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MACHINE VISION 2024/07 M周總，請您簡要介紹一下公司的情況和您與公司的

淵源？ Z 好的，我很自豪能有幸加入研祥金碼公司，我對公

司一直抱有極大的信心和熱情。長期以來，研祥金碼在

機(jī)器視覺領(lǐng)域的研發(fā)投入和產(chǎn)品布局一直走在行業(yè)前

列，這既是公司長期發(fā)展的戰(zhàn)略，也是公司能夠發(fā)展到

今天的重大收獲。同時，公司良好的局面，也為我個人

和其他同事們提供了廣闊的發(fā)展空間，我和同事們都為

此深感榮幸。研祥金碼主要業(yè)務(wù)依托源自1932年瑞士

的核心視覺識別技術(shù)和算法，以讀碼與屏檢為業(yè)務(wù)重

心，不斷研發(fā)、生產(chǎn)和銷售智能讀碼器以及顯示屏行業(yè)

的智能化生產(chǎn)、加工和質(zhì)量檢測設(shè)備。我們的產(chǎn)品廣泛

應(yīng)用于家電、屏幕、3C、汽車產(chǎn)業(yè)等多個領(lǐng)域，致力

于推動中國制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)升級。 M您對機(jī)器視覺行業(yè)有相當(dāng)?shù)牧私?，對這個行業(yè)的發(fā)

展有何特別的認(rèn)知和感觸？ Z 是的，在這個行業(yè)時間長了，感到自己已經(jīng)融入其

中，也有了一定的認(rèn)知。我認(rèn)為，從中國制造業(yè)的發(fā)

展來看，我們不斷突破高精尖領(lǐng)域，快速形成產(chǎn)業(yè)化

優(yōu)勢。設(shè)備行業(yè)也已完成國產(chǎn)化，而機(jī)器視覺行業(yè)，

作為設(shè)備核心元器件和系統(tǒng)，其國產(chǎn)化也在顯著加

速?？v觀全球自動化行業(yè)發(fā)展，我堅信中國未來也會

出現(xiàn)如三菱、西門子、基恩士這樣的全球大公司。研

祥集團(tuán)在工業(yè)自動化領(lǐng)域有30余年經(jīng)驗，深諳工業(yè)市

場，洞察客戶需求，并始終重視產(chǎn)品品質(zhì)。作為中國

企業(yè)五百強(qiáng)，我們致力于國產(chǎn)化，為客戶提供頂級產(chǎn)

品和服務(wù)。

另外，在機(jī)器視覺行業(yè)工作的這些年里，我深切感受

到了行業(yè)的蓬勃發(fā)展。首先，隨著智能制造的推進(jìn)，

越來越多的高精尖人才涌入這個行業(yè)，推動了技術(shù)的

不斷創(chuàng)新和進(jìn)步。其次，整個行業(yè)的技術(shù)成熟度不斷

提高，技術(shù)外溢現(xiàn)象明顯，使得機(jī)器視覺技術(shù)在各個

領(lǐng)域的應(yīng)用更加廣泛和深入。最后，雖然行業(yè)內(nèi)部存

在競爭，但正是這種競爭催生了更多細(xì)分市場的崛

起，為整個行業(yè)的發(fā)展注入了新的活力。

M研祥金碼為何在眾多工業(yè)相機(jī)的應(yīng)用中，

堅定地鎖定了讀碼領(lǐng)域進(jìn)行深耕？ Z 讀碼器作為高要求的嵌入式智能相機(jī)，既

考驗硬件設(shè)計、軟件算法，也挑戰(zhàn)量產(chǎn)與品

控能力。智能制造趨勢的推動下，讀碼器需

求在精密制造及更多傳統(tǒng)行業(yè)中持續(xù)增長。

但外資廠商定價偏高，而部分國內(nèi)廠商則因

價格戰(zhàn)忽視了硬件的耐用性和品控，無法與

外資廠商相媲美。

我們的目標(biāo)是，在客戶推進(jìn)工業(yè)信息化時，

提供一個既穩(wěn)定又高性價比的讀碼器選項，

以降低后期維護(hù)與部署成本，并確保信息化

項目的成功立項。此外，讀碼將與屏檢等技

術(shù)融入研祥集團(tuán)的智能物聯(lián)體系，與工控

機(jī)、服務(wù)器等產(chǎn)品結(jié)合，為客戶提供全面解

決方案。

Z 周啟航 M MACHINE VISION

記者｜安卓

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CHARACTER INTERVIEW 人物專訪

M作為全國銷售總監(jiān)，您能否分享一些在現(xiàn)場項

目中的挑戰(zhàn)和難忘的經(jīng)歷？

Z 好的。比如有一次在華東，我們有一個客戶原

本使用外資品牌的讀碼器。然而，由于現(xiàn)場來料難

以規(guī)范，導(dǎo)致讀取率不佳，原供應(yīng)商也幾乎放棄了

服務(wù)，嚴(yán)重影響了客戶的生產(chǎn)。我們接手后，發(fā)現(xiàn)

客戶的不同廠區(qū)使用了復(fù)雜的IT架構(gòu)，且不同物料

存在材質(zhì)和位置差異。這要求讀碼器需兼容半米多

的位置偏差、金屬反光，并滿足特殊的遠(yuǎn)程通訊需

求，對讀碼器提出了更高的要求。我們的工程師從

冬天開始著手，直到夏天才拿到訂單并獲得客戶認(rèn)

可。期間，考慮到某些工位有工人操作，我們還增

設(shè)了護(hù)眼模式，以減少讀碼器閃光對人眼的傷害。

客戶戲稱這一過程為“春耕秋收”，但也正是這些

挑戰(zhàn)讓我們的產(chǎn)品更具優(yōu)勢。

M讀碼和屏檢在技術(shù)上有怎樣的共通之處？屏檢

方案如何靈活應(yīng)對多樣化的產(chǎn)線需求？

Z 讀碼與屏檢在技術(shù)層面上確實存在顯著的共通

性。首先，它們都是基于AI人工智能的機(jī)器視覺算

法，特別是在讀碼方面，我們采用了業(yè)界前沿的獨

家AI解碼算法，而屏檢技術(shù)也同樣基于前沿的AI

人工智能、核心圖像處理算法以及極速光學(xué)成像技

術(shù)。此外，隨著大數(shù)據(jù)和大模型的進(jìn)步，深度學(xué)習(xí)

對讀碼和屏檢的技術(shù)都起到了很好的推進(jìn)作用。最

后，它們都需要具備高穩(wěn)定性、高精度和高速度等

特點以滿足生產(chǎn)需求。這些共通之處使得我們可以

將讀碼和屏檢技術(shù)相互借鑒和融合，為客戶提供更

加全面和高效的解決方案。

當(dāng)然，面對多樣化和靈活性的產(chǎn)線需求，屏檢方案

作為智能設(shè)備確實面臨一定的挑戰(zhàn)。不過，我們研

祥金碼的“屏檢專家”系統(tǒng)，通過搭載多套高分辨

率相機(jī)和光學(xué)系統(tǒng)，實現(xiàn)了對智慧屏、智能電視、

顯示屏、一體機(jī)等顯示設(shè)備的綜合智能化檢測。為

滿足柔性化生產(chǎn)的需求，該方案提供了深度學(xué)習(xí)功

能和適應(yīng)細(xì)分行業(yè)的多參數(shù)模板，確保設(shè)備能夠適

應(yīng)各種復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境。此外，我們還提供非標(biāo)準(zhǔn)

的視覺定制方案，以進(jìn)一步滿足各行業(yè)領(lǐng)域?qū)`活

生產(chǎn)的需求，從而在降低成本、提高效率、減少庫

存和提升質(zhì)量方面為客戶提供有力支持。

M您認(rèn)為讀碼器產(chǎn)品在技術(shù)上還有怎樣的突破？

將來發(fā)展趨勢如何？

Z 隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場的不斷變化，讀碼

器產(chǎn)品也在不斷發(fā)展。首先，產(chǎn)品線要足夠豐富以

滿足客戶多樣化的需求；其次，單一產(chǎn)品要足夠智

能化并具有足夠的性能冗余和兼容性；最后，讀碼

器要能夠?qū)崿F(xiàn)百分百的讀取率并減少人工干預(yù)。這

些發(fā)展趨勢將推動讀碼器產(chǎn)品在智能制造領(lǐng)域發(fā)揮

更大的作用。

M研祥金碼如何賦能未來制造，特別是“燈塔工

廠”？

Z 賦能“燈塔工廠”是研祥金碼的重要使命。作

為機(jī)器視覺行業(yè)國家標(biāo)準(zhǔn)制訂單位之一，我們一

直致力于為中國制造業(yè)的“雙碳”目標(biāo)探路前

行。我們通過綜合技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)商業(yè)模式、產(chǎn)品

研發(fā)模式、生產(chǎn)模式、質(zhì)量管理模式和消費者服

務(wù)模式的全方位變革，促進(jìn)企業(yè)效率提升、節(jié)能

減排和經(jīng)營優(yōu)化，從而推動燈塔工廠在數(shù)智化道

路上不斷前行。

M您對研祥金碼科技自立自強(qiáng)有怎樣的期許？

Z 當(dāng)前，我國制造業(yè)正迎來轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵時

刻，我們深切期望研祥金碼能夠在此大背景下，進(jìn)

一步助推中國制造業(yè)企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型與升級，為

行業(yè)內(nèi)的燈塔企業(yè)注入更多創(chuàng)新動力。為實現(xiàn)這一

目標(biāo)，我們將致力于推動制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的深度融合

與革新，努力提升我國制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，推動產(chǎn)

業(yè)鏈向更高級別、更現(xiàn)代化方向發(fā)展。我們期望通

過研祥金碼的努力，能夠助力國內(nèi)制造業(yè)企業(yè)在全

球市場中占據(jù)更有競爭力的地位，同時催生出更多

高質(zhì)量、高效能的新質(zhì)生產(chǎn)力。

Vision+AI SPECIAL REPORT 特別策劃 54

Q1

MACHINE VISION 2024/07

55

Q2 SPECIAL REPORT 特別策劃 56

Q3

MACHINE VISION 2024/07

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S1000MF.AI高速工業(yè)相機(jī)?國產(chǎn)智造，創(chuàng)新引擎一、背景

近年來，智能制造正逐漸成為工業(yè)領(lǐng)域的新常

態(tài)，隨著工業(yè)機(jī)器視覺應(yīng)用越來越廣泛，被檢測對

象越來越復(fù)雜，機(jī)器視覺應(yīng)用從傳統(tǒng)工業(yè)視覺向基

于深度學(xué)習(xí)的AI工業(yè)視覺過渡。而工業(yè)智能相機(jī)作

為智能制造的關(guān)鍵組件之一，以其高效、精準(zhǔn)和智

能的特點，正在工業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)發(fā)揮著越來越

重要的作用。

S1000MF.AI是四川雷得興業(yè)信息科技有限公

司設(shè)計研發(fā)的一款全國產(chǎn)高速CMOS相機(jī)，配備

1000萬像素傳感器，分辨率高達(dá)4608x2176，像

元尺寸4.5μm，采用全局快門、光纖數(shù)據(jù)接口的設(shè)

計，確保采集圖像的質(zhì)量，全分辨率下幀率可達(dá)

220fps，實現(xiàn)了高精度與高幀率的完美融合。硬

件上采用了創(chuàng)新的FPAI架構(gòu)，將FPGA、SoC和專用AI處理器相結(jié)合，帶來了顯著的性能提升和功

能拓展，不僅繼承了雷得自研產(chǎn)品一貫的卓越品質(zhì)

四川雷得興業(yè)信息科技有限公司 敬天慧

和性能，更在通用性、靈活性和低功耗方面取得了

出色的平衡，充分滿足了各類復(fù)雜工業(yè)應(yīng)用場景的

需求。二、FPAI原理概述

FPAI（Field Programmable AI）芯片創(chuàng)新地

將高性能SOC、大容量FPGA以及AI加速引擎這三

大模塊集成于一顆芯片（die）上，展現(xiàn)出了卓越

的性能。

2.1.高性能SOC

這款高性能SOC集成了先進(jìn)的操作系統(tǒng)，賦予

編程極高的靈活性，適用于各類接口控制、預(yù)處理

等場景。不僅能與GPU/DSP等協(xié)處理器無縫配

合，更在單芯片上實現(xiàn)了完整的AI計算能力，讓數(shù)

據(jù)處理與智能分析更為迅捷。

2.2.大容量FPGA

大容量FPGA提供了豐富的可重構(gòu)資源，特別

適用于指令解析和長尾算子的處理。其實時重構(gòu)計

算能力確保了系統(tǒng)的靈活性和高效性，完美適應(yīng)AI

算法的不斷迭代升級，為智能化應(yīng)用提供了強(qiáng)大的

硬件支持。

2.3.AI加速引擎

AI加速引擎采用ASIC方式在芯片上實現(xiàn)，專

圖1 S1000MF.AI高速工業(yè)相機(jī) 門處理計算量大且確定的卷積計算。這一設(shè)計確

58 PRODUCT&TEK 產(chǎn)品與技術(shù)

圖2 FPAI芯片架構(gòu)

該芯片憑借先進(jìn)的多核總線互聯(lián)架構(gòu)，通過

并列式設(shè)計，不僅實現(xiàn)了更大規(guī)模的芯片布局和

靈活的配置，還優(yōu)化了PL布局布線，其核心系統(tǒng)

采用強(qiáng)大的四核A53，支持openCL/openGL的

GPU，具備出色的4K@30幀的視頻編碼能力。此

外，F(xiàn)PGA資源擴(kuò)容，提供了更強(qiáng)的擴(kuò)展性，芯片

還引入了布衣架構(gòu)的AI加速引擎，采用陣列式多

核設(shè)計，性能高達(dá)27.5TOPS，為人工智能應(yīng)用注

入了強(qiáng)大動力。新增的VPE功能不僅支持更多種

類的算子，包括INT8/INT16，還通過多級緩存技

術(shù)大幅提升了內(nèi)部帶寬，從而實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高效

處理。三、產(chǎn)品特點

S1000MF.AI智能相機(jī)作為一種集成了圖像采

集、處理與傳輸?shù)亩喙δ茉O(shè)備，其產(chǎn)品優(yōu)勢主要體

現(xiàn)在以下幾個方面：

3.1.性能卓越

· 分辨率：4608x2179

· 像元尺寸：4.5μmx4.5μm

· 支持全局快門

· 幀率：220fps @全分辨率 8bit、110fps @全

分辨率 12bit

· 數(shù)據(jù)接口：CLHS（帶寬高達(dá)20Gbit/s）/千

兆網(wǎng)口、UART

· 支持ROI（輸出指定區(qū)域的圖像）

3.2.集成度高、可靠性強(qiáng)、功耗低

S1000MF.AI智能相機(jī)的一體化設(shè)計使得設(shè)備

的整體結(jié)構(gòu)緊湊、輕便，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低了

維護(hù)成本，并且將圖像采集、處理與傳輸功能高度

集成，不僅提高了處理速度，還優(yōu)化了功耗，在長

時間運行時能夠保持穩(wěn)定的性能，并且減少了設(shè)備

間的連接與通信,確保了相機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性。

3.3.數(shù)據(jù)處理高效、應(yīng)用靈活

S1000MF.AI采用FPAI架構(gòu)，實現(xiàn)了圖像處理

與人工智能算法的高效集成，既提高了圖像處理的

效率，又增強(qiáng)了相機(jī)的智能化程度，支持適配不同

結(jié)構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，使得開發(fā)者能夠根據(jù)不同的

應(yīng)用場景和需求，靈活地選擇和調(diào)整模型，實現(xiàn)定

制化的功能。此外，相機(jī)的軟件開發(fā)（SDK）和接

口設(shè)計也充分考慮了易用性，使得應(yīng)用開發(fā)過程更

加簡便快捷。四、應(yīng)用場景

S1000MF.AI不僅具備圖像采集功能，還集成

了圖像處理和信息傳遞的能力，其基于深度學(xué)習(xí)的

圖像處理技術(shù)，通過GPU進(jìn)行數(shù)據(jù)的并行處理，并

利用硬件加速，能夠應(yīng)對復(fù)雜多樣的生產(chǎn)環(huán)境和監(jiān)

測對象需求，如以下場景。

4.1.生產(chǎn)線檢測與質(zhì)量控制

S1000MF.AI能夠?qū)崟r捕捉運動物體的圖像，

保了計算的高效性，同時擁有出色的性能、較小

的面積和較低的功耗，為AI應(yīng)用提供了強(qiáng)大的計

算動力。

MACHINE VISION 2024/07

59

對生產(chǎn)線上的產(chǎn)品進(jìn)行實時監(jiān)測，并通過內(nèi)置的算法進(jìn)行

快速處理和分析，快速檢測產(chǎn)品的尺寸、外觀缺陷、表面

瑕疵等問題，以及對形狀、位置等參數(shù)的精確測量。

4.2.無人駕駛與導(dǎo)航

在無人駕駛汽車和機(jī)器人領(lǐng)域，智能工業(yè)相機(jī)能夠?qū)?/p>

時處理圖像，識別并處理周圍環(huán)境，從而做出適當(dāng)?shù)姆?/p>

應(yīng)，確保安全駕駛和導(dǎo)航。

4.3.三維測量

在三維測量中，智能相機(jī)通過捕捉投射到被測物體上

的激光條紋圖像，實現(xiàn)對物體表面形狀和三維結(jié)構(gòu)的精確

測量?？蓮V泛應(yīng)用于半導(dǎo)體檢測、SPI、AOI等領(lǐng)域。

4.4.智能物流與倉儲管理

智能工業(yè)相機(jī)在物流和倉儲中扮演著自動化識別和追

蹤的角色，例如識別貨物的條形碼或二維碼，實現(xiàn)自動化

的貨物分揀、裝載和盤點，提高物流的效率和準(zhǔn)確性。

4.5.環(huán)境監(jiān)測與預(yù)警

智能工業(yè)相機(jī)還能實時監(jiān)測環(huán)境狀況，如在工廠、倉

庫等場所，可以通過識別火焰和煙霧等來及時發(fā)出預(yù)警。

五、結(jié)語

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場景的不斷拓展，雷得興

業(yè)推出的S1000MF.AI智能相機(jī)憑借卓越的性能、高效的

運作能力、高度的集成度，在機(jī)器視覺、自動檢測、智能

工廠等領(lǐng)域展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。S1000MF.AI不僅

集成了強(qiáng)大的機(jī)器視覺算法，能夠精準(zhǔn)識別目標(biāo)并快速做

出反應(yīng)，而且其靈活性與可擴(kuò)展性也使其在各類復(fù)雜環(huán)境

中都能游刃有余。此外，該相機(jī)還具備出色的穩(wěn)定性與可

靠性，即使在長時間高負(fù)荷運作下，也能保持穩(wěn)定的性能

輸出，確保生產(chǎn)線上的連續(xù)和高效作業(yè)。智能工業(yè)相機(jī)的

使用，不僅提升了機(jī)器視覺的精度與效率，更為工業(yè)生產(chǎn)

的智能化與自動化發(fā)展提供了有力支持。

See You in 2025

2025年3月26-28日

Mar. 26-28,2025

Shanghai New International Expo Centre

(SNIEC)

China（Shanghai）Machine

Vision Exhibition And

Machine Vision Technology

& Application Conference

上海新國際博覽中心（上海）

中國（上海）機(jī)器視覺展暨機(jī)器視覺技術(shù)

及工業(yè)應(yīng)用研討會

上海

ShangHai

與您相約

ShangHai 2025

PRODUCT&TEK 產(chǎn)品與技術(shù)

60

微視覺系統(tǒng)及技術(shù)

在泛半導(dǎo)體行業(yè)檢測中的應(yīng)用

一、前言

微視覺即以顯微機(jī)器視覺技術(shù)為基礎(chǔ)，對顯

微視覺計算成像，大模型混合算法，微機(jī)械運動

相結(jié)合，針對微動目標(biāo)實現(xiàn)亞微米，納米級精度

的定位與小尺度操縱，從而形成完整微觀的AOI

檢測系統(tǒng)。相較于宏觀視覺成像，顯微視覺成像

更具備微觀成像能力與微米級甚至納米級的成像

精度，實現(xiàn)自動化檢測能力。

光學(xué)顯微視覺技術(shù)因具備交互性強(qiáng)、擴(kuò)展性

強(qiáng)的特征而廣泛應(yīng)用于精密測量及缺陷檢測中，

其精度通常定義為分辨率高于0.1μm，在半導(dǎo)體

（檢測與封裝），小型機(jī)器人微操作，超精密加

工（數(shù)控機(jī)床），醫(yī)療器械，生物醫(yī)學(xué)等學(xué)科領(lǐng)

域中獲得廣泛應(yīng)用。

隨著工業(yè)領(lǐng)域與生物領(lǐng)域研究的不斷突破，

涌現(xiàn)出各種各樣高成像質(zhì)量顯微設(shè)備，如光學(xué)顯

微設(shè)備、電子顯微設(shè)備、原子力顯微設(shè)備、熒光

顯微設(shè)備、掃描探針顯微及超分辨率顯微設(shè)備

等。上述檢測設(shè)備只能實現(xiàn)離線檢測，檢測速度

慢，人工檢測為主，無法實現(xiàn)生產(chǎn)線上的在線檢

測能力。

基于顯微成像及設(shè)備制造形成的微視覺系

統(tǒng)，未來將向高精度，高視覺成像及機(jī)械一體聯(lián)

動化方向發(fā)展，形成在線生產(chǎn)過程中的必要環(huán)

節(jié)，提升企業(yè)生產(chǎn)效率和良率。

深圳新視智科技術(shù)有限公司 鄭壽鋒 吳小飛

二、微視覺系統(tǒng)技術(shù)特性

微視覺系統(tǒng)涵蓋：顯微成像，算法處理及微機(jī)

械聯(lián)動，其包含了上下料，機(jī)械手對晶圓產(chǎn)品的提

取，放置，調(diào)整鏡頭景深，實現(xiàn)采圖及算法判斷，

分類等在規(guī)定的時間內(nèi)實現(xiàn)連續(xù)一體化動作，保證

檢出率?，F(xiàn)階段大部分設(shè)備以顯微成像為主要技術(shù)

研究方向。

光學(xué)顯微系統(tǒng)照明可劃分為兩類：反射光照明

與透射光照明。透射光照明在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域廣泛使

用。在精密缺陷檢測及測量領(lǐng)域，為了配合被測對

象的運動及實現(xiàn)多自由度成像，顯微系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)具

有簡易且體積小等特點。

現(xiàn)有成像方式主要依托非相干光成像方式，分

為明場成像與暗場成像，明場成像下近場的光強(qiáng)分

布模型能夠?qū)鈱W(xué)成像進(jìn)行仿真與分析，并得到物

體表面形貌光學(xué)成像的特征表達(dá).暗場成像有助于

突顯形貌信息與邊緣特征，而機(jī)械設(shè)計也要圍繞光

成像來設(shè)計。

視覺顯微精密缺陷檢測及測量技術(shù)具備以

下特點：

信息獲取量高。獲取的圖像中除包含目標(biāo)圖片

缺陷大小，形狀，位姿、尺寸等信息外，還包含光

強(qiáng)、幾何形態(tài)等信息，為后續(xù)大數(shù)據(jù)處理提供豐富

資源，通過先進(jìn)的圖像處理算法能獲取充足的輔助

信息。

MACHINE VISION 2024/07

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系統(tǒng)集成度高。視覺系統(tǒng)安裝方便，簡化零部

件，減少對裝配和外部環(huán)境的要求，降低成本，提

高視覺圖像/測量的實用性。

更換容易。減少硬件依賴，硬件標(biāo)準(zhǔn)化，軟件

實現(xiàn)通過數(shù)據(jù)庫及算法（大模型方式）的改進(jìn)提高

缺陷的識別及測量的精度，適用性。

隨著應(yīng)用場景的精密化，其成像精度，難度將

隨之增加。如先進(jìn)工藝半導(dǎo)體的前道及先進(jìn)封裝的

AOI檢測技術(shù)上，對納米芯片生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的斷

線、通孔、凹陷、橋接、顆粒、突起等缺陷的檢測

識別上皆為成像及后處理算法的難點，特別是缺陷

與背景圖案對比會直接影響缺陷的檢測性，尺寸越

小的缺陷越難以被檢測，在成像上提出更高的檢測

技術(shù)難點。

尤其在高潔凈空間（百級），高精度成像領(lǐng)域

中，通常采用紫外光或是極紫外光的形式，而在可

見光的范疇則可以采用藍(lán)紫光來提高成像分辨率。

因此，提高系統(tǒng)定位精度的關(guān)鍵在于構(gòu)建顯微相機(jī)

成像模型并實現(xiàn)高精度的系統(tǒng)標(biāo)定。而這種空間

里，避免人為干預(yù)，盡力減少人員在該空間的滯留

時間，未來將進(jìn)一步向機(jī)械自動化設(shè)備演進(jìn)，取代

人員常駐。

微視覺系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)難點：在微視覺領(lǐng)域，在

微納制造、平臺定位、被測物缺陷識別及測量等方

面實現(xiàn)設(shè)備聯(lián)動，實現(xiàn)邊生產(chǎn)邊檢測，滿足生產(chǎn)節(jié)

拍快，效率的高要求，摒棄原有的離線或人工檢測

方式（如：4英寸晶圓檢測，設(shè)備15pcs/小時，人

工檢測2pcs/小時）。要滿足工業(yè)生產(chǎn)需求和效

率，是該領(lǐng)域技術(shù)的難點及瓶頸。三、半導(dǎo)體缺陷檢測/量測市場發(fā)展

隨著應(yīng)用場景的多樣化，半導(dǎo)體市場將向兩個

方向發(fā)展，一類面向化合物半導(dǎo)體方向發(fā)展，解決

現(xiàn)有國民生計中的通訊，高鐵，光伏，風(fēng)能，汽

車，智能電網(wǎng)，機(jī)電機(jī)馬達(dá)變頻驅(qū)動器，高效供電

電源，高亮度LED等應(yīng)用，其主要半導(dǎo)體器件以化

合物為主。對半導(dǎo)體晶圓精度要求略低，但產(chǎn)業(yè)化

速度較快，能避開現(xiàn)有半導(dǎo)體技術(shù)難點。

另一類受消費類芯片，通訊芯片，物聯(lián)網(wǎng)芯

片，醫(yī)藥芯片等大量需求，對芯片生產(chǎn)中要求的高

精度，高效性，規(guī)模化，批量化，降成本，質(zhì)檢等

設(shè)備提出了更高要求，生產(chǎn)精度進(jìn)一步提升。降低

晶圓成本與能耗，持續(xù)微縮集成電路關(guān)鍵尺寸，并

隨著應(yīng)用的變化，也增加了集成電路復(fù)雜性。目

前，IC制造工藝技術(shù)已突破5nm，正朝向3nm節(jié)點

發(fā)展，這將對工藝監(jiān)控尤其是晶圓缺陷檢測提升了

更高的精檢技術(shù)能力，晶圓圖案特征尺寸的微縮，

將極大地限制當(dāng)前晶圓缺陷檢測方案在平衡靈敏

度、適應(yīng)性、效率、捕獲率等方面的能力。檢測步

驟的數(shù)量隨著圖案化步驟的增加而顯著增加，缺陷

漏檢問題影響將會陸續(xù)傳遞到最終的芯片制造流程

中。伴隨工業(yè)界大規(guī)模的10納米及以下節(jié)點工藝芯

片規(guī)?；圃欤圃烊毕輰π酒a(chǎn)量和成本的影響

變得越來越顯著，晶圓缺陷檢測制約半導(dǎo)體制造產(chǎn)

業(yè)的發(fā)展。四、半導(dǎo)體缺陷檢測量測技術(shù)應(yīng)用

隨著半導(dǎo)體生產(chǎn)方向場景的不同，其檢測工藝

方向也發(fā)生分化，面對化合物中，如SiC微管，位

錯等檢測，提升了檢測識別度。面對工藝技術(shù)向

7nm以下制程的發(fā)展，促使晶圓檢測更加精密的難

度。對現(xiàn)有生產(chǎn)過程中的缺陷，如斷線、通孔、凹

陷、橋接、顆粒、突起等缺陷的識別，缺陷與背景

圖案比對直接影響缺陷的檢測，尺寸越小的缺陷越

難以被檢測，在成像上提出更高的檢測難點。而材

料對缺陷檢測性影響，比提高光學(xué)分辨率還重要的

是采用的光束光譜范圍設(shè)計。

深度學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)算法融合，實現(xiàn)將無缺陷芯片

的圖像與有缺陷芯片的圖像比較以識別芯片中缺陷

或者通過將芯片的圖像與芯片模板圖像比較以識別

芯片系統(tǒng)缺陷。但深度學(xué)習(xí)算法在實際IC生產(chǎn)線中

還沒有被完全應(yīng)用，尤其是在光學(xué)缺陷檢測方面。

62 PRODUCT&TEK 產(chǎn)品與技術(shù)

在IC制造產(chǎn)線上光學(xué)缺陷檢測場景中推廣深度學(xué)習(xí)

技術(shù)的應(yīng)用，深度學(xué)習(xí)與光學(xué)物理之間邊界的探索

等。五、新視智科在半導(dǎo)體領(lǐng)域的設(shè)備拓展

新視智科在積極探索微視覺AOI檢測的系統(tǒng)技

術(shù)，提升產(chǎn)品檢測節(jié)拍。其在新視多維感知技術(shù)基

礎(chǔ)理論及白光的設(shè)計基礎(chǔ)上，加深了對顯微視覺，

對光成像的認(rèn)知和融合，尤其是材料的多光譜認(rèn)

知，光成像的認(rèn)知，深紫外成像設(shè)計等的計算成像

認(rèn)知，缺陷采集利用多維視覺感知技術(shù)。

目前新視智科在化合物半導(dǎo)體晶圓檢測上開始

提供商用化產(chǎn)品系列，未來將向先進(jìn)封裝段的堆疊

技術(shù)，TSV等技術(shù)探索。

5.1.微視覺化合物半導(dǎo)體AOI系統(tǒng)設(shè)備

圖1 多維視覺感知技術(shù)

圖2 微視覺化合物半導(dǎo)體AOI系統(tǒng)設(shè)備

多源多通道數(shù)據(jù)實時采集，采用FPGA/CPU/

GPU異構(gòu)計算平臺的高通量實時圖像處理技術(shù)，實

現(xiàn)并行流水行處理，小缺陷、亞像素處理，算法底

層融合專版表檢算法框架，優(yōu)于主流深度學(xué)習(xí)框

架。

數(shù)據(jù)源來自于行業(yè)豐富項目積累大量缺陷數(shù)據(jù)

庫，應(yīng)用于AI+大數(shù)據(jù)自主學(xué)習(xí)。并在設(shè)備設(shè)計前

期，利用數(shù)字孿生做仿真化模擬、設(shè)計，保證產(chǎn)品

質(zhì)量穩(wěn)定可靠，技術(shù)可控。

全自動晶圓外觀檢測設(shè)備系統(tǒng)，完成視覺定位

和顯微成像。提供晶圓表面高精度光學(xué)掃描檢測解

決方案，用于提高半導(dǎo)體行業(yè)的生產(chǎn)流程過程監(jiān)控

和良率分析改善，支持圖案、無圖案的晶圓表面高

精度掃描等，可定制掃描精度，同時白光干涉光學(xué)

系統(tǒng)可進(jìn)行裂紋深度區(qū)域量測。

產(chǎn)品系列涵蓋雙面研磨（粗磨），雙面研磨（精

磨），CMP雙面拋光，單面拋光等工位的粗磨前檢

測、切割片來料檢、表面缺陷檢測、精磨前檢測、深

度量測、雙拋前檢測、單拋前檢測等。

MACHINE VISION 2024/07

63

5.1.1.設(shè)備采用

采用軟，算，硬，機(jī)械相互融合方案，實現(xiàn)

2D，3D同步檢測。進(jìn)行從卡塞掃描，晶圓機(jī)器人

抓取，晶圓進(jìn)行定位，CCD拍照定位角度，晶圓檢

測位置，CCD拍照定位角度，晶圓檢測位置，晶圓

進(jìn)行掃描檢測，機(jī)器人抓取晶圓，卡塞上料位等一

系列動作，完成晶圓檢測。

其重點檢測缺陷有：崩邊、劃傷、多型、坑

點、裂紋、顏色不均、雜晶、未磨平、霧狀、微

管、水波紋、深度量測、邊緣缺陷檢測、多晶、亮

線（形貌、分布、深度）、太陽紋（形貌、分布）

等。

5.1.2.Smart AOI工業(yè)操作軟件

圖3 Smart AOI工業(yè)操作軟件界面

基本單元：采用人機(jī)交互單元，運動控制單

元，數(shù)據(jù)管理單元，數(shù)據(jù)存儲單元，數(shù)據(jù)匯報單

元，圖像采集單元，中央處理單元等模塊，支持定

制化開發(fā)。

功能涵蓋：良率report、Tool match、存圖能

力、檢測流程、自動定位、wafer id識別、檢測當(dāng)

站報警、MAP導(dǎo)入、MAP疊加、檢測模式、過程

控制、通訊協(xié)議、作業(yè)模式設(shè)定、歷史記錄、設(shè)備

統(tǒng)計、硬件集成、數(shù)據(jù)輸出、數(shù)據(jù)處理。

5.1.3.新視智科特色

實際案例：在華東某頭部SiC企業(yè)，批量導(dǎo)入

新視檢測設(shè)備，且已驗收上線生產(chǎn)；

產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫：多家現(xiàn)場已構(gòu)建超百萬+的缺陷

樣本庫，快速解決調(diào)試上線問題，上線周期短；

領(lǐng)先架構(gòu)：基于工業(yè)視覺技術(shù)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技

術(shù)于一體軟算硬結(jié)合的智能系統(tǒng)，融合了工業(yè)互聯(lián)

網(wǎng)邊緣云及自有云的網(wǎng)絡(luò)，具備端邊云能力；

質(zhì)檢專家：專有生產(chǎn)良率管理算法模型序列

（AOI+AI質(zhì)檢云+AI推理+QC復(fù)檢+QC抽檢聯(lián)

動），實現(xiàn)生產(chǎn)過程閉環(huán)質(zhì)量監(jiān)控管理；

服務(wù)至上：服務(wù)網(wǎng)點覆蓋全國及部分海外，專

人24小時駐廠陪產(chǎn)，軟件系統(tǒng)免費升級維護(hù)，終身

授權(quán)。

64 PRODUCT&TEK 產(chǎn)品與技術(shù)

猛虎焊接平臺

?3D視覺智能焊接引導(dǎo)應(yīng)用

一、背景

中國是制造業(yè)大國，焊接與制造業(yè)密不可分。

然而，機(jī)器人自動化焊接技術(shù)仍舊面臨著許多難

題：工件加工誤差，工件定位誤差，普通結(jié)構(gòu)件焊

縫定位困難，機(jī)器人焊接需要高強(qiáng)度示教，焊接編

程復(fù)雜，在面對多種類工件焊接時每一種都需要示

教并重新編程，以上這些問題都困擾著機(jī)器人自動

化焊接的全面普及。

二、猛虎焊接平臺

猛虎焊接平臺，基于偉景智能具有自主知識產(chǎn)

權(quán)的星光眼立體相機(jī)，利用相機(jī)大視野、大景深、

高精度特點，只需要一臺相機(jī)就可以完成遠(yuǎn)距離大

范圍工件識別及粗定位，近距離掃描焊縫提取，具

備點、線、面認(rèn)知及輪廓識別功能。

北京偉景智能科技有限公司 陳濤

猛虎焊接平臺支持工件三維模型導(dǎo)入，形成各

工件模型數(shù)據(jù)庫，并可對每類工件模型進(jìn)行焊接路

徑的規(guī)劃。

2.1.2.可進(jìn)行遠(yuǎn)距離大范圍工件識別及粗定位

針對大型工件，可通過立體相機(jī)對大型工件先

進(jìn)行位置的粗定位以及工件種類識別，從而進(jìn)行近

距離的高精度焊縫坐標(biāo)提取。

2.1.3.模型對比焊縫自動提取

可通過點、線、面、輪廓等識別算法，對焊接

工件的種類與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對比，從而快速提取焊接

坐標(biāo)及焊接軌跡。

2.1.4.工件姿態(tài)定位、原點定位

對焊接坐標(biāo)及軌跡自動提取后，該系統(tǒng)還可對

工件的擺放姿態(tài)以及開始焊接原點進(jìn)行定位，從而

引導(dǎo)機(jī)械臂進(jìn)行高精度的焊接作業(yè)。

圖1 猛虎焊接平臺

圖2

2.1.猛虎焊接平臺提供焊縫定位提取應(yīng)用功能

2.1.1.工件模型導(dǎo)入

MACHINE VISION 2024/07

65

2.2.猛虎焊接平臺的系統(tǒng)對接功能包括

2.2.1.3D視覺智能焊接引導(dǎo)管理軟件

具備導(dǎo)入工件設(shè)計模型操作及焊接庫自動匹

配，焊接程序一鍵生成，焊縫提取3 D模型可視

化、遠(yuǎn)程參數(shù)調(diào)試等功能。

2.2.2.Modbus Tcp通訊協(xié)議接口對接

標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議，應(yīng)用檢測結(jié)果可直接對接機(jī)械

臂控制系統(tǒng)。

2.3.猛虎焊接平臺使用的星光眼相機(jī)作為焊接

系統(tǒng)的視覺輸入

焊接前，星光眼相機(jī)配合專用軟件可進(jìn)行工件

掃描、焊縫提取、焊縫規(guī)劃等操作；

圖4 智光眼相機(jī)可以切換成動態(tài)相機(jī)

圖5 智光眼相機(jī)作為檢測工具

圖3 工件掃描

三、核心技術(shù)

猛虎焊接平臺采用全新3D視覺技術(shù)方案，相比

傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)光方案、飛行時間（ToF）方案以及雙目

視覺方案，該方案采用線激光+雙目視覺搭配，既延

續(xù)了雙目立體視覺優(yōu)勢，又能識別無紋理特征、反

光、吸光等特殊材質(zhì)，并且不受環(huán)境光限制。

圖6 全新3D視覺技術(shù)方案

圖7 支持各種光照條件

焊接過程中，星光眼相機(jī)可以切換成動態(tài)相

機(jī)，實現(xiàn)焊縫跟蹤功能，做到動靜態(tài)一體；

焊接動作完成后，星光眼相機(jī)又可以作為檢測

工具，配合焊接系統(tǒng)，實現(xiàn)焊縫平整度檢查、尺寸

偏差檢查等功能。

四、產(chǎn)品亮點

4.1.強(qiáng)大的環(huán)境適應(yīng)性

支持180000Lux強(qiáng)光環(huán)境下的高精度建模；

支持物體表面反光以及拋光材質(zhì)的無噪點建模；

支持物體表面黑色吸光材料的無漏點建模。

66 PRODUCT&TEK 產(chǎn)品與技術(shù)

圖8 精確的三維空間感知

4.2.高精度的焊接控制

采用高分辨率圖像芯片，縱向分辨率可達(dá)

2048pix；

采用全局曝光芯片，每秒線掃幀率最大可達(dá)

3000；

空間定位精度可達(dá)微米級，滿足精細(xì)化的場景

檢測需求。

4.3.高效的工作速度

靜態(tài)模式支持工件掃描；

動態(tài)模式支持焊縫跟蹤；

動靜態(tài)一體，通過軟件切換。

用，用于汽車車身焊接、零部件組裝等工藝。通過

其優(yōu)越的3D視覺技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對汽車零部件的

精確焊接，提高焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

5.2.電子產(chǎn)業(yè)

在電子行業(yè)中，猛虎焊接平臺可以用于電子元

器件的焊接和組裝。通過其環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)和材質(zhì)識

別能力，可以適用于各種復(fù)雜電子產(chǎn)品的生產(chǎn)，提

高生產(chǎn)線的自動化程度和產(chǎn)品質(zhì)量。

5.3.機(jī)械制造領(lǐng)域

猛虎焊接平臺也可以廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造領(lǐng)

域，如焊接機(jī)械設(shè)備零部件、管道等。其高精度的

焊接控制和快速的工作速度，可以提高機(jī)械制造過

程中的焊接效率和質(zhì)量。

5.4.航空航天領(lǐng)域

在航空航天領(lǐng)域，對焊接質(zhì)量和精度要求較

高。猛虎焊接平臺的3D視覺技術(shù)可以滿足航空航

天產(chǎn)品的精密焊接需求，確保焊接質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，

并提高生產(chǎn)效率。

總的來說，猛虎焊接平臺在汽車制造、電子產(chǎn)

業(yè)、機(jī)械制造和航空航天等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用

前景。其先進(jìn)的3D視覺技術(shù)和優(yōu)勢特點能夠為不

同領(lǐng)域的焊接工藝帶來革新，提升生產(chǎn)效率、產(chǎn)品

質(zhì)量和工作安全性。

圖9 動靜態(tài)一體

五、落地場景

猛虎焊接平臺在實際應(yīng)用中具有廣泛的落地場

景，主要包括以下幾個方面：

5.1.汽車制造業(yè)

猛虎焊接平臺可以在汽車制造生產(chǎn)線上廣泛應(yīng)

圖10 現(xiàn)場圖

MACHINE VISION 2024/07

67

硅片上的光影貼合?UV-LED曝光

系統(tǒng)在晶圓邊緣曝光（WEE）中的

高效應(yīng)用

廣州友思特科技有限公司 高玥一、晶圓邊緣曝光及處理方法

晶圓曝光和光刻工藝是半導(dǎo)體電子器件制程中

尤為重要的一個工藝步驟，影響著最終電子元器件

的良率和精確度。晶圓曝光的原理將對光敏感的光

刻膠均勻涂敷在硅片上，紫外光源發(fā)出的光線經(jīng)特

殊聚焦透鏡通過掩模版，聚焦到晶圓表面，光刻膠遇

光固化，在晶圓表面形成和掩模版一致的像，再去除

掉不必要的膠體，晶圓上便會留下所需要的圖形結(jié)

構(gòu)，即經(jīng)典的涂布、曝光、顯影和刻蝕工藝流程。

在光刻膠涂布的過程中，由于離心作用的存

在，一部分膠會被推到晶圓的邊緣，形成較厚的邊

緣，這部分膠容易從旁晶圓邊緣剝落，影響晶圓表

面和內(nèi)部的圖形，造成顆粒污染。在表面張力的作

用下，少量的膠甚至沿著邊緣流到晶圓背面，對晶

圓背面造成污染。即使采用十分謹(jǐn)慎的加工過程，

仍然無法避免晶圓邊緣的光刻膠堆積，如圖1所示。

整等。另一種方法是采用硅片邊緣曝光（Wafer

Edge Exposure, WEE）技術(shù)，如圖2所示。在該技

術(shù)中，晶圓通過真空吸附在承載臺上，光源經(jīng)過遮

光板形成的光斑照射在晶圓邊緣，通過承載臺的旋

轉(zhuǎn)和系統(tǒng)的計算控制來實現(xiàn)可控寬度和位置的邊緣

曝光。這種方法的優(yōu)點包括生產(chǎn)效率高、裝置成本

低、過程易于控制以及邊緣輪廓整齊。

圖1 多余的膠在晶圓邊緣堆積，甚至流到晶圓背面

圖2 邊緣曝光裝置結(jié)構(gòu)示意圖

WEE工藝對于精準(zhǔn)的晶圓工藝流程是必須

的。當(dāng)采用正性光刻膠時，WEE主要用于允許邊

緣處的絕對最小曝光寬度，以最大限度地減少邊緣

處的良率損失，不僅可以提高產(chǎn)量，還可以最大限

度地減少電鍍接觸區(qū)域的貴金屬浪費。當(dāng)采用負(fù)性

抗蝕劑時，WEE工具用于提供一種保護(hù)或密封晶

圓邊緣的方法，以防止污染物到達(dá)WEE曝光路徑

邊界內(nèi)的器件。二、友思特WEE曝光光源系統(tǒng)

友思特ALE/1和ALE/3 UV-LED光源是可用于

寬帶晶圓邊緣曝光的i、h和g線的LED解決方案，具有

與汞蒸氣燈非常相似的光譜功率（圖3），顯示出出

色的光譜一致性，同時具有顯著的性能優(yōu)勢。友思特UV-LED光源系統(tǒng)可單獨配置和控制i、h和g線

為了消除邊緣堆積的光刻膠，需要實施晶圓邊

緣處理流程。一種方法是使用少量化學(xué)去邊溶劑對

晶圓正反邊緣處進(jìn)行沖洗（Chemical EBR），該

方法的缺點在于去邊時間長、溶劑耗材成本高、難

以徹底清洗殘留區(qū)域以及去除區(qū)域的輪廓不平滑齊

68 PRODUCT&TEK 產(chǎn)品與技術(shù)

（中心波長365、405和436nm），或起使用以獲

得最佳性能。曝光過程非常精確，切換時間不到一

毫秒，并長期保持穩(wěn)定。此外，它們還提高了系統(tǒng)

在日常運行中的效率：1.UV-LED的使用壽命更

長，系統(tǒng)的停機(jī)時間更短；2.光源的可更換LED模

塊可在現(xiàn)場快速輕松地進(jìn)行維護(hù)。

曝光強(qiáng)度：被曝光區(qū)域上的曝光功率與曝光面

的比值，單位：mW/cm2或W/cm2；

設(shè)備空間：指設(shè)備中需要集成光源的可用空

間，以及放置在設(shè)備內(nèi)部的位置和方式。

均勻性：從中心到邊緣不同位置的曝光強(qiáng)度的

差異，單位：%。

曝光面積：曝光晶圓邊緣的寬度以及單次曝光

的面積大小，單位：mm2。

以上的這些參數(shù)并非獨立性質(zhì)，而是互相影響

著最終的曝光結(jié)果，如圖7所示。

圖4 使用ALE/1光源進(jìn)行WEE工藝

三、WEE系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)

設(shè)計一個如圖4完整的WEE系統(tǒng)需要考慮到以

下參數(shù)：

圖3 ALE1和ALE3光源與汞燈功率對比

圖5 邊緣銳度與均勻性示例

圖7 參數(shù)關(guān)系圖示例

圖6 焦距深度示例

四、總結(jié)

晶圓邊緣曝光（WEE）是大批量半導(dǎo)體制造

中的常見步驟，使用光刻工具在曝光后處理晶圓的

圓邊，以提高晶圓半導(dǎo)體器件的良率。WEE允許

晶圓邊緣的絕對最小曝光寬度，以最大限度地減少

良率損失或在進(jìn)一步處理過程中保護(hù)邊緣免受污

染。目前，大多數(shù)WEE應(yīng)用使用350nm至450nm

光譜范圍內(nèi)的寬帶輻射。最常見的解決方案是使用

額定功率為150W至500W的傳統(tǒng)光纖耦合汞放電

燈。友思特高功率紫外光源ALE/1和ALE/3通過靈

活的LED光導(dǎo)提供光輸出，涵蓋了傳統(tǒng)汞放電燈的

光譜范圍，并且很容易超越晶圓邊緣曝光工藝所需

的典型強(qiáng)度，并滿足精準(zhǔn)的曝光需求。

邊緣銳度：指強(qiáng)度從0到最大均勻性或從最大

均勻性到0的梯度/邊緣的寬度，單位：mm。如圖 5所示，邊緣銳度大約是5mm。

焦距深度：晶圓被固定時不會直線移動，但會

上下擺動并產(chǎn)生微小的數(shù)值位移，單位：mm。

MACHINE VISION 2024/07

69

圖1 Pick-and-Place B60 Anwendung

威格勒機(jī)器視覺軟件uniVision 3

?遠(yuǎn)超限制提供無限靈活性

文 / wenglor sensoric group

一、背景

通過現(xiàn)代圖像處理解決復(fù)雜的工業(yè)挑戰(zhàn)通常伴

隨著高昂的集成成本。所需的專業(yè)知識大大提高了

將機(jī)器視覺集成到應(yīng)用程序解決方案中的入門級水

平。因此，用戶圈子僅限于在圖像處理領(lǐng)域具有特

定專業(yè)知識的專家。作為機(jī)器視覺和傳感器技術(shù)領(lǐng)

域創(chuàng)新技術(shù)的專家，威格勒傳感有針對性地解決了

這一問題：模塊化、直觀的參數(shù)化軟件uniVision

3能夠使用預(yù)定義的模板和工具解決簡單的標(biāo)準(zhǔn)任

務(wù)，因此為工業(yè)圖像處理領(lǐng)域的應(yīng)用解決方案提供

了一個簡單的入口。

二、uniVision 3簡易友好，參數(shù)化與HAL

CON腳本編程相結(jié)合

威格勒的機(jī)器視覺軟件uniVision 3是全面和

直觀的設(shè)計。許多可參數(shù)化的模塊使快速和靈活的

應(yīng)用程序解決方案成為可能，而不需要編程知識。

在模板作業(yè)中放置和鏈接最重要的模塊大大降低了

復(fù)雜性和用戶的初始化。這使得具有廣泛專業(yè)知識

的專業(yè)人員不再是必要的要求，因為參數(shù)化知識和

圖像處理基礎(chǔ)知識就足夠了。因此，快速解決簡單

的標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)是可實現(xiàn)的。通用的、可配置的參數(shù)化

軟件提供了對圖像處理的方便訪問，這得益于較低

的入門門檻。然而，當(dāng)涉及到特別復(fù)雜和個人的任

70 PRODUCT&TEK 產(chǎn)品與技術(shù)

務(wù)時，它們會遇到極限。在這里，威格勒和

uniVision 3通過結(jié)合參數(shù)化和編程設(shè)定了新的標(biāo)

準(zhǔn)。集成的HALCON腳本模塊可以無縫地集成來

自MVTec HDevelop軟件的HALCON腳本。這為

用戶提供了實現(xiàn)單個和復(fù)雜應(yīng)用程序的可能性，并

以靈活的方式擴(kuò)展它們。

三、uniVision 3完整的圖像處理解決方案

的關(guān)鍵

uniVision 3是根據(jù)工業(yè)需求開發(fā)的，提供各

種工業(yè)接口，如PROFINET、TCP或數(shù)字I/O以及

機(jī)器人接口。這使得威格勒的機(jī)器視覺設(shè)備能夠快

速輕松地集成到現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施中，如PLC、機(jī)器

人和生產(chǎn)環(huán)境。威格勒B60系列的智能相機(jī)為復(fù)雜

的圖像處理任務(wù)建立了新的標(biāo)準(zhǔn)，這些任務(wù)以前被

認(rèn)為只能通過基于PC的視覺系統(tǒng)來解決。B60通過

將uniVision 3軟件與高性能相機(jī)相結(jié)合，將圖像

采集和評估結(jié)合在一個產(chǎn)品中。憑借自動對焦和C

型安裝的鏡頭變體，它以其對相應(yīng)應(yīng)用挑戰(zhàn)的個人

適應(yīng)性令人信服。

例如，威格勒機(jī)器視覺解決方案的巨大靈活性

通過機(jī)器人控制的拾取和放置應(yīng)用程序的例子來說

明，該應(yīng)用程序用于分離、夾緊和重新定位傳送帶

的部件。為了將它們分離用于后續(xù)處理步驟，智能

相機(jī)在每次圖像采集時都會捕捉物體，對其進(jìn)行評

圖2 Packshot B60 uniVision3 HALCON

估，并將零件的位置和方向直接傳遞給機(jī)器

人。B60系列智能相機(jī)的配件包括專業(yè)的校準(zhǔn)目

標(biāo)，以確保簡單而精確的手對眼校準(zhǔn)。對于超出通

用參數(shù)化范圍的項目需求，用戶可以在M V Te c

HALCON腳本模塊的幫助下靈活擴(kuò)展uniVision中

的功能。拾取和放置應(yīng)用程序也是如此，在該應(yīng)用

程序中，使用HALCON腳本創(chuàng)建雜亂區(qū)域周圍的

擴(kuò)展，即組件周圍的自由空間。除了所發(fā)現(xiàn)的部件

的輪廓外，這也確保了夾具有足夠的自由空間。完

全集成的HDevEngine能夠直接加載和執(zhí)行合適的

HALCON腳本，從而為通過單獨編程解決此類苛

刻的工業(yè)情況開辟了可能性。

四、威格勒機(jī)器視覺應(yīng)用程序的廣泛產(chǎn)品

組合

威格勒的機(jī)器視覺產(chǎn)品成功解決具有挑戰(zhàn)性

的任務(wù)得益于其在軟件和硬件領(lǐng)域的全面專業(yè)知

識。通過將智能硬件與可配置軟件以及個性化編程

的可能性相結(jié)合，用戶可以獲得最強(qiáng)大的工業(yè)圖像

處理解決方案。未來，uniVision 3生態(tài)系統(tǒng)將得到

擴(kuò)展，為所有威格勒機(jī)器視覺產(chǎn)品提供平臺。在執(zhí)

行任何圖像處理任務(wù)時，威格勒產(chǎn)品組合提供機(jī)器

視覺和傳感器技術(shù)領(lǐng)域的各種相關(guān)產(chǎn)品。在這里，

綜合的專業(yè)知識也令人信服，根據(jù)要求，例如，將

適當(dāng)?shù)恼彰骷夹g(shù)、所需的通信技術(shù)或其他配件組合

在一起。

MACHINE VISION 2024/07

71

基于離軸三反系統(tǒng)的線掃鏡頭設(shè)計

深圳市視清科技有限公司 魏群

一、背景

線掃相機(jī)是采用線形傳感器作為感光芯片的相

機(jī)，其感光芯片極長，有幾千的長度，而寬度僅有

1到2個像素。線掃相機(jī)與待檢測物體相對勻速運

動，逐行連續(xù)掃描，以實現(xiàn)對整個表面的均勻成

像。掃鏡頭的特點是最大像面尺寸比較大，它能夠

在高速運動的物體上進(jìn)行圖像捕捉，具有高速的掃

描頻率和快速的曝光時間。與傳統(tǒng)的面陣CCD相機(jī)

相比，線掃相機(jī)綜合畸變更小，獲取的圖像在掃描

方向上的精度更高。

由于線掃鏡頭具有高速掃描和高精度的特點，

因此它機(jī)器視覺、自動化檢測、條形碼識別等領(lǐng)域

都有廣泛的應(yīng)用。

離軸三鏡反射系統(tǒng)具有不產(chǎn)生色差、無中心遮

攔、結(jié)構(gòu)緊湊等特點，且因為其不對稱的結(jié)構(gòu)，視

場常常為線視場。離軸三反結(jié)構(gòu)將成為線掃鏡頭的

一個全新設(shè)計方案。

二、離軸三反系統(tǒng)的原理介紹與設(shè)計方法

離軸三反射鏡光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計基于高斯光學(xué)理

論，求取共軸三反射鏡光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)作初始結(jié)構(gòu)。

通過光闌離軸或視場離軸，或者二者相結(jié)合的方法

實現(xiàn)系統(tǒng)中心無遮攔。在系統(tǒng)優(yōu)化過程中，利用高

次非球面來滿足系統(tǒng)多種性能的要求。

三反射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖所示：

三反射系統(tǒng)的成像性質(zhì)由下式中的α1、α2、

β1、β2 決定。

圖1 三反鏡頭結(jié)構(gòu)圖

式中，α1為次鏡對主鏡的遮攔比；α2為三鏡

對次鏡的遮攔比；β1為次鏡放大率；β2為三鏡放

大率。

離軸三反系統(tǒng)可以分成以下兩類：光闌離軸和

視場離軸。

光闌置于主鏡上或之前，光闌離軸。如圖 1 所

示。采用光闌離軸的方法，雖然可以使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變

得緊湊，但是在較大視場的情況下，成像質(zhì)量下降

得很快。

72 PRODUCT&TEK 產(chǎn)品與技術(shù)

將光闌置于次鏡上，通過視場的傾斜來避免中

心遮攔，光闌不離軸。視場離軸的三反射系統(tǒng)具有

更強(qiáng)的像差校正能力，視場大，成像質(zhì)量好，比較

適合大視場和大相對口徑的要求。視場離軸效果圖

如圖2所示。

四、結(jié)語

離軸三反系統(tǒng)與折射系統(tǒng)相比更易加工、易大

型化且抗熱性良好，且克服了共軸系統(tǒng)存在遮攔比

的問題。與離軸兩反系統(tǒng)相比，三反射鏡的系統(tǒng)視

場大，且易控制雜散光的輻射，增加了軸外視場的

光通量，使像面的照度更均勻，更符合線掃鏡頭的

要求與應(yīng)用。

圖2 光闌離軸的三反系統(tǒng)

圖4 初始結(jié)構(gòu)設(shè)計

圖5 優(yōu)化后的離軸三反結(jié)構(gòu)圖

圖3 視場離軸的三反系統(tǒng)

圖6 優(yōu)化后的MTF曲線

三、應(yīng)用案例：線掃鏡頭的設(shè)計

在設(shè)計初，以共軸的三反作為初始結(jié)構(gòu)，如圖

4所示。然后在反射鏡前后加入坐標(biāo)斷點來實現(xiàn)光

學(xué)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)和離軸。

為了避免擋光，需要保證從物面到主鏡的光線

在經(jīng)過次鏡所在的Z坐標(biāo)位置時，Y方向的最低光線

高于從主鏡反射到次鏡的最高光線，并有一定的余

量，對于由最后一個反射面反射向焦面的光線，也

需要滿足類似的關(guān)系。優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)如圖5所示。

MACHINE VISION 2024/07

73

慕藤光拼接相機(jī)?廣納萬象，拼接視界未來

江蘇慕藤光精密光學(xué)儀器有限公司 姚少華一、背景

隨著數(shù)字化時代的疾速演進(jìn)，各行各業(yè)對視覺

檢測的需求與日俱增。然而，傳統(tǒng)的單相機(jī)系統(tǒng)常

常受限于狹窄的視野和較低的分辨率，難以契合現(xiàn)

代應(yīng)用場景的高標(biāo)準(zhǔn)要求。正因如此，影像采集設(shè)

備不斷追求更高的分辨率和更廣闊的視場，而慕藤

光拼接相機(jī)順勢而生，憑借其獨特的多相機(jī)拼接技

術(shù)，一舉突破傳統(tǒng)單相機(jī)的視野瓶頸，為工業(yè)檢

測、安防監(jiān)控、醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域帶來了極具革命性

的改變。

數(shù)，這些參數(shù)對于后續(xù)的圖像處理至關(guān)重要。通常

標(biāo)定過程采用棋盤格或圓點圖案充當(dāng)標(biāo)定板，通過

在不同位置與方向上拍攝標(biāo)定板，利用計算機(jī)視覺

算法計算出相機(jī)的映射矩陣。這一過程不僅需要精

確的數(shù)學(xué)模型，還需要對光學(xué)畸變有深入的理解，

以確保標(biāo)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

圖1 產(chǎn)品圖

圖2 數(shù)學(xué)模型

二、慕藤光拼接相機(jī)的技術(shù)深度剖析

慕藤光拼接相機(jī)技術(shù)主要通過以下兩個關(guān)鍵核

心步驟得以實現(xiàn)：

其一，相機(jī)標(biāo)定。相機(jī)標(biāo)定是拼接相機(jī)技術(shù)的

基石，這一過程涉及對相機(jī)內(nèi)部參數(shù)與外部參數(shù)的

精準(zhǔn)測量，包括焦距、主點坐標(biāo)、畸變系數(shù)等。通

過標(biāo)定，我們能夠獲得相機(jī)的內(nèi)參矩陣和畸變系

其二，圖像拼接。圖像拼接是將多個相機(jī)所拍

攝的圖像實現(xiàn)無縫銜接的過程，這需要極高的計算

精度以及精細(xì)的圖像處理技術(shù)。

通過計算不同相機(jī)圖像相對于基準(zhǔn)圖像的投影

矩陣，確立了圖像之間的空間關(guān)系。這一步驟涉及

到復(fù)雜的空間幾何變換，是確保圖像正確對齊的關(guān)

鍵。

畸變校正是圖像拼接中不可或缺的一環(huán)，利用

標(biāo)定過程中獲得的畸變系數(shù)，對圖像進(jìn)行校正，消

除了鏡頭畸變對拼接效果的影響。特征提取與匹配

作為拼接過程的核心技術(shù)，通過算法提取圖像中的

特征點，并在不同圖像間進(jìn)行匹配，以明確它們之

間的空間關(guān)系，這一過程需要高效的算法以及精確

的計算，以保障特征點的準(zhǔn)確匹配。

74 PRODUCT&TEK 產(chǎn)品與技術(shù)

圖像變換和融合是拼接過程中最具挑戰(zhàn)性的環(huán)

節(jié)，根據(jù)特征匹配的結(jié)果，對圖像進(jìn)行變換，以確

保圖像的邊緣能夠平滑對齊。然后，通過融合算

法，解決多鏡頭拼接時可能出現(xiàn)的亮度差和色差問

題，將變換后的圖像與基準(zhǔn)圖像進(jìn)行無縫連接，使

拼接處過渡自然，圖像更加真實完整。

或復(fù)雜結(jié)構(gòu)的工業(yè)應(yīng)用尤為重要。超寬視野技術(shù)結(jié)

合了先進(jìn)的光學(xué)設(shè)計和圖像拼接算法，確保了在大

視野范圍內(nèi)圖像的清晰度和一致性，從而提高了瑕

疵檢測的準(zhǔn)確性。

3.3.動態(tài)像素配準(zhǔn)與圖像精度

慕藤光拼接相機(jī)的動態(tài)像素配準(zhǔn)技術(shù)，利用局

部網(wǎng)絡(luò)配準(zhǔn)方法，對圖像進(jìn)行精確的局部標(biāo)定。這

種方法通過分析圖像特征點，實現(xiàn)像素級的精確對

齊，從而保證了圖像拼接的高精度和高一致性，這

對于需要高精度圖像分析的科研和工業(yè)檢測領(lǐng)域至

關(guān)重要。

3.4.無縫拼接技術(shù)

在多相機(jī)拼接的場景中，慕藤光拼接相機(jī)采用

了先進(jìn)的圖像處理算法來解決重疊區(qū)域的位置差問

題。通過精確控制相機(jī)之間的相對位置和角度，以

及優(yōu)化的圖像融合技術(shù)，實現(xiàn)了圖像的無縫拼接。

這種方法不僅提升了圖像的整體質(zhì)量，還為用戶提

供了更加完美的視覺體驗。

3.5.廣泛的應(yīng)用場景

慕藤光拼接相機(jī)的應(yīng)用范圍非常廣泛，它不僅

適用于需要大視野覆蓋的天文學(xué)觀測，還適用于需

要精確圖像數(shù)據(jù)的醫(yī)學(xué)成像和工業(yè)檢測。四、結(jié)語

拼接相機(jī)技術(shù)是技術(shù)與藝術(shù)的完美結(jié)合，它

不僅要求精確的科學(xué)計算，還需要對視覺美學(xué)的

深刻理解。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，慕藤光拼接相

機(jī)在圖像檢測領(lǐng)域的潛力巨大，它不僅能夠提供

更高效的檢測速度，還能夠提供更廣闊的視野和

更精準(zhǔn)的圖像質(zhì)量，這將對未來的圖像檢測技術(shù)

產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。隨著更多研究的深入和應(yīng)用的

拓展，慕藤光拼接相機(jī)有望成為高精度視覺系統(tǒng)

領(lǐng)域的新標(biāo)桿，每一次的拼接，都是對視覺藝術(shù)

的一次探索和創(chuàng)新。

圖3 圖像變換和融合

三、慕藤光拼接相機(jī)的產(chǎn)品亮點

慕藤光拼接相機(jī)憑借其在算法優(yōu)化、超寬視

野、動態(tài)像素配準(zhǔn)和無縫拼接技術(shù)方面的突破性進(jìn)

展，以及這些技術(shù)之間的高度協(xié)同作用，顯著提升

了圖像采集與分析的效率和準(zhǔn)確性。

3.1.算法優(yōu)化與檢測效率提升

慕藤光拼接相機(jī)采用的優(yōu)化算法基于機(jī)器學(xué)習(xí)

和計算機(jī)視覺的最新研究成果。這些算法能夠?qū)崟r

處理大量圖像數(shù)據(jù)，通過減少冗余計算和優(yōu)化數(shù)據(jù)

流，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度和處理能力。例如，通

過采用并行處理技術(shù)和高效的圖像濾波算法，相機(jī)

能夠在保持圖像質(zhì)量的同時，加快圖像采集和處理

的速度。

3.2.超寬視野與瑕疵檢測

該相機(jī)系統(tǒng)通過超寬視野的設(shè)計，能夠一次性

覆蓋更大的檢測區(qū)域，這對于需要檢測大面積產(chǎn)品

MACHINE VISION 2024/07

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邁德威視GEC404 ?近紅外相機(jī)新標(biāo)桿

文 / 深圳市邁德威視科技有限公司 一、背景

近年來，隨著科技水平的飛速提升和自主創(chuàng)新

能力的不斷增強(qiáng)，視覺檢測技術(shù)在工業(yè)、醫(yī)療、軍

事等領(lǐng)域的應(yīng)用需求也在不斷發(fā)展和變化。視覺檢

測技術(shù)在近紅外波段的應(yīng)用需求逐漸增加，近紅外

波段具有能夠穿透霧霾、塵埃等大氣干擾的能力，

并且具有在復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行高精度成像和物體識別

的優(yōu)勢。雖然國內(nèi)視覺檢測技術(shù)的整體水平不斷提

升，但是核心元器件國產(chǎn)的近紅外相機(jī)方面仍有短

板，可選擇較少。

為此邁德威視推出了核心器件全國產(chǎn)的近紅外

工業(yè)相機(jī)?MV-GEC404，打破了現(xiàn)市場上無全

國產(chǎn)近紅外工業(yè)相機(jī)的局面，作為一款全國產(chǎn)的近

紅外工業(yè)相機(jī)將為視覺檢測技術(shù)的發(fā)展帶來積極的

影響，也將為機(jī)器視覺行業(yè)發(fā)展助力。二、產(chǎn)品優(yōu)勢

MV-GEC404使用完全擁有自主支持產(chǎn)權(quán)的紅

外感光芯片該款相機(jī)相較于市面上其他近紅外相機(jī)

供應(yīng)更穩(wěn)定，供貨周期更短。

使用高性能圖像處理芯片搭配自研圖像算法，

擁有更為出色的色彩還原及噪聲優(yōu)化。

100%電子元器件國產(chǎn)化替代，成本相較于同

類型相機(jī)大幅度降低。與GIGE相同的SDK，擁有各種二次開發(fā)語言

及豐富的DEMO例程。

提供代碼級技術(shù)支持，二次開發(fā)無憂。

三、產(chǎn)品特色

MV-GEC404近紅外工業(yè)相機(jī)是一款高性能的

工業(yè)級近紅外成像設(shè)備，采用了GigEVision標(biāo)準(zhǔn)，

可實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸和穩(wěn)定可靠的圖像捕獲。

百米運輸功能使得相機(jī)在遠(yuǎn)距離傳輸應(yīng)用中具

有優(yōu)勢，同時支持多相機(jī)應(yīng)用，可實現(xiàn)多相機(jī)系統(tǒng)

的同步工作，提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。

該相機(jī)支持外觸發(fā)和閃光燈同步，全部光電隔

離，有效減少了外部干擾對圖像采集的影響，保證

了圖像的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

此外,還具有高清晰度和低噪聲的特點，能夠

精確捕獲近紅外光譜范圍內(nèi)的細(xì)微細(xì)節(jié)，適用于高

要求的工業(yè)成像應(yīng)用。四、光譜圖

近紅外波段響應(yīng)提升，MV-GEC404寬光譜特

性，使得它可以洞見更多的信息。國產(chǎn)芯，NIR響

應(yīng)效率提升,保證近紅外成像效果更勝一籌。

圖1 MV-GEC404光譜圖

76 PRODUCT&TEK 產(chǎn)品與技術(shù)

MV-GEC404在950nm波長下的NIR響應(yīng)曲線也不

遜色,NIR波段響應(yīng)的提升，大幅度的提升了檢測對象的

成像效果。五、像元尺寸

MV-GEC404的像元尺寸為5.94um*5.94um，感光

面積增大，可以捕捉更多的細(xì)節(jié)、有效的提升亮度。六、應(yīng)用案例

MV-GEC404近紅外工業(yè)相機(jī)具有高清晰度、低噪

聲、性能出色、安裝及使用方便等特點，伴隨科學(xué)技術(shù)

的飛速發(fā)展、重大科學(xué)實驗與高端裝備的試驗測試以及

工業(yè)智能制造的高端需求，MV-GEC404近紅外工業(yè)相

機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越寬廣，被廣泛用于科研、光伏

EL、PL檢測、農(nóng)業(yè)檢測、醫(yī)療等領(lǐng)域。在生物醫(yī)療領(lǐng)

域可以用于腦功能成像、眼部檢查、生物樣本檢測等；

在農(nóng)業(yè)檢測領(lǐng)域可以用于作物生長監(jiān)測、病蟲害檢測、

土壤分析等。

MV-GEC404近紅外工業(yè)相機(jī)全國產(chǎn)化的實現(xiàn)極大

的降低了供貨周期不穩(wěn)定的風(fēng)險，不弱于同類產(chǎn)品的性

能以及極致的高性價比也在很大程度上降低了準(zhǔn)入門

檻，提高了近紅外相機(jī)的應(yīng)用范圍。

邁德威視通過不斷加大研發(fā)投入，以機(jī)器視覺為

核心，打造出了一系列全國產(chǎn)、高性能、高性價比的工

業(yè)相機(jī)產(chǎn)品得到了市場認(rèn)可。目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于科

研、光伏、鋰電、物流等領(lǐng)域。

3um

5.94um

圖2 5.94um大像元，捕捉更多細(xì)節(jié)

機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(CMVU)聯(lián)系方式 :

北京市海淀區(qū)中關(guān)村南四街紫金數(shù)碼園三號樓910室

電話: 010-62650592/62650570

手機(jī): 15718867620

郵箱: : yxj@china-image.cn中國機(jī)器視覺市場報告 2024

視覺企業(yè)提供一份對

機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展趨勢

做出審慎分析與預(yù)測

讓視覺企業(yè)把握市場機(jī)遇

做出正確經(jīng)營決策

和明確企業(yè)發(fā)展方向提供一份

具有指導(dǎo)方向的報告歡迎訂購

MACHINE VISION 2024/07

77

78 PRODUCT&TEK 產(chǎn)品與技術(shù)

AI-Vision賦能工業(yè)視覺

讓3D測量更簡單

常州天云數(shù)智發(fā)布了一款革命性的AI-Vision

軟件，旨在通過人工智能技術(shù)簡化工業(yè)視覺領(lǐng)域

的3D測量流程，為工業(yè)界帶來前所未有的便捷與

高效。

一、AI-Vision賦能工業(yè)視覺讓3D測量更

簡單

AI-Vision設(shè)計遵循了高效、簡單、開放和美

觀四大原則，旨在滿足用戶對于視覺測量的各類需

求，并提供了卓越的用戶體驗。

Studio軟件作為AI-Vision的核心部分，集成

了32+的3D圖像處理工具、19個邏輯工具，并對接

了17個設(shè)備和通信協(xié)議，為用戶提供了豐富的視覺

處理功能。其純3D處理方法能夠直觀展示圖像特

征，同時支持無序點云的處理，適用于各種3D相

機(jī)。此外，軟件還添加了大量圖像預(yù)處理算子，確

保在各種成像環(huán)境下都能獲得理想的處理效果。

常州天云數(shù)智科技有限公司 焦澍

圖1 AI-Vision軟件

圖2 Ai-Vision-Studio軟件流程設(shè)計

圖3 Ai-Vision-HMI 運行界面設(shè)計

視覺應(yīng)用中存在不簡單的地方，比如新人學(xué)習(xí)

理解費力、項目開發(fā)調(diào)試時間長、需求變更后響應(yīng)

遲緩、業(yè)務(wù)復(fù)雜理解難度大等等。這些問題往往都

與軟件有關(guān)，我們在對國內(nèi)外眾多優(yōu)秀視覺軟件進(jìn)

行深度分析之后，探索出一種既不同于國外軟件定

義流程，又區(qū)別于國內(nèi)軟件被流程定義。能夠完美

適用于國內(nèi)項目環(huán)境的新思路，即“軟件來自流

程，更服務(wù)于流程”。

首先我們來看一下AI-Vision 軟件的組成。我

們這款軟件由：AI-Vision-Studio 軟件流程設(shè)計和

AI-Vision-HMI 行界面設(shè)計兩部分組成。

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HMI工具采用零代碼和大屏式的設(shè)計風(fēng)格，

可以幫助客戶快速創(chuàng)建一個可視化大屏，并且

HMI支持統(tǒng)計圖表、動態(tài)圖標(biāo)、裝飾邊框等美化設(shè)

計組件，使運行界面更加美觀。而組件的數(shù)據(jù)只需

要一鍵綁定Studio中的變量，即可運行查看。另

外，HMI預(yù)留了WebAPI接口，可以與第三方數(shù)據(jù)

系統(tǒng)或設(shè)備進(jìn)行通信，可以作為一個完全獨立的大

屏設(shè)計工具使用。因此HMI軟件不單單可以應(yīng)用在

配合Studio的視覺測量場景，也是企業(yè)數(shù) 字化展示

的不二之選。

二、AI-Vision六大核心特性

2.1.特征查看更簡單

首先AI-Vision采用針對三維點云數(shù)據(jù)的純

3D處理方法，界面顯示也是3D的效果，并且可以

切換不同的渲染模式，能夠很直觀的查看到圖像

特征。

同時，AI-Vision添加了大量圖像預(yù)處理算

子，在一些相機(jī)成像干擾較大的場景，依然可以

將圖像處理為理想效果。而且，我們的算法支持

無序點云的處理，適用于各種輸出點云數(shù)據(jù)的3D

相機(jī)。

圖4 特征查看更簡單

圖5 界面設(shè)計更簡單

圖6 設(shè)備擴(kuò)展更簡單

2.2.界面設(shè)計更簡單

HMI在結(jié)合Studio使用時，可以導(dǎo)入內(nèi)置模

版，也可以自行選擇組件，只要在參數(shù)列表中關(guān)聯(lián)

需要綁定的數(shù)據(jù)即可。同時，增加了組件樣式的修

改，比如修改布局、背景、顏色、字體大小、線條

2.3.設(shè)備擴(kuò)展更簡單

設(shè)備方面，目前 AI-Vision支持大部分國內(nèi)外

常見的3D相機(jī)；同時支持常用的工業(yè)協(xié)議，以及

使用這些協(xié)議的PLC設(shè)備，也可提供給開發(fā)人員開

放的接口，自由的接入AI-Vision，做到根據(jù)自己

的需求，快速嫁接，并且這個對接過程不限制開發(fā)

語言，常規(guī)的C#、C++、JAVA、Python等主流開

發(fā)語言都支持，這將大大縮短流程轉(zhuǎn)到軟件的開發(fā)

周期，并且簡化開發(fā)流程。

2.4.數(shù)據(jù)管理更簡單

數(shù)據(jù)管理也是AI-Vision的一大亮點。HMI在

常規(guī)的顯示實時數(shù)據(jù)的用法上，增加了數(shù)據(jù)統(tǒng)計功

能，包括：實時的生產(chǎn)良率統(tǒng)計、產(chǎn)量統(tǒng)計，可以

通過不同類型的圖表展示出來。另外，HMI也支持

對歷史數(shù)據(jù)的查詢，可以按照時間段或者類別進(jìn)行

數(shù)據(jù)查找。同時，HMI增加了重復(fù)性分析功能，用

戶并可以根據(jù)篩選的測量結(jié)果一鍵生成重復(fù)性分析

曲線。

形狀等等，用戶可以隨意的設(shè)計要的呈現(xiàn)效果，每

個人都可以成為大屏設(shè)計師。

80 PRODUCT&TEK 產(chǎn)品與技術(shù)

2.5.腳本設(shè)計更簡單

對于視覺工程師來講，腳本設(shè)計往往是比較

頭疼的一個環(huán)節(jié)。

AI-Vision就在腳本功能中進(jìn)行了大量的優(yōu)化

改進(jìn)，引入了Lua語言，一款小型的面向過程和函

數(shù)的嵌入式開發(fā)語言。

Lua作為嵌入式語言，它還有著不需要編譯、

運行速度快、不需要定義變量、自動識別數(shù)據(jù)類型

等等特性。這就意味著使用者只需要寫判斷、循環(huán)

這類簡單的實現(xiàn)，開發(fā)效率自然大大提高；不止如

此，天云數(shù)智在腳本工具中增加了程序的智能提示

和自動補(bǔ)全功能。

有了這些功能，AI-Vision能夠讓視覺工程師

擺脫程序設(shè)計的限制，把更多的精力花在項目應(yīng)

用上。

圖7 數(shù)據(jù)管理更簡單

圖9 學(xué)習(xí)使用更簡單 圖10 圖像算子結(jié)果對比

圖8 腳本設(shè)計更簡單

用戶操作上增加了工具組的設(shè)計，使業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)更加

清晰。

另外，也對一些常用的測量工具進(jìn)行了組合集

成，比如 pin腳測量和多點定位等功能，使用者只

需要一個工具，就可以實現(xiàn)以往幾十個工具才能完

成的功能。

2.6.學(xué)習(xí)使用更簡單

AI-Vision為了降低對使用者的技術(shù)要求，在

同時，AI-Vision整理了大量的示例和詳細(xì)的

說明文檔以及學(xué)習(xí)視頻，以通俗易懂的方式幫助使

用者更好的理解每個工具的功能及原理。

三、關(guān)于效果對比

對于視覺軟件的測量準(zhǔn)確性做了個對比，對

比的是國外兩款知名的視覺軟件。AI-Vision的測

量準(zhǔn)確性如何呢？

讓我們來看看與國外兩款知名視覺軟件的對

比效果。

3.1.圖像算子結(jié)果對比

MACHINE VISION 2024/07

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圖11 圖像算子運行效率

圖12 市場應(yīng)用及反饋

圖13 更多特性

首先，在幾何測量方面，AI-Vision和國外軟

件的結(jié)果偏差在0.01mm以下；其次，在幾何擬合

方面，AI-Vision在三個坐標(biāo)軸方向上分量的偏差

都在0.001以下。測量的準(zhǔn)確性確保了AI-Vision

能夠在項目實施的過程中更好的滿足客戶的測量

要求。

3.2.圖像算子運行效率

另外，在算子的執(zhí)行效率上，我們也做了一

個比較，分別是在圖像濾波、點云加載、圖像變

換、幾何測量、特征查找上，都有比較明顯的速度

提升，尤其是在整個點云處理的場景下，AIVision的處理性能要明顯提升的很多。我們也針對

一個連接器的項目做了個對比，在相同的圖像算

子、算子參數(shù)、運行環(huán)境下，AI-Vision的運行時

間提升了500%。這些時間的節(jié)省對生產(chǎn)來說將會

是極大的財富。

3.3.市場應(yīng)用及反饋

AI-Vision自第一個demo版本發(fā)布至今已有半

年時間，在不同的項目應(yīng)用中部署測試，都取得了

不錯的效果。如模具尺寸的測量，輪胎尺寸的測

量、PCB引腳焊接體積的測量、汽車連接器pin針

的測量，以及體積測量。我們希望讓用戶更加專注

于業(yè)務(wù)的實現(xiàn)和項目的交付，而不必把大量的精力

放在軟件開發(fā)和人員使用上。

在后續(xù)的版本迭代中，我們也規(guī)劃了很多提

高效率和方便操作的功能。

比如線程并行和跨平臺尤其是國產(chǎn)系統(tǒng)的適

配，會使AI-Vision在性能和不同環(huán)境的適應(yīng)性再

上一個臺階。遠(yuǎn)程運維和調(diào)試助手為了方遍現(xiàn)場

人員更好的進(jìn)行問題定位和程序調(diào)試。AI輔助和

報告生成將會使方案人員更快形成方案結(jié)果。三

維模型的導(dǎo)入和動畫展示將會使軟件呈現(xiàn)效果更

加生動形象，并且拓寬一些使用三維模型的行業(yè)

應(yīng)用場景。

未來，公司將繼續(xù)深耕AI技術(shù)，探索更多應(yīng)

用場景，為工業(yè)界帶來更多創(chuàng)新和價值。在機(jī)器視

覺聯(lián)盟成都站的發(fā)布現(xiàn)場，我們也和與會的多位業(yè)

內(nèi)專家進(jìn)行了深入的交流，他們表示：AI-Vision

軟件的推出將有力推動工業(yè)視覺領(lǐng)域的發(fā)展，提升

3D測量的精度和效率，為企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效

益，在技術(shù)創(chuàng)新和用戶體驗方面的卓越實力，有望

成為工業(yè)視覺領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)。

以高性能圖像傳感器

加速機(jī)器視覺應(yīng)用落地

文 / onsemi

82 PRODUCT&TEK 產(chǎn)品與技術(shù)

根據(jù)Expert Market Research的報告，2023

年全球機(jī)器視覺市場規(guī)模達(dá)到了約108.8億美元。

預(yù)計 2024 年至 2032 年期間，該市場將以7.90%的

復(fù)合年增長率(CAGR)增長，到2032年將達(dá)到近

215.1億美元的規(guī)模。工業(yè)4.0和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)等

先進(jìn)創(chuàng)新技術(shù)的采用和實施，是推動機(jī)器視覺市場

增長的主要動力之一。

為了能推進(jìn)實時決策、提高生產(chǎn)效率和自動化

水平，各行各業(yè)都越來越關(guān)注裝備計算機(jī)視覺設(shè)

備、嵌入式軟件、先進(jìn)傳感器和機(jī)器人的智能工

廠，從而提振了機(jī)器視覺市場。在工業(yè)領(lǐng)域，機(jī)器

視覺用于電子元件分析、特征識別、物體和圖案識

別及材料檢驗，可以幫助不同過程實現(xiàn)自動化，通

過圖像處理發(fā)現(xiàn)故障。由于機(jī)器視覺能夠減少人工

操作并提高產(chǎn)品制造的精度，因此備受歡迎。一、高性能圖像傳感器如何選？全面理解

性能的多個維度

圖像傳感器的關(guān)鍵性能包括分辨率、靈敏度、

動態(tài)范圍、幀率和噪聲水平。分辨率決定圖像的細(xì)

節(jié)和清晰度，高分辨率傳感器適用于需要精細(xì)檢測

的應(yīng)用，如醫(yī)療成像和質(zhì)量控制。靈敏度影響在低

光環(huán)境下的表現(xiàn)，高靈敏度傳感器適合夜視和安防

監(jiān)控。動態(tài)范圍決定傳感器在高對比度場景中的表

現(xiàn)，廣泛應(yīng)用于交通監(jiān)控和高動態(tài)范圍成像。幀率

影響實時性，高幀率傳感器適用于運動檢測和自動

駕駛。噪聲水平則影響圖像質(zhì)量，低噪聲傳感器在

精密測量和科學(xué)研究中至關(guān)重要。圖像傳感器的選

擇直接決定了應(yīng)用的效果和可靠性，可以從這些維

度去評估圖像傳感器的性能：

分辨率：與消費級相機(jī)不同，機(jī)器視覺應(yīng)用不

需要極高的分辨率。分辨率過高會造成需要更多的

傳感器和更大的圖像處理器帶寬，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)成

本無謂地增加。用戶必須根據(jù)要掃描的相關(guān)物體和

物體上提供的光量選擇分辨率。

光學(xué)格式：將鏡頭聚焦光線的投影與傳感器的

像素陣列相匹配，以覆蓋傳感器（并充分利用分辨

率）。

長寬比：無論是 1:1、3:2 還是其他比例，最佳

排列都應(yīng)與目標(biāo)視野的布局相對應(yīng)，以免分辨率超

出應(yīng)用需求而造成浪費。

幀率：如果目標(biāo)正在快速移動，那么每秒需要

拍攝足夠多的圖像來“凍結(jié)”運動，并與所要成像

的物理空間保持一致。但與分辨率一樣，拍攝速度

只需要能夠解決對應(yīng)的問題就夠了。

動態(tài)范圍(DR)：最大阱容和讀取噪聲等因素決

定了動態(tài)范圍，即最大信號與最小信號之比。動態(tài)

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范圍越大，傳感器就越能更好地捕捉應(yīng)用場景中從

亮到暗的漸變細(xì)節(jié)。

卷簾快門與全局快門：當(dāng)前大多數(shù)傳感器都支

持全局快門，即所有像素行同時曝光，從而消除運

動引起的模糊。但是，實現(xiàn)全局快門所需的傳感器

上電子器件會增加一定的成本，因此對于某些應(yīng)用

來說，使用卷簾快門傳感器仍然是有意義的。

像素大?。何锢硐袼卦酱?，所能接納的光子就

越多。一般來說，傾向于使用大像素。但這樣一

來，就需要耗費更多的硅面積來支持所需的x x y （x by y）陣列以實現(xiàn)相應(yīng)的分辨率，并且需要更

大的光學(xué)系統(tǒng)，進(jìn)而導(dǎo)致物料單成本上升。另一方

面，非常小的像素需要復(fù)雜的光路設(shè)計才能實現(xiàn)良

好的光學(xué)分辨率。二、基于安森美多個系列圖像傳感器實現(xiàn)

機(jī)器視覺應(yīng)用落地

對于機(jī)器視覺應(yīng)用落地來說，圖像傳感器的高

分辨率、低噪聲、高幀率、大動態(tài)范圍、低功耗以

及高性價比等特性非常關(guān)鍵的。安森美通過其

XGS、PYTHON、Hyperlux LP系列圖像傳感器，

以高分辨率、低噪聲、高幀率、大動態(tài)范圍、低功

耗和高性價比等特性，滿足工業(yè)機(jī)器視覺應(yīng)用對精

準(zhǔn)、智能、高效的需求，加速機(jī)器視覺在工業(yè)自動

化、智能制造等領(lǐng)域的落地應(yīng)用。

素的8種分辨率，從VGA開始，最高2500萬像素。

幀率為>800fps至80fps不等，具體取決于分辨率。

所有PYTHON器件都有獨特的“二次方增速”特

性，即幀率的增加取決于所讀取的感興趣區(qū)域的垂

直和水平尺寸。PYTHON有黑白、彩色和近紅外

增強(qiáng)三種版本，同時針對選定的分辨率提供多種速

度和質(zhì)量等級選項。

Hyperlux SG 系列 Hyperlux SG系列圖像傳

感器可用于多種用途，包括AR/VR、機(jī)器視覺、

條形碼掃描和設(shè)備檢查。它有許多非常適合這些

應(yīng)用的特性，包括：最大限度減少運動偽影的全

局快門傳感器、可編程的感興趣區(qū)域(ROI)、適應(yīng)

動態(tài)照明的自動曝光和控制、用于精確主動照明

的觸發(fā)和頻閃控制，以及適用于電池供電設(shè)備的

低功耗運行。

XGS 系列 安森美的圖像傳感器系列（也稱為

XGS）集高性能、緊湊像素和低功耗等特性于一

體。它提供多種分辨率，從230萬至4500萬像素不

等，適用于廣泛的應(yīng)用。傳感器還采用全局快門設(shè)

計，這意味著所有像素同時捕獲光線，從而減少失

真和卷簾快門效應(yīng)。三、機(jī)器視覺技術(shù)發(fā)展趨勢展望

隨著工業(yè)自動化和智能制造的不斷發(fā)展，機(jī)器

視覺技術(shù)正迎來前所未有的增長。安森美作為行業(yè)

領(lǐng)先的圖像傳感器供應(yīng)商，憑借技術(shù)創(chuàng)新推動著機(jī)

器視覺應(yīng)用的加速落地。未來，圖像傳感器分辨率

的進(jìn)一步提升以滿足對更高圖像質(zhì)量和細(xì)節(jié)捕捉的

需求。同時，低功耗和高動態(tài)范圍（HDR）技術(shù)

的進(jìn)步將使圖像傳感器在惡劣光照條件下也能提供

卓越的圖像性能，這對于工業(yè)檢測、自動化裝配線

等應(yīng)用至關(guān)重要。此外，隨著人工智能（AI）技術(shù)

的融合，圖像傳感器將更加智能化，能夠在邊緣進(jìn)

行更復(fù)雜的圖像處理和分析，從而提高機(jī)器視覺系

統(tǒng)的整體效率和響應(yīng)速度。安森美正通過不斷的技

術(shù)創(chuàng)新，引領(lǐng)機(jī)器視覺技術(shù)向更高效、智能、精準(zhǔn)

的方向發(fā)展。

圖 由于采用了全像素架構(gòu)，安森美傳感器在所有光照條件下都

能保留更多細(xì)節(jié)，即使在低光條件下也不例外?？蓴U(kuò)展的產(chǎn)品系

列能夠減少系統(tǒng)開發(fā)成本和時間

PYTHON系列 全局快門圖像傳感器是針對典

型機(jī)器視覺應(yīng)用（包括檢查、跟蹤、測量等）進(jìn)行

優(yōu)化的產(chǎn)品線。該系列提供基于4.5um或4.8um像

3D掃描系統(tǒng)，將數(shù)字角色帶入現(xiàn)實

Emergent Vision Technologies John Ilett 文 秦勇松 譯

視覺效果(VFX)的進(jìn)步引發(fā)了娛樂行業(yè)的數(shù)字

化轉(zhuǎn)型，并改變了我們消費媒體的方式。如今，要

將這些數(shù)字角色、物體和環(huán)境帶入電影、電視節(jié)目

和視頻游戲中，首先要部署高速3D數(shù)字捕捉系統(tǒng)。

然而，在視覺特效(VFX)流程中使用3D頭部掃

描系統(tǒng)時可能會出現(xiàn)一些挑戰(zhàn)。激光掃描或結(jié)構(gòu)光

等技術(shù)需要拍攝對象保持靜止，這會減慢整個電影

的制作速度，并且可能需要在事后從拍攝的圖像中

去除高反光成分。此外，復(fù)雜的系統(tǒng)需要專業(yè)的電

氣和機(jī)械工程師來設(shè)置。為了解決這些問題，一站

式視覺測量與掃掃描公司Pixel Light Effects利用

高速、高分辨率GigE Vision視覺相機(jī)其3D數(shù)字捕

捉系統(tǒng)能夠創(chuàng)建逼真、準(zhǔn)確的體積掃描用于在視覺

特效（VFX）流程中。一、Avoid the Uncanny Valley避開恐怖谷

三十二年前，詹姆斯·卡梅隆的《終結(jié)者2》成

為視覺特效領(lǐng)域的分水嶺，據(jù)報道，這標(biāo)志著故事

片中的主角首次部分使用計算機(jī)圖形創(chuàng)建。雖然效

果仍然存在，尤其是在當(dāng)時，但技術(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了1991年的續(xù)集。（參見卡梅倫的2022年阿凡達(dá)：

水之道）盡管如此，對于所有已有的高質(zhì)量視覺特

效的執(zhí)行良好的例子，許多其他極端的人也這樣做

了。例如2017年《正義聯(lián)盟》(Justice League)中亨利·卡維爾(Henry Cavill)的胡子被數(shù)字化刪除，或者2004年《極地快車》(Polar Express)給許多觀眾

帶來的不幸的恐怖谷效應(yīng)。

糟糕的視覺特效可能會毀掉一部電影，而出色

的特效則能提供讓觀眾沉浸在觀影體驗中的真實

感。對于Pixel Light Effects公司?其最近的項目

包括《獵物》、《死侍2》、《猩球之戰(zhàn)》、《變

碳》、《塞布麗娜驚魂記》和《往事》?這意味

著部署所謂的4D掃描(或“3D with time”)體積捕

捉技術(shù)。3D角色動畫公司Reallusion使用4D掃

描，獲取的每一幀都是帶有紋理貼圖的3D模型。

一旦12x12英尺的頭部掃描設(shè)備安裝和設(shè)置完畢(圖

1) ，相機(jī)就會被校準(zhǔn)，拍攝參數(shù)存儲在公司的專有

軟件中，并在每個啟動序列中進(jìn)行同步。內(nèi)置參數(shù)

還可以更改拍攝參數(shù)，如相機(jī)設(shè)置，幀速率，LED

亮度，照明順序等。

圖1 恐龍頭骨復(fù)制品放置在 3D 數(shù)字捕獲系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行掃描

快門和LED閃光燈是與相機(jī)設(shè)置精確同步的硬

件。該系統(tǒng)使用142只60fps的線性偏振LED閃光燈

來確保光強(qiáng)度，而不會消耗過多的功率,避免過亮

對演員的影響。這些燈光為紋理采集創(chuàng)建了漫射照

明環(huán)境，并顯示了臉上的皺紋。來自32臺機(jī)器視覺

相機(jī)的幀數(shù)據(jù)被傳輸?shù)綆в懈咚俟虘B(tài)硬盤(SSD)或

大量RAM的定制配置數(shù)據(jù)服務(wù)器中，然后數(shù)據(jù)進(jìn)

入圖形處理單元(GPU)進(jìn)行編碼。二、Ditching Digital Doubles放棄數(shù)字替身

或數(shù)字人

每幀由 3 2 個圖像構(gòu)成，允許系統(tǒng)跟蹤

Wrap4D中的網(wǎng)格序列以獲得一致的拓?fù)?。Pixel

84 PRODUCT&TEK 產(chǎn)品與技術(shù)

Light Effects首席執(zhí)行官張京一（音譯）表示，系

統(tǒng)的最終輸出通常以兩種不同的方式用于動畫。

“首先，這些數(shù)據(jù)可以用作綁定參考，以研究

臉部在表情之間如何變形，從而使CGI藝術(shù)家能夠

從連續(xù)網(wǎng)格中提取‘中間部分’，以便在他們的臉

部綁定中添加額外的混合形狀，”他說，“此外，

該系統(tǒng)還能夠進(jìn)行4D表演捕捉，捕捉到的序列可

以與已裝配的動畫疊加以驗證表演。”

為了避免過去電影的錯誤讓觀眾脫離體

驗，Pixel Light Effects捕捉人類演員的表演并使用4D技術(shù)創(chuàng)建數(shù)字替身，然后將演員的表演延伸到3D數(shù)字空間。

“在之前的迭代中，系統(tǒng)很難提取幾何細(xì)

節(jié)，低紋理質(zhì)量影響了跟蹤結(jié)果，”他說?！爱?dāng)

時市場上的其他高速、高分辨率相機(jī)對于我們的

應(yīng)用來說并不經(jīng)濟(jì)。因此，當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)Emergent

Vision Technologies的相機(jī)時，它改變了游戲規(guī)

則，使我們能夠為客戶的內(nèi)容創(chuàng)建流程提供卓越且

更易于訪問的解決方案。”

Pixel Light Effects首先選擇了HR-12000-SC

相機(jī)，一款基于Sony IMX253芯片的10GigE 10MP

彩色相機(jī)，幀速率高達(dá) 80 fps。 相機(jī)的優(yōu)點包括低

噪音、多相機(jī)同步以及光纖電纜長度從1 m到1 0

km，無需光纖轉(zhuǎn)換器或中繼器。如此優(yōu)秀的性能

和強(qiáng)大的客戶支持，促使我們選擇了他們，張說。

圖2 Pixel Light Effect 的 3D 掃描系統(tǒng)利用零數(shù)據(jù)丟失的高

速、高分辨率相機(jī)來提供更高質(zhì)量的數(shù)字替身

圖3 首次部署 Emergent 的 10GigE 攝像機(jī)后，Pixel Light

Effects 將安裝 32 個 25GigE 攝像機(jī)，分辨率為 24.47MP，幀速

率可達(dá) 98fps

“面部動畫的難點是捕捉正確的感覺或情緒，

因為動作捕捉和動畫過程中，一些微妙之處可能會

丟失，”張說，“我們幫助引導(dǎo)表演者進(jìn)入正確的

情緒，并在3D環(huán)境中復(fù)制這種行為。

“我們聽到很多人說數(shù)字替身變得如此真實，

我們不再需要演員了，但我們強(qiáng)烈表示不同意，”

他繼續(xù)說道，“我們依靠演員的才華和表演，將其

引入CGI，這樣觀眾就可以沉浸在故事中，獲得更

好的體驗?！比?、高速、高分辨率的升級

張表示，在之前的設(shè)計中，系統(tǒng)使用3 2只

5MP 10GigE相機(jī)經(jīng)驗，但3D/4D重建的結(jié)果并不

太理想。

他說：“分辨率和幀速率在我們的系統(tǒng)中同樣

重要，但Emergent不僅擁有我們需要的攝像機(jī)，

還擁有成熟的軟件開發(fā)工具包和網(wǎng)絡(luò)接口卡，以促

進(jìn)快速可靠的數(shù)據(jù)傳輸，”他補(bǔ)充說Emergent提

供了知識淵博的技術(shù)支持團(tuán)隊，可以非常及時地回

答所有問題。

在新版本的系統(tǒng)中，Pixel Light Effects將

集成25GigE HB-25000-SB-C相機(jī)，基于24.47MP

Sony IMX530，通過高速25GigE QSFP25接口，幀

速率可以達(dá)到28 fps。

“以前的設(shè)計利用了10GigE接口，但這些新

的25GigE相機(jī)讓我們能夠以相似的幀速率可靠地

捕獲數(shù)據(jù)，但分辨率要高得多，使我們的系統(tǒng)在公

開市場上更具競爭力，” 張說。

MACHINE VISION 2024/07

85

阿加犀基于高通芯片的智能工業(yè)相機(jī)

?高性價比改寫工業(yè)檢測新篇章

成都阿加犀智能科技有限公司 劉維彬

一、背景

隨著制造業(yè)智能化和自動化的迅速發(fā)展，高性

能、高精度的智能工業(yè)相機(jī)產(chǎn)品已經(jīng)成為工業(yè)檢測

領(lǐng)域的核心裝備之一。它能夠?qū)崿F(xiàn)在產(chǎn)線上進(jìn)行質(zhì)

檢、跟蹤、定位等任務(wù)的快速處理，確保生產(chǎn)過程

的效率和品質(zhì)，因此智能工業(yè)相機(jī)也正處于技術(shù)創(chuàng)

新和市場需求雙重驅(qū)動的發(fā)展機(jī)遇。

成都阿加犀智能科技有限公司作為聚焦

AIoT（智能物聯(lián)網(wǎng)）領(lǐng)域的人工智能公司，依托

強(qiáng)大的人工智能平臺產(chǎn)品能力，賦能工業(yè)A I質(zhì)

檢、智能機(jī)器人、智能邊緣計算等領(lǐng)域企業(yè)實現(xiàn)

技術(shù)突破和產(chǎn)品升級，推出了全球首款基于高通

芯片的智能工業(yè)相機(jī)，為工業(yè)檢測領(lǐng)域帶來了顛

覆性的創(chuàng)新。

二、高性價比，突破傳統(tǒng)工業(yè)相機(jī)成本結(jié)構(gòu)

成本一直是智能工業(yè)相機(jī)普及的一個制約因

素。傳統(tǒng)的智能工業(yè)相機(jī)價格昂貴，使得許多中小

企業(yè)望而卻步。而阿加犀的這款智能工業(yè)相機(jī)以其

極高的性價比徹底改變了這一局面。得益于核心技

術(shù)優(yōu)勢，相比傳統(tǒng)智能工業(yè)相機(jī)，成本僅為1/4左

右，大大降低了企業(yè)的投資成本，同時也為企業(yè)帶

來了更高的回報率。

三、強(qiáng)大的圖像采集和圖像編解碼能力

高質(zhì)量的圖像是智能工業(yè)相機(jī)的基礎(chǔ)，也是實

現(xiàn)高精度檢測的關(guān)鍵。這款相機(jī)最高支持4800萬

像素，確保在大靶面和高精度場景下也能捕捉到細(xì)

節(jié)豐富、清晰度高的圖像。而且，其優(yōu)秀的圖像編

解碼能力確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎头€(wěn)定性，為后續(xù)

的圖像處理和分析提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。

四、算力覆蓋3~48TOPS，支持多種算法

在AI時代，算力是決定智能設(shè)備性能的關(guān)鍵

因素。阿加犀的智能工業(yè)相機(jī)算力覆蓋

3~48TOPS，可以適應(yīng)各種復(fù)雜的AI深度學(xué)習(xí)算

法。無論是物體識別、缺陷檢測還是分類任務(wù)，這

款相機(jī)都能輕松應(yīng)對，高效、準(zhǔn)確的執(zhí)行。

圖1 阿加犀智能工業(yè)相機(jī)

五、內(nèi)置行業(yè)成熟算法，提供全流程AI工

具鏈

除了算力，算法的質(zhì)量也是影響智能工業(yè)相機(jī)

性能的重要因素。這款相機(jī)內(nèi)置了行業(yè)成熟的算

86

PRODUCT&TEK 產(chǎn)品與技術(shù)

法，包括缺陷檢測、分類、物體和字符識別等多種功能。同

時，阿加犀還提供全流程AI工具鏈軟件，支持用戶二次開

發(fā)，使得相機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛，滿足不同行業(yè)和應(yīng)用的

需求。

圖2 OCR識別示例

六、換產(chǎn)周期短，助力生產(chǎn)線靈活轉(zhuǎn)換

在制造業(yè)中，換產(chǎn)是一個常見的需求。傳統(tǒng)的產(chǎn)線換

產(chǎn)周期長，成本高，影響生產(chǎn)效率。使用阿加犀的智能工業(yè)

相機(jī)，用戶可以根據(jù)自己的需求進(jìn)行二次開發(fā)，換產(chǎn)變得輕

而易舉，能夠大幅度提高整體生產(chǎn)效率。

七、豐富的產(chǎn)品接口，滿足多樣化檢測需求

為了滿足不同的工業(yè)檢測需求，這款相機(jī)設(shè)計了豐富

的產(chǎn)品接口，支持I/O信號輸入輸出，可以輕松與其他外設(shè)

進(jìn)行連接。得益于其出色的性能和廣泛的功能，阿加犀智能

工業(yè)相機(jī)可以廣泛應(yīng)用于織布、印染、機(jī)械加工等制造行

業(yè)，無論是質(zhì)量檢測、生產(chǎn)監(jiān)控還是產(chǎn)品分揀，都能提供高

效、準(zhǔn)確的解決方案。

八、結(jié)語

阿加犀的這款全球首款基于高通芯片的智能工業(yè)相機(jī)

不僅在性能、功能和算力上都表現(xiàn)出色，而且在成本、二次

開發(fā)和應(yīng)用范圍等方面也具有明顯優(yōu)勢。它不僅能解決大靶

面和高精度場景的檢測難題，而且還能廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)

檢測場景，為制造業(yè)帶來了全新的檢測解決方案。

相信在未來的日子里，它將會在智能工業(yè)相機(jī)領(lǐng)域中

發(fā)揮越來越重要的作用，推動制造業(yè)向更高效、更智能的方

向發(fā)展。

辦刊宗旨

《機(jī)器視覺》是一本面向圖像領(lǐng)域的工程技術(shù)人員、產(chǎn)

業(yè)管理人員、專家學(xué)者以及在校大學(xué)生的專業(yè)刊物。該

刊主要致力于報道機(jī)器視覺及圖像處理領(lǐng)域的新產(chǎn)

品、新技術(shù)、新應(yīng)用以及市場等諸多方面的最新發(fā)展?fàn)?/p>

況將在VisionChina展會期間向業(yè)內(nèi)觀眾免費發(fā)放。

主要欄目

行業(yè)新聞、專題報道、特別策劃、趨勢觀點、企業(yè)訪談、

產(chǎn)品技術(shù)、應(yīng)用案例、公司技術(shù)專欄等。

征稿對象

圖像技術(shù)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員、研發(fā)人員、管理者以及

全國各大院校師生、科研人員等。本刊歡迎關(guān)于新理

論、新技術(shù)、新科教技術(shù)應(yīng)用等方面的真知灼見。

稿件要求

1.《機(jī)器視覺》雜志投稿文章必須為原創(chuàng)首發(fā)；

2.投稿文章請?zhí)峁￤ord文檔；

3.圖片300dpi以上，單獨建立文件夾；

4.產(chǎn)品介紹不少于1000字，案例文章不少于1700字，

技術(shù)文章不少于3000字；

5.投稿文章請以“文章題目+公司名+作者名”命名；

6.投稿一經(jīng)錄用，編輯部將郵件告知；

7.版權(quán)糾紛，文責(zé)自負(fù)。

重要提示

為了推動機(jī)器視覺技術(shù)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，鼓勵機(jī)器

視覺技術(shù)領(lǐng)域工程技術(shù)人員寫出好的文章或積極主動

推薦相關(guān)的應(yīng)用案例，聯(lián)盟將在年會上頒發(fā)優(yōu)秀文章

獎或者組織獎

對于特約稿件，一經(jīng)采用，將會給予相應(yīng)稿酬。

發(fā)行方式

VisionChina展會、直郵等

聯(lián)系方式

編輯部負(fù)責(zé)人：徐曉丹

電話：010-62650592

郵箱：visionchina@china-image.cn

編輯部地址：北京市海淀區(qū)中關(guān)村南四街

紫金數(shù)碼園三號樓910室

郵編：100190

雜志征文通知

《機(jī)器視覺》雜志是一本反映中國機(jī)器視覺技術(shù)發(fā)展

狀況的科技刊物。配合三地VisionChina展覽會的召

開而出版的會員內(nèi)部交流刊物。

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新一代機(jī)器視覺傳輸線纜

深圳新聯(lián)勝光電科技有限公司 陸尉勇一、背景

在現(xiàn)代工業(yè)自動化與智能化的浪潮中，機(jī)器視

覺技術(shù)以其模擬人類視覺功能的能力，已經(jīng)成為制

造業(yè)革新的核心動力。通過自動化檢測、識別和處

理生產(chǎn)線上的產(chǎn)品，機(jī)器視覺系大幅提升了生產(chǎn)效

率與產(chǎn)品品質(zhì)。

高速數(shù)據(jù)傳輸在機(jī)器視覺系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重

要的角色，正如引擎之于燃油，它確保系統(tǒng)能夠高

效運轉(zhuǎn)。這一系統(tǒng)的運作核心在于能夠進(jìn)行實時或

近實時的數(shù)據(jù)采集、處理與分析，從而在毫秒級的

時間窗口內(nèi)完成每一幀高清圖像的生成、特征提取

及實時決策。二、機(jī)器視覺對數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?/p>

機(jī)器視覺系統(tǒng)運行的效率與準(zhǔn)確性依賴于視覺

數(shù)據(jù)的采集，而視覺數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性與效率又依

賴于數(shù)據(jù)傳輸，機(jī)器視覺對數(shù)據(jù)傳輸要求有以下幾

個方面。

2.1.實時性

在工業(yè)自動化中，機(jī)器識別對數(shù)據(jù)傳輸時效性

的要求極高，例如，在產(chǎn)品質(zhì)量檢測中，能否迅速

識別產(chǎn)品是否存在瑕疵對于檢查結(jié)果來說至關(guān)重

要。任何傳輸延遲都可能影響機(jī)器分析結(jié)果，進(jìn)而

影響機(jī)器判斷的準(zhǔn)確性。所以機(jī)器視覺對數(shù)據(jù)傳輸

有低延遲的要求。

2.2.準(zhǔn)確性

精確的圖像分析嚴(yán)重依賴于數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確

性。在傳輸過程中，如果產(chǎn)生了誤碼，那會對圖像輸

出準(zhǔn)確性產(chǎn)生極大的影響，導(dǎo)致輸出結(jié)果產(chǎn)生偏差。

這種情況會對機(jī)器的判斷造成影響。因此，數(shù)據(jù)傳輸

的準(zhǔn)確性是機(jī)器視覺系統(tǒng)正確工作的關(guān)鍵因素。

2.3.高速性

現(xiàn)代機(jī)器視覺系統(tǒng)對刷新率與分辨率的要求越

來越高，這些特性的提升也意味著相同時間內(nèi)相機(jī)

采集的數(shù)據(jù)量倍增。為了確保機(jī)器視覺系統(tǒng)能夠高

效運作，這就要求機(jī)器視覺系統(tǒng)具備高速數(shù)據(jù)傳輸

的能力。高速數(shù)據(jù)傳輸不僅能夠保障圖像數(shù)據(jù)傳輸

的完整性，還能提高系統(tǒng)對數(shù)據(jù)處理的效率。高速

數(shù)據(jù)傳輸為機(jī)器視覺系統(tǒng)可以快速的分析和處理提

供了支持。

因此，實時、準(zhǔn)確、高速的數(shù)據(jù)傳輸是機(jī)器視

覺系統(tǒng)實現(xiàn)智能化和自動化的核心要素，它決定了

系統(tǒng)的反應(yīng)速度、準(zhǔn)確性、工作效率。在機(jī)器視覺

高速數(shù)據(jù)傳輸這一領(lǐng)域，深圳新聯(lián)勝光電科技有限

公司帶來了創(chuàng)新的產(chǎn)品機(jī)器視覺高速數(shù)據(jù)光傳輸線

纜?USB 系列 AOC（Active Optical Cable），

為機(jī)器視覺應(yīng)用的發(fā)展賦能。三、新聯(lián)勝USB系列AOC

USB系列AOC是一種集成了光纖傳輸技術(shù)的

88 PRODUCT&TEK 產(chǎn)品與技術(shù)

高性能數(shù)據(jù)傳輸線。與傳統(tǒng)的USB銅線電纜相

比，AOC具有以下顯著優(yōu)勢。

3.1.零誤碼

光纖傳輸一般不需要中繼放大，不會因為放大

引入新的非線性失真和減少數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的時間?？筛?/p>

保真并快速地傳輸數(shù)據(jù)信號，光在光纖中傳輸幾乎

是沒有損耗的，所以AOC傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可以實現(xiàn)低

延遲和零誤碼。

3.2.長距離

銅線受到“高頻信號的的趨膚效應(yīng)”的影響，

不能進(jìn)行高頻數(shù)據(jù)的長距離傳輸，AOC線纜纜利

用光纖傳輸高速數(shù)據(jù)，所以不受傳輸介質(zhì)的影響，

因此可以實現(xiàn)超長距離的高速數(shù)據(jù)傳輸，可以滿足

大型機(jī)器視覺系統(tǒng)對高速數(shù)據(jù)長距離傳輸?shù)男枨蟆?/p>

3.3.抗干擾能力強(qiáng)

光纖的基本成分是石英，只傳光，不導(dǎo)電，不

受電磁場的作用，在其中傳輸?shù)墓庑盘柌皇茈姶艌?/p>

的影響，故光纖傳輸對電磁干擾、工業(yè)干擾有很強(qiáng)

的抵御能力，傳輸數(shù)據(jù)不會因為電磁干擾造成信號

失真。

3.4.輕巧柔

光纖是玻璃纖維，比重小，使它具有直徑小、

重量輕的特點，與銅線電纜相比，AOC電纜更輕

巧，易于安裝和移動，適合各種復(fù)雜和狹小的安裝

環(huán)境。四、應(yīng)用場景

在實際場景中，USB系列AOC已被廣泛應(yīng)

用，如自動化檢測、智能監(jiān)控、視頻會議等領(lǐng)域。

以下是幾個典型的應(yīng)用案例。 4.1.自動化檢測系統(tǒng)

在制造行業(yè)，AOC用于連接高分辨率的攝像

頭和圖像處理單元，實現(xiàn)高速流水線中對產(chǎn)品的精

確檢測。

4.2.智能監(jiān)控系統(tǒng)

在智能安防領(lǐng)域，AOC用于連接分布在不同

位置的監(jiān)控攝像頭，實現(xiàn)高清視頻的長距離實時傳

輸。

4.3.視頻會議系統(tǒng)

在視頻會議系統(tǒng)上，AOC USB線纜用于視頻

攝像機(jī)和電腦的連接，視頻會議系統(tǒng)與會議桌面?zhèn)€

人終端的連接，可以實現(xiàn)4K視頻的實時傳輸或在

桌面?zhèn)€人終端對整個會議系統(tǒng)的操控。

圖1 USB 3.2 A TO Micro-B AOC

圖2 USB 3.2 A TO C AOC

MACHINE VISION 2024/07

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高精度圖像測量儀IMAGE3 MAX2

東莞市普密斯精密儀器有限公司 張恒 馮俊達(dá)

一、普密斯高精度圖像測量儀I M AG E 3

MAX2

隨著現(xiàn)代產(chǎn)品工藝的飛速發(fā)展，測量技術(shù)的重

要性日益凸顯，特別是在小型精密零件的測量應(yīng)用

中，對測量精度和效率的要求達(dá)到了前所未有的高

度。在這一背景下，普密斯憑借深厚的技術(shù)積累和

創(chuàng)新實力，在IMAGE3標(biāo)準(zhǔn)系列圖像測量儀的基礎(chǔ)

上，推出了IMAGE3 MAX2高精度圖像測量儀，滿

足了市場對于高精度、高效率測量的迫切需求。該

測量儀采用高精度雙倍率雙側(cè)遠(yuǎn)心鏡頭測量組，確

保了微小零部件的清晰成像。同時，搭配探針和點

光譜測量模組，實現(xiàn)了多功能測量，滿足多樣化需

求。IMAGE3 MAX2不僅提供高精度的測量結(jié)果，

還具備高效測量速度，大幅提升了生產(chǎn)效率。其穩(wěn)

定性和易用性也備受贊譽，使得操作人員能輕松掌

握。IMAGE3 MAX2高精度圖像測量儀的推出，為

各行業(yè)提供了強(qiáng)有力的測量技術(shù)支持。

二、功能特點

2.1.硬件功能介紹

自研高精度雙倍率雙側(cè)遠(yuǎn)心鏡頭，搭配

2000W CMOS相機(jī)，配合獨立升降分區(qū)照明組，

可清晰觀察到精密件產(chǎn)品邊緣，并進(jìn)行更加精準(zhǔn)的

尺寸測量；

光譜測量模組，可實現(xiàn)高精度高速度的高度測

量功能，針對多個部位測量時可短時間完成，提高

工作效率；

探針測量模組，可對立體目標(biāo)進(jìn)行三坐標(biāo)測

量，包括產(chǎn)品側(cè)面與平面角度、光線無法照射孔深

測量等；

工作臺導(dǎo)航相機(jī)，可在使用時觀察整體圖像，

快速確認(rèn)測量位置，并可在平臺上觀測目標(biāo)的設(shè)置

位置，縮短時間快速完成測量。

圖1 IMAGE3 MAX2 圖2 IMAGE3 MAX2細(xì)節(jié)圖

90 PRODUCT&TEK 產(chǎn)品與技術(shù)

2.2.軟件功能介紹

搭配自研IMAGE OS快速測量系統(tǒng)，具有運行

速度快、測量精度高、易操作性強(qiáng)等特點，可自動

識別產(chǎn)品，數(shù)個產(chǎn)品同時測量，一體成像，且可一

秒內(nèi)完成數(shù)百尺寸測量等多項便捷測量功能，可極

大提高測量效率，降低人員使用難度及測量誤差。

圖3 IMAGE OS快速測量系統(tǒng)

三、應(yīng)用領(lǐng)域及案例

可用于電子元件、汽車零部件、手機(jī)零部件、

螺絲螺母、五金件、磁性材料、陶瓷、紐扣等復(fù)合

材料構(gòu)建，鎂、鋁及其合金件等產(chǎn)品各種尺寸測

量，如長度測量、角度測量、圓測量、線弧測量、

區(qū)域測量、厚度測量、平面測量、輪廓測量等。因

此本產(chǎn)品在電子行業(yè)、機(jī)械行業(yè)、手機(jī)行業(yè)、PCB

行業(yè)、汽車行業(yè)、航空行業(yè)等均有廣泛應(yīng)用。

圖4 攝像頭安裝基座尺寸測量

圖6 手表外框尺寸及高度測量

圖8 刀具尺寸檢測

圖7 電子元器件針腳間距測量

圖9 精密治具異形輪廓測量

圖10 FPC引腳位置度測量

圖5 TYPE-C接口尺寸測量

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淺談視覺光源尺寸選型方法

東莞樂視自動化科技有限公司 曾雙龍一、背景

在進(jìn)行視覺光源方案評估時，應(yīng)預(yù)留多大的位

置給視覺光源，是一個很考驗工程師的技術(shù)問題。

評估時，如果前期機(jī)構(gòu)設(shè)計未提前做光源測試

驗證，后期大概率會出現(xiàn)機(jī)構(gòu)預(yù)留空間過小的難

題。即實際可用的光源往往比原來預(yù)留的位置大，

從而與機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉；如果為了滿足尺寸要求，采

用可安裝的小光源，極可能因光源不符導(dǎo)致成像質(zhì)

量差，照射效果不理想等問題，從而影響整個項目

的進(jìn)展。最終還是需要根據(jù)實際光源大小，不得已

改動機(jī)構(gòu)安裝空間，整個過程費時費力。

因而在評估視覺方案時，前期做好光源選型評

估尤為重要，目前大部分的視覺方案都是先進(jìn)行打

光測試，確定好光源大小與高度后，再進(jìn)行視覺部

分的機(jī)構(gòu)設(shè)計，這對后期整個項目順利開展會有很

大幫助。二、選型案例

下圖是兩張光源大與小的成像對比圖：圖1由

于光源小、導(dǎo)致光斑不能覆蓋視野區(qū)域；圖2光源

大小合適，能覆蓋整個視野區(qū)域，整體效果均勻，

檢測特征明顯。

那我們怎樣才能在未經(jīng)初期打光實測的情況

下，選擇大小合適的光源呢？在拿到測試樣品后，

我們需要去了解檢測特征，判斷光源的光路類型與

圖1 成像效果圖 圖2 成像效果圖

這里主要有三點作為參考依據(jù)。第一點：照射

方式，照射方式有兩種，一為正面照射，二為底部

背光照射；第二點：鏡頭選擇，鏡頭有兩種，分別為FA鏡頭及遠(yuǎn)心鏡頭；第三點：光源架構(gòu)光源的

工作距離與視野大小。三、照射方式

由正面照射方式去判斷檢測產(chǎn)品面是否光滑反

光，不反光的面對光源大小要求不高，大概為視野的1/2大小的光源即可。

重點以反光面為例去判斷如何選擇光源的大

小，首先需檢測反光面上的特征，需將光斑布滿整

個視野均勻成像，這樣能有更好的對比度。

同時要知道三個參數(shù)：相機(jī)的靶心尺寸、相機(jī)

到檢測面的工作距離、視野大?。ㄒ曇伴L與寬對應(yīng)

的是相機(jī)芯片的長寬）。其次鏡頭是FA鏡頭還需

了解下夾角參數(shù)。這樣可以得出相機(jī)鏡頭的投射角

度與反射角度，如下圖（圖3、圖4、圖5），可以

看到投射與反射形成的一個W狀的圖形，如果光源

顏色，當(dāng)選好這些后，我們就可以判斷所需光源的

大小了。

92 PRODUCT&TEK 產(chǎn)品與技術(shù)

在投射角度外（如圖3），反射角度內(nèi)就會有光斑

存在；如果光源在反射角度臨界位置（如圖4），

那成像的視野邊就會看到光斑；只有光源在反射邊

(W)以外（如圖5），這樣才是一個均勻的成像效

果圖。四、鏡頭選擇

上面的兩種照射方式只說到FA鏡頭，并且圖

文也是以FA鏡頭舉例參考，那么還有一種鏡頭需

圖3 光源在投射

角外

圖4 光源在反射角

臨界區(qū)域

圖5 光源在反射

角外

底部背光照射同理，但是不需要計算反射角，

光源離檢測面越遠(yuǎn)投射的角度延伸寬度距離就越

大，F(xiàn)A鏡頭選擇背光時可以這樣去計算評估。如

下圖所示：

圖9 光面大小

不夠

圖10 光面大小

剛好

圖11 光面太大

圖6 光源位置太近

有光斑

圖7 光源臨界區(qū)域

邊有光斑

圖8 光源位置合適

均勻效果好

圖12 遠(yuǎn)心鏡頭正面照射圖 圖13 遠(yuǎn)心鏡頭底部背光照射圖

要說明，也就是常用的遠(yuǎn)心鏡頭，遠(yuǎn)心鏡頭基本為

平行光路類型，所以在配合遠(yuǎn)心鏡頭選擇光源大小

時，我們只需要比實際的視野略大一點即可。如下

圖所示：五、光源架構(gòu)光源的工作距離與視野大小

已知相機(jī)靶心與工作距離、鏡頭夾角、光源工

作距離與視野后，就可以通過計算來確定光源的大

小。同時還可以通過CAD等繪圖軟件按參數(shù)繪制出

圖形，直觀的看出光源的光斑在哪個位置，確定是

否選到大小合適的光源。如下圖所示：

圖14 采用FA計算參

考值

圖15 采用遠(yuǎn)心鏡頭計

算參考值

當(dāng)鏡頭為普通FA鏡頭時，由相似三角形的特

征可得到光源工作距離Wd與面光長L度的關(guān)系：

當(dāng)鏡頭為遠(yuǎn)心鏡頭時，選擇光源的安裝位置只需要

保證: L>FOV。六、結(jié)語

以上就是視覺光源在選型時常用的方法，希望

對大家有幫助。在機(jī)器視覺檢測方案中，視覺光源

選型是重要的組成部分，光源方案的正確選擇有利

于整個視覺系統(tǒng)的順利完成，合適的光源可有效能

節(jié)省成本及機(jī)構(gòu)安裝空間。 L

MACHINE VISION 2024/07

93

東聲智能“AI+2D/3D視覺”

領(lǐng)跑新能源汽車質(zhì)量檢測

東聲（蘇州）智能科技有限公司 周培一、背景

隨著近幾年人工智能等新技術(shù)的蓬勃發(fā)展，汽

車制造業(yè)開始與人工智能相結(jié)合，并被逐步應(yīng)用到

生產(chǎn)環(huán)節(jié)，加速推動汽車制造的轉(zhuǎn)型升級。為了提

高汽車制造的柔性和效率，降低產(chǎn)品成本，提高企

業(yè)的競爭力，越來越多的企業(yè)開始在自動化基礎(chǔ)上

融合人工智能技術(shù)，來實現(xiàn)工藝流程的優(yōu)化和人機(jī)

協(xié)同的高效生產(chǎn)，最終達(dá)到降本增效的目的。那

么，汽車制造生產(chǎn)環(huán)節(jié)中都有哪些場景是東聲AI參

與其中呢？

東聲智能多年來與各大廠商攜手并肩，不斷攻

克技術(shù)壁壘。憑借在AI機(jī)器視覺、機(jī)器人柔性控制

及智慧工廠等領(lǐng)域的深厚底蘊和全球領(lǐng)先的技術(shù)實

力取得了驕人的業(yè)績。依托強(qiáng)大的研發(fā)能力和技術(shù)

儲備，我們成功研發(fā)并推出了一系列前沿的智能AI

軟硬件產(chǎn)品。這些產(chǎn)品不僅與工廠產(chǎn)線實現(xiàn)了無縫

對接和高效協(xié)同，更在新能源汽車電池、零部件及

整車的生產(chǎn)線上，實現(xiàn)了全尺寸高精度在線測量、

外觀缺陷即時檢測等功能，極大地提升了生產(chǎn)過程

中的精度與效率。

目前，東聲智能針對汽車制造的不同工藝環(huán)

節(jié)，開發(fā)了一系列先進(jìn)的AI視覺檢測系統(tǒng)及自動化

設(shè)備，如沖壓件AI視覺檢測系統(tǒng)、PVC涂膠視覺檢

測系統(tǒng)、汽車焊接視覺檢測系統(tǒng)、3D引導(dǎo)定位系

統(tǒng)、在線測量系統(tǒng)、門蓋自動裝配系統(tǒng)、間隙面差

在線測量系統(tǒng)、PVC涂膠視覺檢測系統(tǒng)等，全面覆

蓋了沖壓、焊接、涂裝和總裝四大制造工藝流程。

在涂裝車間，AI

技術(shù)主要用于檢測噴

漆車身的表面質(zhì)量缺

陷，在不導(dǎo)致停機(jī)的

情況下及早發(fā)現(xiàn)質(zhì)量

缺陷，為客戶提供一

套與生產(chǎn)需求完美匹

配的智能檢測解決方

案，確保了檢測過程

的實時性、高效率和

精確度，減少不必要

的維護(hù)成本，提高產(chǎn)

品質(zhì)量。

圖1 東聲智能在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用

94 CASE 應(yīng)用案例

二、項目難點 1、該客戶要求該系統(tǒng)可適配全系車型（包含

全部顏色）； 2、光學(xué)部分需考慮高光反射造成成像不清

晰、車體較大等因素； 3、缺陷種類繁多，表面形態(tài)多樣，背景復(fù)

雜，微小缺陷難以檢測； 4、需要連接機(jī)械臂帶動的工作路徑規(guī)劃。

同時一個軟件即可解決運動控制、圖像處理、數(shù)據(jù)

采集及分析等所有問題。這種高精度在線非接觸式

檢測方案具有檢測精度高、檢測效率高、測量速度

快、集成度高等特點。

其次，針對漆面高亮3D成像困難的問題，采

用AI+偏折成像技術(shù)。利用相位測量偏折術(shù)(亦稱作

條紋反射法)向鏡面/類鏡面物體表面投射相位編碼

的條紋圖像，利用反射圖像相位對被測表面微小變

化敏感的特點，通過解算反射圖像的相位，實現(xiàn)缺

陷檢測，具有較高的檢測靈敏度，最后通過對背景

圖、調(diào)制圖、相位圖、3D圖等信息匯總分析，實

現(xiàn)對高反光物體表面三維形貌高精度檢測。

最后，將運動控制系統(tǒng)和在機(jī)械臂上的2D/3D

檢測傳感器相結(jié)合，檢測完成后數(shù)據(jù)實時同步至

Handdle AI算法平臺，得到的缺陷信息、位置分布

以及累計數(shù)量和趨勢圖，再反饋至機(jī)器人或PLC，

從而規(guī)劃工作路徑，形成自動化的閉環(huán)解決方案。四、方案成效 ?表面缺陷尺寸A級面≥0.2mm（非A級面

≥0.5mm）

? > 99.9%的缺陷檢出率；

? 安裝檢測精度±1mm；

? 自研可編程控制光源及高速相機(jī)飛拍，解決

高反光高亮面清晰成像難題；

? 融合高精度AI分割、定位、分類算法，成功

解決微小缺陷尺寸及面積檢測問題。

在人工智能等新技術(shù)方興未艾的當(dāng)下，汽車產(chǎn)

業(yè)鏈正在全面擁抱數(shù)字化、智能化。東聲智能致力

于用AI技術(shù)賦能工業(yè)制造，也在積極探索汽車行業(yè)

的智能升級和場景落地，以AI助力汽車工業(yè)發(fā)展，

推動汽車制造向智能制造不斷前行。

圖2 東聲智能針對汽車制造的AI視覺檢測系統(tǒng)

圖3 部分缺陷圖

三、技術(shù)方案

首先，基于“AI算法+傳統(tǒng)算法+自研光源”

形成了從采集圖像、算法檢測到結(jié)果統(tǒng)計、處理的

一整套完整流程搭建，融合高精度AI分割、定位、

分類算法。其中，自研可編程控制光源及高速相機(jī)

飛拍技術(shù)加AI算法深度融合，模型在線更新迭代，

MACHINE VISION 2024/07

95

The Imaging Source 嵌入式

視覺實現(xiàn)咖啡AI選豆

The Imaging Source 陸育婕一、背景

咖啡豆的品質(zhì)對于風(fēng)味的形成至關(guān)重要，因此

對其進(jìn)行精密篩選以確保品質(zhì)成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不可

或缺的一環(huán)。全球氣候異常造成的品質(zhì)不穩(wěn)定一直

以來都是各種農(nóng)產(chǎn)品所面臨的巨大挑戰(zhàn)之一，然而

至今在這些產(chǎn)業(yè)中，仍依傳統(tǒng)方式仰賴人工選別，

未大規(guī)模應(yīng)用現(xiàn)代科技AI人工智慧來提升效率。重

大瑕疵豆，例如發(fā)霉豆、黑豆、貝殼豆、石子等不

僅會影響風(fēng)味，更可能對身體造成傷害。即使作物

看似沒有明顯的外觀問題，其表面下可能仍存在隱

藏的撞傷或其他損傷，這使得在短時間內(nèi)進(jìn)行選豆

變得很有挑戰(zhàn)。由于這些損傷的癥狀可能要到后來

才會被發(fā)現(xiàn)，因此品質(zhì)管理一直是一大難題。

傳統(tǒng)的人工篩選過程可能比較緩慢，需要較長

的時間，所需的時間還取決于多個因素，包括篩選

的豆子數(shù)量、篩選的方法、篩選人員的熟練程度

等。為了能更快速和有效的篩選咖啡豆，咖啡生產(chǎn)

業(yè)急需一種快速、全面且非侵入性又精確的檢測方

法。

近年來AI深度學(xué)習(xí)的發(fā)展讓即時篩選的能力在

效率上有顯著的進(jìn)步。以傳統(tǒng)的手工篩選法為例，如

果是小規(guī)模的篩選工作，可能每小時只能處理幾公

斤的咖啡豆，篩選一批豆子可能需要數(shù)小時或更長

時間。但是，利用現(xiàn)代化的技術(shù)，如機(jī)器學(xué)習(xí)，更能

在極短的時間內(nèi)處理更多的豆子，可能只需要幾分

鐘到幾十分鐘就能完成一批咖啡豆的篩選。

借助人工智慧驅(qū)動的檢測與篩選技術(shù)，咖啡生

產(chǎn)商得以超越傳統(tǒng)人工篩選方法，運用 T h e

Imaging Source DFM 36AX296-ML的優(yōu)勢、及機(jī)

器深度學(xué)習(xí)訂定的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)來高速判別咖啡豆的

形狀、顏色，排除其中瑕疵豆無需經(jīng)歷傳統(tǒng)的烘

焙后品嘗過就可直接進(jìn)行分級，從而穩(wěn)定生產(chǎn)出

更高品質(zhì)又穩(wěn)定的咖啡配方。一家咖啡豆生產(chǎn)商

借助The Imaging Source的嵌入式視覺來檢測與篩

選咖啡豆，咖啡生產(chǎn)得以超越傳統(tǒng)機(jī)械篩選方法，以

高速處理大量咖啡豆，而無需經(jīng)歷傳統(tǒng)的烘焙和品

嘗過程來判斷質(zhì)量。利用AI人工智慧光學(xué)篩選器，

咖啡生產(chǎn)商能夠根據(jù)嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，選擇出符合要求

的批次，從而穩(wěn)定生產(chǎn)出更高品質(zhì)的咖啡配方。二、人工智慧篩選咖啡豆的過程

隨著科技的進(jìn)步，人們開始探索如何利用人工智

慧（AI）技術(shù)來改善咖啡豆的篩選過程。在傳統(tǒng)的篩

選方法中，辨識咖啡豆的瑕疵通常需要人力，這可能

會因為主觀判斷或疲勞而導(dǎo)致不準(zhǔn)確的結(jié)果。然而，

借助深度學(xué)習(xí)技術(shù)，我們可以訓(xùn)練AI模型來辨識咖啡

豆的各種特征，從而實現(xiàn)更加精確和高效的篩選。

在使用嵌入式視覺技術(shù)進(jìn)行咖啡豆篩選的過程

中，首先將咖啡豆進(jìn)行初步分類，譬如區(qū)分是否有

石頭或是其他外來物質(zhì)，是否有蟲蛀等等。接著，

將這些分類好的咖啡豆輸入給AI模型進(jìn)行深度學(xué)習(xí)

訓(xùn)練。透過大量的樣本數(shù)據(jù)，AI模型能夠?qū)W習(xí)并辨

識出各種瑕疵豆，如發(fā)霉豆、黑豆、或是受損豆

等，并將其分類出來。

96 CASE 應(yīng)用案例

當(dāng)訓(xùn)練完成后，嵌入式視覺系統(tǒng)就可以將咖啡

豆送入篩選機(jī)中，通過攝像頭捕捉影像，然后利用已

經(jīng)訓(xùn)練好的AI模型進(jìn)行分析和辨識。這樣一來，篩選

過程不僅更加高效，而且還可以保證篩選結(jié)果的準(zhǔn)確

性和一致性，從而提高了咖啡豆的品質(zhì)和產(chǎn)量。

透過嵌入式視覺與AI技術(shù)的結(jié)合，咖啡生產(chǎn)

業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)篩選，不僅提高了生產(chǎn)效率，還提

高了產(chǎn)品的品質(zhì)和競爭力。這種技術(shù)的應(yīng)用將為整

個咖啡豆產(chǎn)業(yè)帶來革命性的變革，同時也為其他農(nóng)

業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展提供了新的思路和可能性。三、嵌入式視覺

The Imaging Source提供多款不同尺寸規(guī)格像

是The Imaging Source DFM 36AX296-ML和DFK

36CX296-167，該系統(tǒng)的解析度達(dá)1.6MP；幀速率達(dá)60fps，能夠及時觸發(fā)捕捉影像，篩選出瑕疵品，

如此便能大幅加速篩選過程。The Imaging Source

兆鎂新嵌入式視覺的trigger功能可以在豆子掉下來

時經(jīng)由Sony IMX296感測器觸發(fā)拍攝，可以清楚且

快速地拍攝到咖啡豆在同個位置上，因此吸引很多

咖啡豆制造商的青睞。影像被截取后，隨后會傳送

至搭載NVIDIA Jetson Xavier N的小型電腦，這

套系統(tǒng)會批次處理咖啡豆，并運用人工智慧來辨識

特定類型和優(yōu)良品質(zhì)的豆子。靈活運用這些技術(shù)和

系統(tǒng)可以顯著提升生產(chǎn)能力，而結(jié)合人工智慧的品

質(zhì)控制方法更能進(jìn)一步增強(qiáng)其效益。

圖2 The Imaging Source DFM 36AX296-ML搭載Sony感測

器；全局及卷簾快門，使得咖啡業(yè)者得以高效控管咖啡豆品質(zhì)四、結(jié)論

The Imaging Source嵌入式視覺結(jié)合AI的光學(xué)

咖啡豆篩選機(jī)與品質(zhì)分類技術(shù)，讓咖啡豆生業(yè)者獲

得一系列精準(zhǔn)以及高效的工具，能夠針對整個供應(yīng)

鏈與價值鏈中各種品質(zhì)特性進(jìn)行分析與篩選，進(jìn)而

提升品質(zhì)與收益，同時嚴(yán)格遵守品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。此外，

篩選技術(shù)能被客制化，以符合特定篩選及處理需

求，充分發(fā)揮個機(jī)器獨特的優(yōu)勢，達(dá)到最佳效率與

產(chǎn)能。五、嵌入式視覺于農(nóng)業(yè)未來展望

目前，在亞洲地區(qū)以嵌入式視覺結(jié)合人工智慧

外觀檢測仍少有咖啡廠商投入，但隨著人力日漸缺

乏，需求日增，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)管理及效率思維提升，越

來越多農(nóng)業(yè)缺工議題及農(nóng)產(chǎn)品管思維提升，適應(yīng)于

各式農(nóng)產(chǎn)品之機(jī)器視覺導(dǎo)入有極大發(fā)展空間。

當(dāng)我們思考咖啡生產(chǎn)過程中的技術(shù)革新時，不

僅僅是對咖啡品質(zhì)的改進(jìn)，更是對整個供應(yīng)鏈的革

命性改變。透過嵌入式視覺技術(shù)的應(yīng)用，我們能夠

實現(xiàn)更高效、更精確的篩選和分級，從而提高生產(chǎn)

效率，降低成本，并確保產(chǎn)品品質(zhì)的一致性。這種

技術(shù)的應(yīng)用不僅僅局限于咖啡豆，還可以擴(kuò)展到其

他農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)和加工過程中，為整個農(nóng)業(yè)行業(yè)帶

來更多的創(chuàng)新和可能性。未來，我們可以預(yù)見，嵌

入式視覺技術(shù)將成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的一部

分，為行業(yè)的發(fā)展注入新的活力和動力。 圖1 批次處理咖啡豆，并運用人工智慧來辨識特定類型

和優(yōu)良品質(zhì)的豆子

漏斗

振動供料機(jī)

滑道

LED燈

傳感器

壓縮空氣

噴射器

正常豆 瑕疵豆

相機(jī)DFM 36AX296-ML

MACHINE VISION 2024/07

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圖1 宜科LVM系列智能3D激光輪廓傳感器

圖2 實物圖

宜科智能3D激光輪廓傳感器

助力鉚釘高效精準(zhǔn)檢測

天津宜科自動化股份有限公司 許飛

一、背景

鉚釘，也叫鉚柱，是一種連接電路板和外部設(shè)

備的連接件，它通常由金屬材料制成、如銅、鐵、

鋼、不銹鋼等。在電子設(shè)備的設(shè)計與制造中，鉚釘

扮演著重要的角色，它能夠強(qiáng)化電路板的固定性

能，提高機(jī)器的穩(wěn)定性和可靠性，保證設(shè)備的正常

運行。

隨著科技的快速發(fā)展，各行各業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量和

生產(chǎn)效率的要求也越來越高。而在許多設(shè)備的生產(chǎn)

過程中，鉚釘作為重要組件，其安裝的高度位置對

產(chǎn)品的質(zhì)量起著決定性的影響。然而，傳統(tǒng)的接觸

式測量方式不僅效率低下，還存在損壞元器件的風(fēng)

險。因此，我們需要一種高效、精確且非接觸的測

量方法，以解決這一問題。因此用機(jī)器視覺進(jìn)行尺

寸測量，提高產(chǎn)品質(zhì)量和檢測效率，就成為了企業(yè)

必然的選擇。

二、宜科LVM系列智能3D激光輪廓傳感器

1.3D激光輪廓傳感器發(fā)射線激光，測量物體被

照射后表面形成漫反射，反射光通過CMOS芯片進(jìn)

行接收，采用超高速處理器，對物體輪廓、尺寸等

進(jìn)行精確掃描和處理，提供實時輪廓、點云數(shù)據(jù)并

輸出結(jié)果。

2.根據(jù)被測物體的大小和精度要求，可針對

LVM各系列靈活選型，搭設(shè)簡便，易于集成，使

安裝調(diào)試更迅速、系統(tǒng)成本更低。

三、項目檢測要求

檢測要求：檢測鉚釘?shù)母叨扰c直徑；

技術(shù)要求：尺寸測量精度：0.1MM，F(xiàn)OV：

67MM；

四、解決方案

使用宜科LVM系列3D激光輪廓儀，針對工件

組裝階段的鉚釘高度與直徑不良進(jìn)行檢測。

98 CASE 應(yīng)用案例

圖3 項目現(xiàn)場圖

圖4 點云圖

圖7 對比圖

五、檢測方法

1.采用智能3D激光輪廓傳感器LVM2550，橫

向視野 115.3-195.3mm ， Z 軸重復(fù)精度可達(dá)

0.5μm，掃描可以覆蓋整個工件；

2.工件放置在治具上，智能3D激光輪廓傳感

器通過模組帶動傳感器直線運動對產(chǎn)品表面進(jìn)行掃

描成像，得到產(chǎn)品的3D點云數(shù)據(jù)，建立系統(tǒng)坐標(biāo)

系做定位；

3.選取鉚釘?shù)膮^(qū)域，用點云位置工具提取鉚釘

頂端的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，通過選取PCB板表面區(qū)域用平面

擬合工具擬合基準(zhǔn)面；

4.通過點云特征工具點到平面工具輸出鉚釘頂

端到基準(zhǔn)平面的高度；

5.通過點云斑點工具計算出鉚釘?shù)闹睆健?/p>

六、產(chǎn)品優(yōu)勢

LVM25 系列傳感器最快掃描頻率可達(dá)

37KHZ，掃描速度快，成像質(zhì)量好，不僅能大大

提高檢測效率，適應(yīng)生產(chǎn)的節(jié)拍，還能防止因接觸

造成的物理損傷。

產(chǎn)品采用一體式集成化結(jié)構(gòu)，內(nèi)置嵌入式3D

測量工具，不需要工控機(jī)等任何外部計算設(shè)備，可

直接測量出鉚釘?shù)母叨扰c直徑，無需二次開發(fā)，即

插即用。

可直接將測量結(jié)果輸出至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，省去了傳

統(tǒng)3D視覺測量系統(tǒng)中的工控機(jī)和I/O接口板環(huán)節(jié)，

極大降低了系統(tǒng)復(fù)雜度，并為客戶節(jié)省了成本。

MACHINE VISION 2024/07

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洛微科技高精度3D相機(jī)?助力全自動

料口定位，引領(lǐng)安全高效生產(chǎn)新時代

杭州洛微科技有限公司 張艷梅一、背景

近年來，隨著工業(yè)4.0浪潮的席卷，工業(yè)生產(chǎn)

線自動化水平邁入了全新的發(fā)展階段。在這一時代

背景下，精準(zhǔn)定位、高效識別及快速響應(yīng)成為了制

造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵要素。勞動力成本的上漲使得

自動化識別定位技術(shù)的需求愈發(fā)迫切，眾多企業(yè)紛

紛尋求技術(shù)革新，以優(yōu)化作業(yè)流程，提高生產(chǎn)效

率，并創(chuàng)造更為安全、健康的工作環(huán)境。

洛微科技憑借其高精度3D相機(jī)技術(shù)，為工業(yè)

界帶來了罐裝料口識別定位技術(shù)的革命性突破。這款3D相機(jī)憑借寬廣的視場角，覆蓋并精準(zhǔn)探測到

區(qū)域內(nèi)移動的料口，有效解決了料口中心坐標(biāo)偏移

量大、PLC現(xiàn)場對接困難以及毫米級識別精度要求

等客戶長期面臨的難題。二、解決方案

在繁忙的生產(chǎn)車間中，當(dāng)灌口車進(jìn)站并穩(wěn)定停

靠后，懸掛于下料口附近的洛微科技3D相機(jī)啟動

一鍵掃描功能，快速捕獲料口的三維點云數(shù)據(jù)（x,y,z）。數(shù)據(jù)通過目標(biāo)識別算法進(jìn)行高效處理，

精準(zhǔn)計算出灌口的坐標(biāo)，并將這些坐標(biāo)信息無縫傳

輸至PLC等控制系統(tǒng)。這些數(shù)據(jù)被迅速轉(zhuǎn)化為客戶

易于理解的PLC位移量，指導(dǎo)著下料口精確地對準(zhǔn)

灌口車的料口位置，實現(xiàn)全自動、高精度的料口定

位，從而高效、準(zhǔn)確地完成下料作業(yè)。

三、方案優(yōu)勢

3.1.高精度工業(yè)3D相機(jī)

洛微科技D系列3 D相機(jī)基于行業(yè)領(lǐng)先S o ny

DepthSense? 像素技術(shù)開發(fā)，實現(xiàn)毫米級測量識別

精度，支持多種濾波算法，其VGA（640*480）深

度分辨率，保證了數(shù)據(jù)的精細(xì)度，而環(huán)境光對其影

響極小。IP67工業(yè)級的高穩(wěn)定及高可靠性確保了在

各種工作條件下都能穩(wěn)定運行。

3.2.高響應(yīng)速度

能夠在1秒內(nèi)迅速輸出高精度點云數(shù)據(jù)，實現(xiàn)

了對料口位置的快速精準(zhǔn)定位，極大地提升了生產(chǎn)

效率。

圖1 項目現(xiàn)場

100 CASE 應(yīng)用案例