（2）供應商必須利用技術
制造系統供應商需要了解他們如何能在新的案例中使用新的技術，為他們的客戶賺取最大的收益。可以利用這些技術滿足不同的需求，如增強網絡化的嵌入式系統和自動化、新的軟件產品的開發和新服務（如分析驅動的服務）的交付。因此，他們必須夯實基礎：例如定義利用哪種商業模式能夠滿足增強的，或者新的需求；建立技術基礎，如分析工具庫；建立適當的組織結構；發展在數字世界中必不可少的合作伙伴關系；參與和塑造技術標準化。
