ISSN 2412-6934

微 信 公 眾 號(hào)

Oct/ Nov 2023

www.vision-systems-china.com

技術(shù)創(chuàng)新繼續(xù)引領(lǐng)

機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用更上一層樓

針對(duì)無(wú)人機(jī)成像應(yīng)

用的鏡頭設(shè)計(jì)

16

熱成像配合緊急制

動(dòng)系統(tǒng)提升行車(chē)安

全性

23

選擇照明方案需要

注意的幾個(gè)問(wèn)題

32

熱成像系統(tǒng)用于紅

外焊接質(zhì)量檢測(cè)

28

36

ISSN 2412-6934

微 信 公 眾 號(hào)

Oct/ Nov 2023

www.vision-systems-china.com

技術(shù)創(chuàng)新繼續(xù)引領(lǐng)

機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用更上一層樓

針對(duì)無(wú)人機(jī)成像應(yīng)

用的鏡頭設(shè)計(jì)

16

熱成像配合緊急制

動(dòng)系統(tǒng)提升行車(chē)安

全性

23

選擇照明方案需要

注意的幾個(gè)問(wèn)題

32

熱成像系統(tǒng)用于紅

外焊接質(zhì)量檢測(cè)

28

36

短波紅外相機(jī)

—— 見(jiàn)所未見(jiàn)

産業(yè)および科學(xué)? 工業(yè)級(jí)

Alvium SWIR - 小巧靈活

産業(yè)および科學(xué)? 科研用 · 工業(yè)級(jí)

Goldeye - 高品質(zhì)成像

? Sony IMX 990/991 SWIR 傳感器

? 小體積、低能耗

? 可見(jiàn)光 + 短波紅外（400 ? 1700nm）

? 千兆網(wǎng)、5 千兆網(wǎng)、USB3 Vision 和 MIPI CSI-2

等多種接口可選

? 外殼選項(xiàng)：裸板 / 半開(kāi)放外殼 / 全封閉外殼

? 鏡頭接口：C-Mount / CS-Mount / S-Mount

? -20℃? +65℃ 寬溫度使用環(huán)境

? 可用于科研的高精度成像相機(jī)

? 搭配多種類(lèi)型的 InGaAs 傳感器技術(shù)，寬光譜

范圍，包括可見(jiàn)光短波紅外和擴(kuò)展短波紅外波段

(400~2200nm)

? 支持 Camera Link 和 GigE Vision 接口

? 最大幀率：968fps(QVGA), 321fps(VGA),

130fps(SXGA)

? 10 秒超長(zhǎng)曝光時(shí)間

? 先進(jìn)的冷卻技術(shù)確保低噪聲和更高成像品質(zhì)

半導(dǎo)體檢測(cè) | 材料分揀 | 食品飲料 | 農(nóng)業(yè) | 科學(xué)研究 | 醫(yī)療和實(shí)驗(yàn)器械

誠(chéng)邀您蒞臨10月30日-11月1日舉辦的Vision China深圳展，7號(hào)館7E04展位觀看現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)品演示。

璦荔德（上海）光學(xué)儀器有限公司

TEL: 021 - 64861133（上海）0755 - 82727010（深圳） | E-mail: sales.china@alliedvision.com

光學(xué)引領(lǐng)未來(lái)?

LT 系列定焦鏡頭

? 1.1\"，C接口鏡頭

? 高達(dá)1200萬(wàn)像素，3.45μm像素大小的傳感器

? 整合液態(tài)鏡頭用于動(dòng)態(tài)自動(dòng)對(duì)焦

? 液態(tài)可調(diào)鏡頭最大化了其分辨率，范圍和聚焦速度

? 焦距12毫米至25毫米

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愛(ài)特蒙特光學(xué)(深圳)有限公司

中國(guó)深圳市龍華工業(yè)東路

利金城科技工業(yè)園3棟5樓，518109

Tel: +86 (0755) 8435 5459 Email: chinasales@edmundoptics.cn

如需了解更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)

www.edmundoptics.cn/103-8631

2 Oct/ Nov 2023 視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China

關(guān)于《視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》

《Vision Systems Design》雜志是美國(guó)領(lǐng)先的媒體品牌，主要致力于報(bào)道機(jī)器視覺(jué)及影像處理系統(tǒng)領(lǐng)域的內(nèi)容。其深度的技術(shù)雜志、投稿郵件投遞的電子快報(bào)以及網(wǎng)站內(nèi)容，每月為全球143個(gè)國(guó)家

的超過(guò)94,000名工程師和設(shè)計(jì)專(zhuān)家提供最新報(bào)道，是同類(lèi)媒體中的佼佼者?！禫ision System Design》雜志是機(jī)器視覺(jué)與自動(dòng)化解決方案領(lǐng)域非常受歡迎的一本雜志。

ACT傳媒集團(tuán), 國(guó)內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)期刊出版商之一，獲得獨(dú)家授權(quán)出版Vision Systems Design中文版雜志，以函蓋正在迅速發(fā)展的中國(guó)市場(chǎng)。在2015年將從3月開(kāi)始?！兑曈X(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》雜志是以簡(jiǎn)體中文

發(fā)行雙月刊；通過(guò)郵寄免費(fèi)發(fā)行到全國(guó)9,000多名專(zhuān)業(yè)讀者；及通過(guò)電郵傳送到約15000相關(guān)讀者的電子郵箱內(nèi)（VSDC內(nèi)部統(tǒng)計(jì)）。此外《視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》亦參加國(guó)內(nèi)外相關(guān)展會(huì), 面向?qū)I(yè)讀者免

費(fèi)派發(fā)，增加發(fā)行覆蓋。

《視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》在內(nèi)容方面將以《Vision System Design》為藍(lán)本，同時(shí)增加中國(guó)機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域的相關(guān)報(bào)道，為讀者提供機(jī)器視覺(jué)及影像處理系統(tǒng)領(lǐng)域的技術(shù)、設(shè)計(jì)、應(yīng)用和市場(chǎng)等諸多方面的最

新發(fā)展?fàn)顩r，歡迎該領(lǐng)域內(nèi)的廣大廠商積極參與，踴躍投稿及宣傳?！兑曈X(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》的權(quán)威性?xún)?nèi)容是視覺(jué)及相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域用戶(hù)所關(guān)注。

請(qǐng)查詢(xún)本刊專(zhuān)業(yè)網(wǎng)站：www.vision-systems-china.com。

About Vision Systems Design China

Vision System Design (VSD) is the leading integrated media brand focused on machine vision and image processing systems. Its in-depth magazine, convenient email newsletters and content-rich website are seen by more than 94,000

engineering and design professionals in 143 countries each month—more than any other vision-focused media provider delivers. It is a very popular media brand in the machine vision and automation solutions markets.

ACT International Media Group, one of the largest high-tech publishers in China, is authorized to publish the Chinese version to serve the technical professionals in the rapidly growing market in the region. VisionSystems Design China (VSDC)

is published bi-monthly in Simplified Chinese, distributing control-free to 9,000 readers in printed copies and 15,000 readers through electronic versions (publisher' s own data). In addition, VSD China willparticipate in major trade shows

across China, offering bonus distributions to the industry.

Content of VSD China will be partially selected from VSD by our local editors;supplement by locally generated editorial comprises of industry submissions, news/newproducts as well as executive interviews. VSD China' s authoritative

content attracts buyers focused on vision for many different applications and industries.Please visit our relevant website, www.vision-systems-china.com.

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機(jī)器視覺(jué)照明

32 為機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用選擇照明方案需要注意的幾

個(gè)問(wèn)題

來(lái)自光源制造企業(yè)的專(zhuān)家們，針對(duì)如何部署合適

的照明方案以創(chuàng)建成功的機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用，給出了

實(shí)用性建議。

創(chuàng)新獎(jiǎng)

36 技術(shù)創(chuàng)新繼續(xù)引領(lǐng)機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用更上一層樓

26 海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)

AI輔助海洋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供長(zhǎng)期深潛監(jiān)測(cè)

AI輔助的集成式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)，能在水下部署數(shù)

月甚至數(shù)年，以監(jiān)測(cè)海洋生物和水下環(huán)境。

28 焊縫檢測(cè)

用于紅外焊接質(zhì)量檢測(cè)的熱成像系統(tǒng)

針對(duì)紅外焊接的熱成像檢測(cè)系統(tǒng)，能夠及時(shí)在生

產(chǎn)線(xiàn)中發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題的焊縫，并通知相關(guān)人員做出

響應(yīng)。

30 食品行業(yè)檢測(cè)

罐裝營(yíng)養(yǎng)品中透明勺的自動(dòng)化檢測(cè)

機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和2D相機(jī)，來(lái)識(shí)別

罐裝營(yíng)養(yǎng)品中透明勺是否存在。

應(yīng)用與解決方案

Oct/Nov 2023

目錄 CONTENTS

4 編者話(huà)

6 前沿簡(jiǎn)訊

23 熱成像

熱成像配合緊急制動(dòng)系統(tǒng)提升行車(chē)安全性

熱像儀在任何光線(xiàn)下都能探測(cè)到物體的能力，有

助于提高車(chē)輛的自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)的性能。

19 測(cè)試測(cè)量

視覺(jué)系統(tǒng)在全站儀上的應(yīng)用研究

視覺(jué)系統(tǒng)的應(yīng)用輔助全站儀進(jìn)一步增強(qiáng)了自身功

能，并實(shí)現(xiàn)了更高的瞄準(zhǔn)效率和測(cè)量精度，甚至

使其更加智能化。

21 深度學(xué)習(xí)

人工智能結(jié)合成像技術(shù)用于瀕危動(dòng)物保護(hù)

英國(guó)一家非營(yíng)利組織利用人工智能/深度學(xué)習(xí)結(jié)合

成像技術(shù)，實(shí)時(shí)探測(cè)瀕危動(dòng)物面臨的威脅以進(jìn)行

保護(hù)。

技術(shù)趨勢(shì)

16 鏡頭設(shè)計(jì)

針對(duì)無(wú)人機(jī)成像應(yīng)用的鏡頭設(shè)計(jì)

無(wú)人機(jī)飛行的高度會(huì)影響鏡頭的性能。本文將著

重介紹如何為在惡劣環(huán)境下工作的無(wú)人機(jī)應(yīng)用設(shè)

計(jì)機(jī)器視覺(jué)鏡頭。

市場(chǎng)風(fēng)向標(biāo)

10 成像技術(shù)將是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)的關(guān)鍵一環(huán)

生產(chǎn)較小半導(dǎo)體器件的制造商，必須在不增加總

檢測(cè)時(shí)間的情況下，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的更多點(diǎn)進(jìn)行

檢測(cè)。

訪(fǎng)談

12 順勢(shì)而為，在讀碼器領(lǐng)域一路乘風(fēng)破浪

——訪(fǎng)視界縱橫智能科技（深圳）有限公司總經(jīng)

理彭挺

13 混合數(shù)據(jù)相機(jī)：為高效應(yīng)對(duì)高難度檢測(cè)任務(wù)

而生

——訪(fǎng)盛相科技商務(wù)總監(jiān)劉建成先生

45 產(chǎn)品擷英

48 廣告索引

視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China Oct/ Nov 2023 3

Oct/Nov 2023

目錄 CONTENTS

關(guān)于雅時(shí)國(guó)際商訊 (ACT International)

雅時(shí)國(guó)際商訊（ACT International）成立于1998年，為高速增長(zhǎng)的中國(guó)市場(chǎng)中廣大高技術(shù)行業(yè)服務(wù)。ACT通過(guò)它的一系列

產(chǎn)品－包括雜志和網(wǎng)上出版物、培訓(xùn)、會(huì)議和活動(dòng)－為跨國(guó)公司及中國(guó)企業(yè)架設(shè)了拓展中國(guó)市場(chǎng)的橋梁。 ACT的產(chǎn)品包

括多種技術(shù)雜志和相關(guān)的網(wǎng)站，以及各種技術(shù)會(huì)議，服務(wù)于機(jī)器視覺(jué)設(shè)計(jì)、電子制造、激光/ 光電子、射頻/ 微波、化合物半導(dǎo)體、潔凈及

污染控制、電磁兼容等領(lǐng)域的約十多萬(wàn)專(zhuān)業(yè)讀者。ACT 亦是若干世界領(lǐng)先技術(shù)出版社及展會(huì)的銷(xiāo)售代表。ACT總部在香港，在北京、上

海、深圳和武漢設(shè)有聯(lián)絡(luò)處。www.actintl.com.hk

About ACT International Media Group

ACT International, established 1998, serves a wide range of high technology sectors in the high-growth China market. Through its range of products --

including magazines and online publishing, training, conferences and events -- ACT delivers proven access to the China market for international marketing

companies and local enterprises. ACT's portfolio includes multiple technical magazine titles and related websites plus a range of conferences serving more

than 100,000 professional readers in fields of electronic manufacturing, vision system design, laser/photonics, RF/microwave, cleanroom and contamination

control, compound semiconductor, and Electromagnetic Compatibility. ACT International is also the sales representative for a number of world leading

technical publishers and event organizers. ACT is headquartered in Hong Kong and operates liaison offices in Beijing, Shanghai,Shenzhen and Wuhan.

www.actintl.com.hk

4 EDITOR'S NOTES

6 LEADING EDGE SNAPSHOTS

45 PRODUCTS HIGHLIGHTS

48 AD INDEX

MARKET TRENDS

10 Imaging will be

a key industry in

getting growth in

semiconductors

19 Test & Measurement

Research on the

applications of vision

system in Electronic

Total Station

21 Deep Learning

Artificial intelligence

combined with

imaging technology

for the protection of

endangered animals

TECHNOLOGY TRENDS

16 Lens Design

Designing Optics for

Unmanned Aerial

Vehicles

23 Thermal Imaging

The beneficial effects

of thermal cameras

on emergency braking

systems

APPLICATIONS & SOLUTIONS

26 Marine Monitoring

AI-Assisted marine

monitoring system

provides long-term

deep dive

28 Weld Inspection

Thermal imaging

inspection system

developed for infrared

welding

30 Food Industry Inspection

Nestle Automates

Inspection of Plastic

Scoops in Adult

Nutrition Products

Machine Vision Illumination

32 How to Avoid Lighting

Pitfalls in Machine

Vision Applications

Innovations Awards

36 Technological

innovation continues

to lead machine vision

applications to a

higher level

INTERVIEW

12 Follow the trend and ride

the wind and waves in

the field of code readers

— Interview with Peng

Ting, General Manager

of SHIJIE Intelligent Tech

13 Hybrid Data Cameras:

Built for effectively

implementing high

difficulty inspection tasks

— Interview with Mr.

Liu Jiancheng, Business

Director of MEGA PHASE

Technology

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聯(lián)系我們

上?？偛?/p>

上海市浦東新區(qū)晨暉路88號(hào)1號(hào)樓303室

TEL：+86 199 2109 3166

光度立體模式 相位偏折模式

上海|深圳|成都|蘇州|寧德

高度集成 數(shù)據(jù)豐富 部署便利

混合數(shù)據(jù)相機(jī)榮獲《視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》

Innovators Awards金獎(jiǎng) 中華成就獎(jiǎng)

4 Oct/ Nov 2023 視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China

技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用更上一層樓

盡管最近兩年機(jī)器視覺(jué)企業(yè)普遍反應(yīng)市場(chǎng)不景氣，但這并未阻止企業(yè)在

技術(shù)創(chuàng)新上下功夫。9 月 22 日，2023 第三屆《視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》創(chuàng)新獎(jiǎng)（VSDC

Innovators Awards 2023）頒獎(jiǎng)大會(huì)在上海成功舉行。今年的創(chuàng)新獎(jiǎng)評(píng)選活動(dòng)，

共收到了 40 家企業(yè)提交的 45 款參評(píng)產(chǎn)品，參評(píng)企業(yè)數(shù)量和產(chǎn)品數(shù)量都較去

年有所增加。在公平、公正原則的指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò) 9 位專(zhuān)家評(píng)委和近 40 位業(yè)

界大眾評(píng)委的評(píng)選打分，最終有 28 款產(chǎn)品入圍，并角逐出了白金獎(jiǎng)、金獎(jiǎng)、

銀獎(jiǎng)、銅獎(jiǎng)、中華成就獎(jiǎng)、國(guó)際推薦獎(jiǎng)。本期內(nèi)容中特別報(bào)道了這些獲獎(jiǎng)產(chǎn)

品（p36）。

今年的獲獎(jiǎng)產(chǎn)品，展示了蓬勃旺盛的創(chuàng)新勢(shì)力，尤其是海普納米提交的

微型高光譜成像 MEMS 傳感器，在體積和成本方面，堪稱(chēng)實(shí)現(xiàn)了顛覆性的

創(chuàng)新。它在全球范圍內(nèi)首次攻克了高光譜成像 MEMS 技術(shù)難關(guān)，將復(fù)雜的

光學(xué)系統(tǒng)集成在一顆指頭大小的芯片上，體積比現(xiàn)有高光譜系統(tǒng)縮小 10000

倍以上，并實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。體積的大幅縮小和成本的大幅降低，為高光譜成像

應(yīng)用走進(jìn)更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域創(chuàng)造了首要條件，比如更多地用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、果

蔬產(chǎn)品腐壞瘀傷的檢測(cè)、糧食色選等應(yīng)用。雖然最近幾年高光譜成像應(yīng)用已

經(jīng)受到了廣泛關(guān)注，涉足這個(gè)領(lǐng)域的企業(yè)也逐漸增多，但是應(yīng)用端的市場(chǎng)規(guī)

模還有待進(jìn)一步開(kāi)拓，其中成本過(guò)高是一個(gè)重要制約因素。海普納米這款創(chuàng)

新產(chǎn)品的推出，能否開(kāi)啟高光譜應(yīng)用的普及化之路、將應(yīng)用市場(chǎng)從當(dāng)前特定

的對(duì)成本相對(duì)不敏感的應(yīng)用，拓展到更加大眾化的領(lǐng)域，我們拭目以待。

此外，在 CMOS 圖像傳感器、工業(yè)鏡頭、2D/3D 工業(yè)相機(jī)、3D 視覺(jué)軟件、

機(jī)器視覺(jué)底層軟件、智能讀碼產(chǎn)品、數(shù)據(jù)傳輸、專(zhuān)用視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)等方面的

創(chuàng)新，都在不同程度上推進(jìn)著機(jī)器視覺(jué)技術(shù)更快、更精準(zhǔn)地為各個(gè)應(yīng)用行業(yè)

服務(wù)，最終讓用戶(hù)能進(jìn)一步享受到了增效、降本、解放人力。

在這里，對(duì)潛心機(jī)器視覺(jué)技術(shù)創(chuàng)新的業(yè)界同人們，獻(xiàn)上深深的敬意！

無(wú)人機(jī)技術(shù)的進(jìn)步催生了越來(lái)越多的機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用，由于無(wú)人機(jī)飛行的

高度會(huì)伴隨著大量惡劣環(huán)境，無(wú)人機(jī)搭載的成像系統(tǒng)必須適應(yīng)壓力、溫度、

沖擊和振動(dòng)等眾多環(huán)境條件的變化，所有這些都會(huì)影響鏡頭的性能。為此，

EO 公司詳細(xì)介紹了針對(duì)無(wú)人機(jī)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的惡劣環(huán)境耐受鏡頭（p16）。

照明在機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，來(lái)自光源制造企業(yè)的專(zhuān)

家們，就如何為機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用選擇合適的照明方案，給出了幾點(diǎn)實(shí)用性建議

（p32）。

此外，本期還包含了全站儀中的視覺(jué)系統(tǒng)（p19）、AI+ 視覺(jué)保護(hù)瀕危動(dòng)

物和檢測(cè)海洋生物（p21/p26）、熱成像應(yīng)用（p23/p28）等內(nèi)容，供讀者參考。

主編 ：龐會(huì)榮

Editor’s

Notes

編者話(huà)

2023 版權(quán)所有 翻印必究

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雅時(shí)國(guó)際商訊 ACT International

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長(zhǎng)沙灣青山道478號(hào) No.478 Castle Peak Road,

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傳真 852 2838 2766

出版總監(jiān) Publishing Director

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電郵 adonism@actintl.com.hk

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C

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CMY

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視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China Oct/ Nov 2023 5

適用于亞微米檢測(cè)環(huán)境的

自動(dòng)追焦系統(tǒng)

亞微米系統(tǒng)

亞微米環(huán)境下的高速精密光學(xué)追焦方案

智能相機(jī)

搭配自研相機(jī)后可選算法豐富

無(wú)需額外配置控制器的簡(jiǎn)易設(shè)計(jì)

高速

更新速度可達(dá)?kHz

定制化

可根據(jù)客戶(hù)需求定制優(yōu)化整體方案

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6 Oct/ Nov 2023 視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China

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工業(yè)自動(dòng)對(duì)焦相機(jī)確保交互式柜員機(jī)捕捉到最佳文檔數(shù)據(jù)

由于機(jī)器視覺(jué)等多項(xiàng)技術(shù)

的進(jìn)步，工業(yè)自動(dòng)對(duì)焦相機(jī)正

在幫助現(xiàn)代銀行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，

實(shí)現(xiàn)非接觸式且高度個(gè)性化的

銀行體驗(yàn)?；?dòng)式柜員機(jī)（ITM）

使銀行能夠在降低成本的同

時(shí)，提高客戶(hù)滿(mǎn)意度。 ITM 有

時(shí)被稱(chēng)為“箱內(nèi)分行”，讓銀行

客戶(hù)能與跟位于世界任何地方

的行員（影像通話(huà)員）進(jìn)行影

像通話(huà)。 影像通話(huà)員能像任何

標(biāo)準(zhǔn)分行位置的柜員一樣，提

供各種服務(wù)。

德國(guó)一家系統(tǒng)集成商

Proverda 開(kāi)發(fā)的創(chuàng)新型互動(dòng)式

柜員系統(tǒng)，已經(jīng)在德國(guó)各地的

銀行投入使用。ITM 系統(tǒng)的一

個(gè)關(guān)鍵組件為文檔相機(jī)，用戶(hù)

能借此輕松掃描存款單、銀行

轉(zhuǎn)賬和其他與交易相關(guān)的文檔。為確保能獲得最佳圖像數(shù)

據(jù)，Proverda 在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中選擇了 The Imaging Source 的

USB 3.0 自動(dòng)對(duì)焦相機(jī)（DFK AFUX178-M12）。

自動(dòng)對(duì)焦相機(jī)增強(qiáng)文檔處理

能力

預(yù)計(jì) ITM 將能執(zhí)行廣泛的服

務(wù)，包括銀行轉(zhuǎn)賬、客戶(hù)賬戶(hù)服

務(wù)以及處理存款和取款，而挑戰(zhàn)

則在于要確保這些以?huà)呙栉臋n為

主的任務(wù)，能無(wú)縫且精確地執(zhí)行。

通常，用戶(hù)出示的文檔總是折疊

或卷起來(lái)的，這使得標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)相

機(jī)難以連貫地捕捉到清晰的圖像。

具有一鍵式自動(dòng)對(duì)焦的工業(yè)

相機(jī)提供了額外的靈活性，即使

在文檔不是完全平放的情況下，

仍然能確保清晰精確地成像。此

靈活性不僅能提高交易效率，而

且還最大限度地減少了文檔處理

過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤或誤判的風(fēng)險(xiǎn)。

由于精巧的尺寸，ITM 能

放置于較小的空間和一些企業(yè)

中。 該技術(shù)可幫助銀行減少每筆交易的成本，同時(shí)，也

能提供給顧客額外使用銀行的時(shí)間，更能為高度城市化地

區(qū)和較不便利的偏遠(yuǎn)地區(qū)改善銀行服務(wù)。

圖1：顧客在德國(guó)一家銀行使用互動(dòng)式柜員機(jī)。頭頂上方安裝的工業(yè)自

動(dòng)對(duì)焦相機(jī)，即使在文件不完全平放的狀況下，仍能提供最佳圖像。

圖2：精巧型工業(yè)自動(dòng)對(duì)焦相機(jī)很適合安裝于ITM終端頂部的小區(qū)域。

面向低功耗邊緣視覺(jué)應(yīng)用的事件視覺(jué)傳感器

領(lǐng)先的神經(jīng)擬態(tài)視覺(jué)傳感公司普諾

飛思（Prophesee），推出專(zhuān)為超低功耗

邊緣視覺(jué)設(shè)備集成設(shè)計(jì)的 Metavision? 事

件視覺(jué)傳感器 GenX320，其應(yīng)用范圍覆

蓋 AR/VR 設(shè)備、可穿戴設(shè)備、游戲、機(jī)

器人、筆記本和平板電腦、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等。

GenX320 采用尺寸為 3mm×4mm

的裸片，基于 Prophesee 豐富經(jīng)驗(yàn)和多

年的技術(shù)積淀，采用 BSI 堆棧式技術(shù)，像

素尺寸為 320×320 6.3μm，采用微型的

1/5”光學(xué)格式，因此，在能源、計(jì)算和

尺寸都受制約的嵌入式邊緣視覺(jué)系統(tǒng)中，

GenX320 正契合其對(duì)于高效集成事件視覺(jué)

傳感的技術(shù)要求。即使在極具挑戰(zhàn)性的操

作和照明條件下，GenX320 仍能以超低功

耗提供穩(wěn)定、高速的視覺(jué)感知。

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視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China Oct/ Nov 2023 7

實(shí)時(shí)跟蹤確保醫(yī)藥產(chǎn)品 100% 可追溯性

制藥公司賽諾菲（Sanofi-Aventis）

在土耳其設(shè)有分公司，土耳其衛(wèi)生部

要求制藥公司需持續(xù)更新藥品狀況、

生產(chǎn)地點(diǎn)、倉(cāng)庫(kù)和所有物流車(chē)輛信息。

賽諾菲工廠擁有 24 條生產(chǎn)線(xiàn)以及龐

大的分銷(xiāo)中心，需要一套全面的數(shù)據(jù)

跟蹤系統(tǒng)。在實(shí)際部署方案時(shí)，遇到

了以下挑戰(zhàn) ：高速生產(chǎn)和包裝線(xiàn)上的

二維碼難以定位和讀取 ；代碼標(biāo)簽因

損壞或反光，而難以讀取 ；父編號(hào)位

置不同，造成讀碼困難。

賽諾菲選擇安裝康耐視機(jī)器視覺(jué)

和代碼讀取解決方案，在快速生產(chǎn)和

包裝線(xiàn)上定位和讀取二維碼。在生產(chǎn)、

包裝和分銷(xiāo)的流程，康耐視 In-Sight

Micro 1400 相機(jī)負(fù)責(zé)讀取藥品跟蹤系

統(tǒng)（MTS）分配的 DataMatrix 碼。

In-Sight Micro 機(jī)身小巧，性能出色，

圖像采集速率達(dá)到每秒 60 幀，能

夠可靠地讀取藥品包上的二維碼，

包括在生產(chǎn)高峰期間。

此外，分銷(xiāo)階段的包裝站還配

備了符合人體工程學(xué)設(shè)計(jì)的 DataMan

8100 手持式圖像讀碼器，用于手動(dòng)

處理包裹。手持式讀碼器使用康耐視

一流的讀碼算法讀取二維碼。即使

在夜間輪班期間，有時(shí)照明條件具

有挑戰(zhàn)性，配備集成式 LED 照明的

DataMan 讀碼器，也能輕松識(shí)別代碼。

由于在生產(chǎn)和分銷(xiāo)設(shè)施中安裝了

康耐視的視覺(jué)系統(tǒng)，賽諾菲能夠在生

產(chǎn)線(xiàn)上和分銷(xiāo)過(guò)程中檢索每件醫(yī)藥產(chǎn)

品的數(shù)據(jù)，直至藥品到達(dá)分銷(xiāo)商手中。

這些信息全部實(shí)時(shí)處理，因此土耳其

衛(wèi)生部的 MTS 系統(tǒng)能夠跟蹤每一種

藥物?？的鸵暤慕鉀Q方案，幫助賽諾

菲實(shí)現(xiàn)了高達(dá) 99.9% 的讀取率，包括

受損代碼和反光收縮包裹膜下方的代

碼 ；顯著提高了識(shí)別過(guò)程中的自動(dòng)化

程度，保障賽諾菲產(chǎn)品在所有階段的

可追溯性；使公司能夠加快交貨速度，

并保護(hù)消費(fèi)者安全。

圖：包裝站配備康耐視DataMan手持式讀碼器。

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8 Oct/ Nov 2023 視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China

JAI 棱鏡多光譜相機(jī)實(shí)現(xiàn)更精確的水果產(chǎn)量預(yù)測(cè)

某果園經(jīng)營(yíng)者希望通過(guò)掃描果園

對(duì)水果產(chǎn)量做出預(yù)測(cè)。利用特定波長(zhǎng)

分辨出樹(shù)冠中的水果，可對(duì)樹(shù)冠中仍

處于綠色期的水果進(jìn)行計(jì)數(shù)。

與其他的室外應(yīng)用場(chǎng)景一樣，在

果園環(huán)境中應(yīng)用成像系統(tǒng)也往往會(huì)遇

到難題，對(duì)于多光譜成像系統(tǒng)來(lái)說(shuō)更

是如此，因?yàn)榇嬖诠饩€(xiàn)條件不穩(wěn)定、

陰影多、雜散光等問(wèn)題。而且掃描的

幾何結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，需要近距離地對(duì)大

目標(biāo)進(jìn)行掃描。對(duì)于 3~4m 高的果樹(shù)，

掃描距離一般為 1.5m。還有一個(gè)難

題是，相機(jī)只能安裝在五花八門(mén)的農(nóng)

用車(chē)上，這些車(chē)往往很難以穩(wěn)定的速

度在顛簸的地面上行駛。這就需要有

較高的幀率來(lái)消除因動(dòng)態(tài)產(chǎn)生的模糊

效果。

解決方案是使用車(chē)載成像系統(tǒng)

收集多光譜圖像的視頻流。運(yùn)用先進(jìn)

的圖像分析和人工智能手段來(lái)分析圖

像，用以預(yù)測(cè)果園中水果的數(shù)量。為

了獲得可靠的結(jié)果，需要一款強(qiáng)大、

可靠、靈活且結(jié)實(shí)耐用的多光譜相機(jī)，

為分析系統(tǒng)提供圖像。JAI 的 Fusion

系列 Flex Eye 棱鏡多光譜相機(jī)，正好

完全滿(mǎn)足這些高要求。它是通過(guò)內(nèi)置

的高性能 NVIDIA JETSON 系統(tǒng)來(lái)操

控的。

Flex Eye 相機(jī)只需水果產(chǎn)量庫(kù)存

系統(tǒng)提供有限必要的光譜波段，且價(jià)

格合理。這對(duì)于已經(jīng)確定了應(yīng)用波長(zhǎng)

的項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，是一個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)。因?yàn)?/p>

使用標(biāo)準(zhǔn)波段的相機(jī)并不適合這類(lèi)應(yīng)

用，而可靈活按需定制波段的 JAI 的

Fusion 系列 Flex Eye 相機(jī)，則堪稱(chēng)完

美解決方案。此外，由于該相機(jī)配有

高速接口和高幀率，農(nóng)用車(chē)幾乎可以

在果園內(nèi)以任意速度移動(dòng)而不會(huì)影圖

像的空間分辨率，并且它足夠結(jié)實(shí)耐

用，非常適合苛刻的室外應(yīng)用場(chǎng)景。

Flex Eye 將 JAI 的 Fusion 系列中

基于棱鏡的多光譜面陣掃描相機(jī)與自

定義設(shè)計(jì)過(guò)程相結(jié)合，可以指定波段

數(shù)、傳感器分辨率及每個(gè)通道的最佳

光譜范圍，滿(mǎn)足特定的應(yīng)用要求。

PaintPro 漆面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)攻克高亮表面缺陷檢測(cè)

在汽車(chē)生產(chǎn)制造過(guò)程中，涂裝

工藝尤為復(fù)雜，其中漆面噴涂環(huán)節(jié)

經(jīng)底涂、PVC、中涂（色漆）、上涂（清

漆）等多道工序，易出現(xiàn)顆粒、縮孔、

焊渣、臟污等各類(lèi)缺陷。

由于車(chē)身漆面具有高反光特

性，傳統(tǒng)機(jī)器視覺(jué)方法成像困難，

汽車(chē)行業(yè)漆面缺陷檢測(cè)仍高度依賴(lài)人

工。然而，人工檢測(cè)有諸多缺點(diǎn)，如

缺陷檢出一致性差、經(jīng)常誤判和漏檢、

質(zhì)量問(wèn)題難以精準(zhǔn)溯源等。因此，汽

車(chē)主機(jī)廠對(duì)于自動(dòng)化漆面缺陷檢測(cè)的

迫切需求日益增長(zhǎng)。

視比特自主研發(fā)計(jì)算成像 +AI 檢

測(cè)算法，成功攻克高亮表面缺陷檢測(cè)

多項(xiàng)技術(shù)難題，推出的 PaintPro 漆面

缺陷檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整車(chē)漆面缺陷

的高精度在線(xiàn)檢測(cè)，助力主機(jī)廠提升

涂裝工藝質(zhì)量、持續(xù)降本增效。

PaintPro 漆面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)搭

載視比特自主研發(fā)的 3D 偏折相機(jī)

PaintPro Cam，配合多臺(tái)機(jī)械臂協(xié)同

作業(yè)，在線(xiàn)采集整車(chē)漆面數(shù)據(jù)并進(jìn)行

并行計(jì)算，實(shí)現(xiàn)車(chē)身漆面缺陷的精準(zhǔn)

檢測(cè)與定位。在 PaintPro Cam 的加持

下，PaintPro 漆面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)可對(duì)

高反光車(chē)身漆面穩(wěn)定高質(zhì)成像，最小

可檢測(cè)缺陷尺寸為 0.15mm，檢出率

≥98%，60s 內(nèi)可完成全車(chē)身漆面的

在線(xiàn)檢測(cè)，技術(shù)性能對(duì)標(biāo)國(guó)際一線(xiàn)

品牌，滿(mǎn)足主流汽車(chē)主機(jī)廠對(duì)漆面

缺陷檢測(cè)的要求。另外，PaintPro 漆

面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)定位缺陷

的 3D 坐標(biāo)，并將這些信息傳遞給打

磨機(jī)器人，無(wú)縫接入自動(dòng)打磨方案。

PaintPro 漆面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)搭載

視比特自主開(kāi)發(fā)的 PaintPro Builder 數(shù)

字孿生系統(tǒng)，可建立與真實(shí)生產(chǎn)環(huán)境

一致的仿真場(chǎng)景，導(dǎo)入車(chē)身CAD模型，

即可自動(dòng)生成采集點(diǎn)位、規(guī)劃?rùn)C(jī)械臂

運(yùn)動(dòng)軌跡并模擬干涉區(qū)域，實(shí)現(xiàn)虛擬

環(huán)境下檢測(cè)方案的快速驗(yàn)證。先進(jìn)的

數(shù)字孿生技術(shù)有效減少了現(xiàn)場(chǎng)部署時(shí)

間，大幅縮短了調(diào)試和交付周期。

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視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China Oct/ Nov 2023 9

“機(jī)器視覺(jué) +AI”方案破解鋰電池毛刺檢測(cè)難題

鋰電池中的極片毛刺容易刺穿隔

膜，引發(fā)短路，帶來(lái)安全風(fēng)險(xiǎn)。在實(shí)

際生產(chǎn)中，極片毛刺檢測(cè)不僅要檢測(cè)

出是否有毛刺，還要根據(jù)毛刺的大小

做出不同判定。目前的多利用目視顯

微鏡離線(xiàn)檢測(cè)，存在景深不夠、倍率

不足的問(wèn)題。同時(shí)，為了補(bǔ)全測(cè)量功

能，需要多系統(tǒng)同時(shí)作業(yè)，操作繁瑣，

成本增加。

凌云光推出鋰電池毛刺在線(xiàn)全檢

系統(tǒng)，用“機(jī)器視覺(jué) +AI”方案破解

行業(yè)難題。

以高速相機(jī)為核心的高速成像，

可以將高速運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程中的空間和

時(shí)間信息，緊密聯(lián)系在一起進(jìn)行圖像

記錄，因此可以有效地在瞬變或高速

運(yùn)動(dòng)的情況下持續(xù)進(jìn)行記錄，并能快

速將信號(hào)傳輸?shù)綀D像處理設(shè)備處進(jìn)行

相應(yīng)操作。凌云光將這一技術(shù)遷移應(yīng)

用到極片毛刺檢測(cè)領(lǐng)域，同時(shí)結(jié)合自

研的光學(xué)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)追焦，提

升系統(tǒng)景深，實(shí)現(xiàn)高分辨、大視場(chǎng)、

大景深高速成像，獲得了 150m/min

速度下的穩(wěn)定、清晰成像，完成極片

邊緣毛刺全檢，檢測(cè)分辨率 2μm。

此外，在對(duì)極片進(jìn)行質(zhì)量分析、

工藝溯源等工藝質(zhì)檢流程中，還能離

線(xiàn)完成分辨率為 1μm 的高精度全檢。

凌云光針對(duì)工業(yè)質(zhì)檢場(chǎng)景自主研

發(fā)的深度學(xué)習(xí)平臺(tái) F.Brain 發(fā)揮了重

要作用。在毛刺檢測(cè)場(chǎng)景中，先由傳

統(tǒng)算法對(duì)缺陷進(jìn)行初篩分類(lèi)，對(duì)檢出

缺陷進(jìn)行切分后送入分類(lèi)算法。針對(duì)

高速低成本場(chǎng)景，F(xiàn).Brain 拓展出自研

多尺度輕量化模型，相比市面上的通

用模型，推理時(shí)間減少 35%，誤報(bào)率

低于十萬(wàn)分之一，滿(mǎn)足客戶(hù)嚴(yán)苛要求。

毛刺在線(xiàn)全檢系統(tǒng)還有貼標(biāo)聯(lián)

動(dòng)、報(bào)警防呆等功能，并能與企業(yè)自

有 MES 聯(lián)動(dòng)，與數(shù)據(jù)中心、終端存

儲(chǔ)交互，滿(mǎn)足企業(yè)缺陷信息保存年限

要求，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可追溯、可溯源。

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市場(chǎng)風(fēng)向標(biāo) Market Trends

10 Oct/ Nov 2023 視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China

成像技術(shù)將是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)的關(guān)鍵一環(huán)

文/Bruno Menard，Brad Finney

始于 2021 年的全球半導(dǎo)體器件短缺，繼續(xù)影響著世

界。這種短缺影響深遠(yuǎn)，殃及了消費(fèi)電子、運(yùn)輸、國(guó)防、

電信甚至重工業(yè)等各行各業(yè)。汽車(chē)制造商面臨生產(chǎn)計(jì)劃受

阻，消費(fèi)電子公司推遲甚至取消了新品發(fā)布。根據(jù) 2022

年的一份報(bào)告，半導(dǎo)體器件短缺導(dǎo)致制造業(yè)產(chǎn)品交付周期

從平均 3~4 個(gè)月，增加到 10~12 個(gè)月。

由于半導(dǎo)體器件短缺，數(shù)千億美元的收入損失和錯(cuò)失

的市場(chǎng)機(jī)會(huì)不斷增加，這讓人們更加關(guān)注最重要、但卻被

忽視的一個(gè)行業(yè)——工業(yè)。隨著市場(chǎng)和國(guó)家對(duì)影響半導(dǎo)體

生產(chǎn)的問(wèn)題和范圍有了更深入的探討，人們已經(jīng)開(kāi)始積極

探索解決方案。

投資更宏大的愿景和更具體的方案

其中一個(gè)解決方案就是投資。多個(gè)消息來(lái)源預(yù)測(cè)，到

2030 年，半導(dǎo)體行業(yè)價(jià)值將達(dá)到萬(wàn)億美元，這將使其成

為世界前五大行業(yè)之一。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需要對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)

行巨額投資。

半導(dǎo)體行業(yè)增長(zhǎng)的一個(gè)因素是美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)將重

新獲得領(lǐng)導(dǎo)地位。如今，美國(guó)的半導(dǎo)體制造只占全球總量

的 12%。這與其 30 年前占比 37% 的高點(diǎn)相比，大幅下降。

事實(shí)上，在美國(guó)當(dāng)前提供的半導(dǎo)體制造中，其中有大部分

都不屬于領(lǐng)先的小節(jié)點(diǎn)尺寸芯片（10nm 以下節(jié)點(diǎn)的芯片）。

美國(guó)政府已經(jīng)決定要改變這種情況。根據(jù) 2022 年的《芯

生產(chǎn)較小半導(dǎo)體器件的制造商，必須在不增加總檢測(cè)時(shí)間的情況下，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的更多點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。

片與科學(xué)法案》，美國(guó)政府承諾將進(jìn)行巨額投資，以鼓勵(lì)

研究、基礎(chǔ)設(shè)施投資和建設(shè)穩(wěn)健的供應(yīng)鏈。

對(duì)半導(dǎo)體制造基礎(chǔ)設(shè)施的巨額投資，將超越晶圓制造

廠本身，滲透到許多芯片制造所需要的半導(dǎo)體設(shè)備制造商

身上。預(yù)計(jì)這將帶來(lái)用于晶圓生產(chǎn)的曝光系統(tǒng)和光刻設(shè)備

的巨大增長(zhǎng)，以及用于評(píng)估制造過(guò)程關(guān)鍵階段的檢測(cè)設(shè)備

的巨大增長(zhǎng)。

與此同時(shí)，對(duì)創(chuàng)新（更小節(jié)點(diǎn)、更高產(chǎn)量）的需求即

使不加速，也會(huì)繼續(xù)保持。這絕非易事。雖然從摩爾定律

方面來(lái)看，摩爾定律已不再是以前的“定律”，但是集成

電路仍在快速發(fā)展。像臺(tái)積電（TSMC）這樣的半導(dǎo)體制

造廠，正在通過(guò)開(kāi)發(fā)更小工藝節(jié)點(diǎn)來(lái)宣傳自己的競(jìng)爭(zhēng)力，

這些工藝能夠減少芯片尺寸，降低功耗，提高性能。

半導(dǎo)體器件依然在向更小的尺寸和更高的性能發(fā)

展，它已經(jīng)超出了定義電路設(shè)計(jì)的掩模，一直延伸到了基

板——在基板上，承載著集成電路、布線(xiàn)軌跡、開(kāi)關(guān)、涂

層，以及其他組成印制電路板的組件。這意味著，即使是

微小的缺陷也會(huì)損害信號(hào)的完整性等性能。

隨著制造商進(jìn)一步向納米級(jí)生產(chǎn)推進(jìn)，他們不斷發(fā)現(xiàn)

了新的漏洞、敏感性和缺陷。這些問(wèn)題的解決辦法是 ：在

生產(chǎn)周期的每一步都降低公差。

成像是關(guān)鍵促成因素，也是挑戰(zhàn)

在半導(dǎo)體制造業(yè)中，產(chǎn)量決定一切，產(chǎn)量決定著產(chǎn)出

和成本。但是，實(shí)現(xiàn)較低的公差和尺寸較小的元器件，對(duì)

檢測(cè)來(lái)說(shuō)則是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。為了實(shí)現(xiàn)更小的幾何尺寸，

制造商必須在“從晶圓到成品 PCB”的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，

對(duì)更多的點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，這樣他們才能更快地發(fā)現(xiàn)缺陷，實(shí)

現(xiàn)良率管理。關(guān)鍵是，在檢測(cè)總時(shí)間不增加的情況下，能

夠不斷增加更多的檢測(cè)步驟。這就要求成像系統(tǒng)必須提供

更高的分辨率，同時(shí)減少曝光周期。

對(duì)于集成電路來(lái)說(shuō)，納米尺度的特征可以比通常使用

Market Trends 市場(chǎng)風(fēng)向標(biāo)

視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China Oct/ Nov 2023 11

的可見(jiàn)光甚至紫外成像能檢測(cè)的特征更小。檢測(cè)和量化所

需的精度，可以接近傳感器的實(shí)際本底噪聲，甚至接近核

心操作原理。解決方案需要新的方法，如深紫外和極紫外

照明與成像。越來(lái)越精密的成像給下游組件（圖像處理硬

件和軟件）帶來(lái)了壓力，這些組件需要對(duì)圖像進(jìn)行處理分

析，并將結(jié)果用于決策制定。

在 PCB 中，設(shè)計(jì)和制造的復(fù)雜性達(dá)到了新的水平，

這導(dǎo)致了材料缺陷越來(lái)越不易發(fā)現(xiàn)。制造商需要檢測(cè)各種

各樣的缺陷，包括破損、磨損、臟污、碎片和氣泡等。傳

統(tǒng)的手動(dòng)檢測(cè)或基于規(guī)則的成像，可能根本無(wú)法勝任這項(xiàng)

任務(wù)。在處理形狀、色調(diào)、對(duì)比度和紋理變化較大的 PCB

組件時(shí)，基于規(guī)則的圖像處理技術(shù)可能會(huì)在可靠性方面遇

到困難。

那么，用傳統(tǒng)算法建立一個(gè)穩(wěn)健的檢測(cè)系統(tǒng)就變得不

切實(shí)際。因此，半導(dǎo)體制造商轉(zhuǎn)而采用人工智能（AI）方法，

對(duì)傳統(tǒng)檢測(cè)方法的不足之處進(jìn)行補(bǔ)充。AI 算法可以根據(jù)

有缺陷和無(wú)缺陷的 PCB 組件的不同樣本進(jìn)行訓(xùn)練，以實(shí)

現(xiàn)組件分類(lèi)的高精度。

超越傳統(tǒng)技術(shù)，走向AI成像

一家半導(dǎo)體 OEM 正面臨著這種缺陷檢測(cè)挑戰(zhàn)，導(dǎo)致

在該公司的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)（AOI）過(guò)程中，有缺陷的零件

未被檢測(cè)出來(lái)的數(shù)量有所增加。為了解決這個(gè)問(wèn)題，該公

司實(shí)施了一種新的檢測(cè)解決方案，其在 AOI 機(jī)器中將基

于規(guī)則的算法與 AI 功能相結(jié)合。

使用 AI 軟件工具，能以 12~14ms 的速度檢測(cè) 200 張

圖像，連續(xù)分類(lèi)準(zhǔn)確率達(dá) 98% ；對(duì) 453 張好圖像和 11 張

壞圖像的檢測(cè)實(shí)現(xiàn)了 100% 的準(zhǔn)確率。

此外，當(dāng)同時(shí)在零件圖像上尋找多個(gè)缺陷時(shí)，該 AI

軟件工具能以 20ms 的速度檢測(cè) 259 張圖像，準(zhǔn)確率達(dá)

99.62%。

為2030年做好準(zhǔn)備

麥肯錫預(yù)測(cè)，未來(lái)十年，半導(dǎo)體近 70% 的增長(zhǎng)將僅由

三個(gè)行業(yè)推動(dòng) ：汽車(chē)、計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，以及無(wú)線(xiàn)通信。

每個(gè)行業(yè)都尋求在效率、性能、設(shè)備尺寸以及最重要的規(guī)

模方面進(jìn)一步提升。成像將是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)。

訪(fǎng)談 Interviews

12 Oct/ Nov 2023 視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China

讀碼器作為機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用中重要

的識(shí)別器件，在生產(chǎn)流程中扮演著舉

足輕重的角色。讀碼器是將圖像的采

集、處理、通信功能集于一體，從而

實(shí)現(xiàn)多功能、模塊化、高可靠性的機(jī)

器視覺(jué)解決方案。它通過(guò)掃碼記錄和

跟蹤產(chǎn)品的生產(chǎn)場(chǎng)地、生產(chǎn)日期、班

組生產(chǎn)線(xiàn)、批號(hào)和序號(hào)等信息，建立

起良好的可追溯性。此外，它還可以

通過(guò)將所有使用的生產(chǎn)原物料建立唯

一編號(hào)，附有條形碼標(biāo)簽，來(lái)控制成本。

在過(guò)去的 5、6 年間，讀碼器市

場(chǎng)從國(guó)外品牌主導(dǎo)，逐漸發(fā)展到一些

國(guó)內(nèi)品牌的突起，上海視界縱橫智能

科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)視界縱橫）

就是快速發(fā)展起來(lái)的一家專(zhuān)業(yè)從事智

能讀碼產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的本土化企業(yè)。

隨著各行各業(yè)的不斷發(fā)展，讀碼

器也迎來(lái)了更多的應(yīng)用場(chǎng)景。視界縱

橫總經(jīng)理彭挺表示 ：“目前讀碼器在

工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，除了傳統(tǒng)的對(duì)生

產(chǎn)環(huán)節(jié)的追溯需求之外，伴隨著工廠

的智能化迭代升級(jí)，全行業(yè)、全產(chǎn)業(yè)

鏈對(duì)包括原料、生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)、物流環(huán)

節(jié)提出了更為廣泛的掃碼需求?！?/p>

文/Rossie

——訪(fǎng)視界縱橫智能科技（深圳）有限公司總經(jīng)理彭挺

順勢(shì)而為，在讀碼器領(lǐng)域一路乘風(fēng)破浪

下轉(zhuǎn)第22頁(yè)

新的應(yīng)用場(chǎng)景也對(duì)讀碼產(chǎn)品提出

了更嚴(yán)格的新要求，比如快速識(shí)別臟

污、褶皺、反光、被遮擋甚至部分殘

缺的圖碼，或是識(shí)別尺寸極小的二維

碼，這些任務(wù)都極具挑戰(zhàn)性。

彭挺介紹了蘋(píng)果公司的一個(gè)應(yīng)

用 案 例。 蘋(píng) 果 公 司 在 iPhone 顯 示

屏上蝕刻了尺寸極小的二維碼，主

要用于精確跟蹤供應(yīng)商丟棄的缺陷

屏幕的數(shù)量。這種二維碼尺寸僅為

0.2mm×0.2mm，肉眼根本無(wú)法識(shí)別，

只能用特殊設(shè)備才能看到。這些二維

碼在制造的不同階段被放置在玻璃

上，能夠幫助蘋(píng)果跟蹤和減少缺陷。

面對(duì)蘋(píng)果公司如此苛刻的二維碼

識(shí)別需求，視界選用了 500 萬(wàn)高像素

智能讀碼器，搭配遠(yuǎn)心鏡頭、環(huán)形光

的微型透鏡方案，實(shí)現(xiàn)了玻璃上的尺

寸為 0.2mm×0.2mm 隱形二維碼的定

點(diǎn)識(shí)別，有效幫助客戶(hù)追蹤缺陷或找

泄露源。

視界縱橫最新推出的 ICW76 系

列讀碼器，采用了雙芯片，一個(gè)用于

解碼，一個(gè)用于存儲(chǔ) ；集成基礎(chǔ)算法

+DPM+ 強(qiáng)化算法，可以快速穩(wěn)定地

讀取具有挑戰(zhàn)性的 DPM 碼、細(xì)小碼

等特殊條碼。支持動(dòng)態(tài)讀碼，具有自

動(dòng)變焦功能，可一鍵調(diào)整參數(shù)。全新

的光源設(shè)計(jì)，豐富的光源組合，支持

偏振選件，能巧妙處理高反光問(wèn)題。

全新升級(jí)的 CMOS，成像優(yōu)異，最大

可達(dá) 200 萬(wàn)像素。還有多種 IO 接口，

IP 等級(jí) 65，支持多參數(shù)讀取，液晶

行業(yè) Vericode 讀碼，更加適應(yīng)混線(xiàn)生

產(chǎn)，滿(mǎn)足客戶(hù)輸

入輸出要求。

談及中國(guó)

機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)

的發(fā)展，彭挺表

示，中國(guó)機(jī)器視覺(jué)目前處于高速發(fā)展

階段，隨著數(shù)字化工廠在中國(guó)的逐步

實(shí)施，機(jī)械手搭配機(jī)器視覺(jué)，基于工

廠 MES 系統(tǒng)，將在全流程實(shí)現(xiàn)無(wú)人

化、智能化生產(chǎn)。機(jī)器視覺(jué)的應(yīng)用來(lái)

自于人眼功能的替代。未來(lái)在傳統(tǒng)行

業(yè)上，有望涌現(xiàn)出對(duì)核心原料做視覺(jué)

識(shí)別、檢測(cè)等需求。

就讀碼器產(chǎn)品而言，目前最大的

細(xì)分應(yīng)用市場(chǎng)依然是 3C 行業(yè)，大約

占據(jù)了 50% 的市場(chǎng)份額，這主要是

因?yàn)?3C 行業(yè)的生產(chǎn)自動(dòng)化程度最高，

并且量大 ；汽車(chē)行業(yè)應(yīng)用大約占據(jù)了

20% 的市場(chǎng)，主要用于零部件的終身

標(biāo)記碼的讀取。從今后的發(fā)展來(lái)看，

物流、電商、光伏市場(chǎng)對(duì)讀碼器的應(yīng)

用需求，將有望快速增長(zhǎng)。

針對(duì)日益新增的視覺(jué)應(yīng)用以及日

趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，視界縱橫將以視

覺(jué)讀碼產(chǎn)品為基礎(chǔ)，不斷拓展視覺(jué)行

業(yè)應(yīng)用?；趫D像識(shí)別原理，對(duì)來(lái)料

識(shí)別、機(jī)械手輔助定位做視覺(jué)支持，

將軟硬件嵌入至智能相機(jī)內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)

一體化方案。目前視界縱橫的業(yè)務(wù)主

要以華東、華南為核心，服務(wù)拓展至

全國(guó)區(qū)域。隨著 3C 產(chǎn)業(yè)向東南亞轉(zhuǎn)

移，視界縱橫會(huì)緊隨客戶(hù)需求，逐步

在東南亞設(shè)立分公司及辦事處，為未

來(lái)東南亞市場(chǎng)的應(yīng)用提前做準(zhǔn)備。

視界縱橫智能科技（深

圳）有限公司總經(jīng)理彭挺

ICW76系列讀碼器

Interviews 訪(fǎng)談

視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China Oct/ Nov 2023 13

機(jī)器視覺(jué)成像技術(shù)從未停止創(chuàng)新

的腳步，在本刊（VSDC）舉辦的“創(chuàng)

新 獎(jiǎng) 2023（VSDC Innovators Awards

2023）”評(píng)選活動(dòng)中，上海盛相工業(yè)

檢測(cè)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)盛相科技）

的 DH162 混合數(shù)據(jù)相機(jī)斬獲了“中

華成就獎(jiǎng)和金獎(jiǎng)”兩大獎(jiǎng)項(xiàng)，關(guān)于這

款相機(jī)的開(kāi)發(fā)、技術(shù)特色及應(yīng)用故事，

本刊特別采訪(fǎng)了盛相科技商務(wù)總監(jiān)劉

建成先生。

VSDC ：貴司研發(fā)這款混合數(shù)據(jù)

相機(jī)的初衷是什么？或者說(shuō)，這款產(chǎn)

品用于解決哪些痛點(diǎn)？

劉建成：混合數(shù)據(jù)相機(jī)是盛相

科技近期推出的一款全新視覺(jué)硬件產(chǎn)

品，產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初衷是用于滿(mǎn)足在線(xiàn)

瑕疵和缺陷檢測(cè)需求。我們發(fā)現(xiàn)，近

年來(lái)隨著科技創(chuàng)新在各個(gè)領(lǐng)域的突

破，引入了大量的新材料和新工藝。

面對(duì)難度越來(lái)越高的瑕疵及缺陷檢測(cè)

要求，工業(yè)領(lǐng)域的檢測(cè)集成商和終端

用戶(hù)給出的應(yīng)對(duì)方案還停留在十幾年

前。如何高效應(yīng)對(duì)高難度檢測(cè)任務(wù)，

在行業(yè)內(nèi)的呼聲越來(lái)越高。

在傳統(tǒng)工業(yè)相機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)中，光

源、工業(yè)成像硬件和被檢測(cè)物品之間

關(guān)聯(lián)緊密，一旦其中某一環(huán)節(jié)發(fā)生變

化，客戶(hù)都需要不斷追加人力和時(shí)間

重新調(diào)整 ；另外，很多時(shí)候還需要將

不同的瑕疵種類(lèi)分解為不同的打光方

案及多個(gè)工站，并配合多種算法去實(shí)

文/Rossie

——訪(fǎng)盛相科技商務(wù)總監(jiān)劉建成先生

混合數(shù)據(jù)相機(jī) ：為高效應(yīng)對(duì)

高難度檢測(cè)任務(wù)而生

現(xiàn)。單工站和產(chǎn)線(xiàn)整體效率較低，項(xiàng)

目可移植性差，批量復(fù)制復(fù)雜度高、

實(shí)施耗時(shí)耗力。

雖然工業(yè) AI 的出現(xiàn)承載了用戶(hù)

提升檢測(cè)效率的期望，大家希望通過(guò)

算法來(lái)解決效率和準(zhǔn)確率的難題。但

事實(shí)上，工業(yè) AI 的落地需要導(dǎo)入大

量有效樣本進(jìn)行訓(xùn)練，因此對(duì)圖像質(zhì)

量和數(shù)據(jù)量提出了更高要求。工業(yè)

AI 廠家為得到合適的圖像信息，不

得不被迫去研究及搭建各自離散的視

覺(jué)硬件系統(tǒng)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效果也并不

理想。

因此，與以往瑕疵缺陷檢測(cè)采用

的光源、相機(jī)和鏡頭高度耦合的多角

度、多工位系統(tǒng)不同，混合數(shù)據(jù)相機(jī)

將光源、相機(jī)和鏡頭組成獨(dú)立的硬件

子系統(tǒng)，將成像部分與系統(tǒng)解耦，提

供高質(zhì)量、高濃度的數(shù)據(jù)信息給到判

斷算法，讓整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)具有更好的

通用性和特異性。

VSDC ：什么是混合數(shù)據(jù)相機(jī)？

為什么將其稱(chēng)之為混合數(shù)據(jù)相機(jī)？

劉建成 ：混合數(shù)據(jù)相機(jī)（Hybrid

Data Camera）兼容了直接成像和計(jì)算

成像在內(nèi)的多種工作模式，在硬件端

完成計(jì)算后，快速、高效地直接輸出

豐富且優(yōu)質(zhì)的計(jì)算圖像，給予判斷算

法更有效的數(shù)據(jù)支持。它區(qū)別于傳統(tǒng)

的、離散的工業(yè)相機(jī)系統(tǒng)，同時(shí)混合

數(shù)據(jù)相機(jī)除盛相自研的光源接口外，

還帶有四路標(biāo)準(zhǔn)光源接口，是一款集

多種算法模式、多通道數(shù)據(jù)輸出，高

盛相科技商務(wù)總監(jiān)劉建成

圖1：混合數(shù)據(jù)相機(jī)。

圖2：混合數(shù)據(jù)相機(jī)-光度立體成像原理。

訪(fǎng)談 Interviews

14 Oct/ Nov 2023 視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China

相科技開(kāi)創(chuàng)性地將屏幕作為光源的一

種，充分利用屏幕的柔性，實(shí)現(xiàn)各種

周期和圖案的打光方案。

以拉絲鋁殼表面的檢測(cè)為例，圖

10 為鋁殼的普通灰度圖，很難區(qū)分臟

污與凹坑 ；在圖 11 的相位偏折計(jì)算

圖中，可明顯地區(qū)分各類(lèi)缺陷，包括

透明液體的殘留。

圖10：普通2D模式下高反金屬面的拍攝圖。

圖9：相位偏折模式應(yīng)用場(chǎng)景示意圖。

圖8：混合數(shù)據(jù)相機(jī)相位偏折模式硬件構(gòu)成。

度集成兼具柔性開(kāi)放的相機(jī)平臺(tái)，因

此我們稱(chēng)之為混合數(shù)據(jù)相機(jī)。

VSDC ：產(chǎn)品平臺(tái)集成了哪些檢

測(cè)方式？一次拍攝實(shí)現(xiàn)多種缺陷類(lèi)型

的檢測(cè)，具體是如何實(shí)現(xiàn)的？

劉建成 ：混合數(shù)據(jù)相機(jī)提供了普

通 2D 及光度立體、相位偏折類(lèi) 2.5D

模式，只需簡(jiǎn)單配置即可獲取各類(lèi)材

質(zhì)（漫反射、高反及鏡面反射等）物

體表面的光學(xué)屬性。

（1）光度立體成像方式

該方式通過(guò)4或8個(gè)分區(qū)的打光，

在計(jì)算表面灰度值之后，得到物體表

面的法向量信息，并疊加多種算法，

最后輸出最多 19 張合成圖。成像原

理見(jiàn)圖 2。

混合數(shù)據(jù)相機(jī)的光度立體成像方

式在傳統(tǒng)算法上，更進(jìn)一步將大量的

圖像計(jì)算，結(jié)合進(jìn)了相機(jī)硬件，大大

降低了數(shù)據(jù)傳輸和計(jì)算的壓力 ；自研

的多光譜分區(qū)光源，可分區(qū)投射紫外、

R/G/B、可見(jiàn)光及紅外照明，另外還

留有 4 個(gè)光源外部接口，靈活組合各

類(lèi)光源。

光度立體算法模式適用于各類(lèi)

漫反射及高反物體表面的瑕疵缺陷檢

測(cè)，高效分辨出臟污、凹坑、凸包、

劃痕、崩邊等各類(lèi)缺陷瑕疵，以及實(shí)

現(xiàn) OCR 字符識(shí)別等功能。以電池包

檢測(cè)為例，在普通 2D 相機(jī)成像系統(tǒng)

下，很難在一個(gè)工站、一種打光模式

下檢測(cè)到各類(lèi)瑕疵（見(jiàn)圖 5）。當(dāng)采用

混合數(shù)據(jù)相機(jī)后，通過(guò)計(jì)算圖（見(jiàn)圖

6），可以一次性檢出劃痕、鼓包、麻點(diǎn)、

殘膠等瑕疵，大大節(jié)約了系統(tǒng)的硬件

成本和調(diào)試時(shí)間成本。

（2）相位偏折成像方式

顯示屏發(fā)出的條紋光透過(guò)半反透

鏡之后，照射到鏡面反射被測(cè)物表面，

再經(jīng)過(guò)半反半透鏡反射至相機(jī)內(nèi)，觀

察條紋的相位變化，進(jìn)而分析物體表

面的凹凸紋理變化。

相位偏折模式適用于鏡面反射物

體表面上的各類(lèi)瑕疵缺陷的檢測(cè)。盛

圖3：混合數(shù)據(jù)相機(jī)光度立體模式硬件構(gòu)成。

圖4：光度立體工作模式應(yīng)用場(chǎng)景示意圖。

圖5：普通2D模式下的拍攝圖。

圖6：光度立體模式下的計(jì)算圖。

圖7：混合數(shù)據(jù)相機(jī)-相位偏折成像原理。

Interviews 訪(fǎng)談

視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China Oct/ Nov 2023 15

相位偏折模式在玻璃這類(lèi)材質(zhì)上

也有優(yōu)秀的成像表現(xiàn)。圖 12 為智能手

表的玻璃蓋板，需要檢測(cè)深色背景上

透明玻璃的擦劃傷、崩邊等，通過(guò)相

位偏折的計(jì)算圖（見(jiàn)圖 13），可以清

晰看到玻璃蓋板表面的擦劃傷和崩邊。

VSDC ：目前市場(chǎng)上是否有同類(lèi)

競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品？盛相科技的具體優(yōu)勢(shì)在

哪里？

劉建成 ：目前市場(chǎng)上有一些運(yùn)用

了 2.5D 技術(shù)的成像系統(tǒng)，但從產(chǎn)品

圖13：相位偏折模式下的計(jì)算圖。

算法兼容度和硬件集成度來(lái)看，目前

市場(chǎng)上并未有混合數(shù)據(jù)相機(jī)類(lèi)似的產(chǎn)

品。盛相科技混合數(shù)據(jù)相機(jī)結(jié)合了公

司技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢(shì)，對(duì)用戶(hù)痛點(diǎn)進(jìn)行了

針對(duì)性開(kāi)發(fā)，填補(bǔ)了市場(chǎng)空白?；旌?/p>

數(shù)據(jù)相機(jī)有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì) ：

? 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的、集成度高的產(chǎn)品

混合數(shù)據(jù)相機(jī)集合了傳統(tǒng)瑕疵

圖11：相位偏折模式下高反金屬面的計(jì)算圖。

圖12：普通2D模式下的拍攝圖。

及缺陷檢測(cè)系統(tǒng)中工業(yè)相機(jī)、復(fù)雜的

光源組、光源控制器和數(shù)據(jù)采集卡等

繁瑣的離散部件，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的、高集

成度的相機(jī)可以幫助用戶(hù)在硬件配

置、方案調(diào)試及項(xiàng)目落地期間節(jié)省大

量時(shí)間和人力成本，檢測(cè)方案穩(wěn)定且

便于復(fù)制，易用性和可擴(kuò)展性大大優(yōu)

于類(lèi)似系統(tǒng)。 下轉(zhuǎn)第29頁(yè)

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基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的檢驗(yàn)庫(kù)

Inspection Bundle

Open eVision

檢驗(yàn)庫(kù)的捆綁軟件包

ID Bundle

Open eVision

識(shí)別庫(kù)的捆綁軟件包

Deep Learning

Defect Inspection and Classification

現(xiàn)在也可用于

基于 Linux/

ARM 的嵌入式

系統(tǒng)。

圖像分析軟件工具

技術(shù)趨勢(shì)

Technology Trends

16 Oct/ Nov 2023 視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China

隨著技術(shù)的進(jìn)步，人們正致力于

讓機(jī)器視覺(jué)技術(shù)服務(wù)于更多的新應(yīng)用。

其中有一些應(yīng)用相比于傳統(tǒng)的機(jī)器視

覺(jué)應(yīng)用，有著截然不同的要求。在面

對(duì)一些非傳統(tǒng)的機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用時(shí)，由

于成像系統(tǒng)必須適應(yīng)壓力、溫度、沖

擊和振動(dòng)等眾多不同的環(huán)境條件，這

通常會(huì)使成像系統(tǒng)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

無(wú)人機(jī)成像應(yīng)用正在興起。隨著

無(wú)人機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，成像技術(shù)也必須

不斷進(jìn)步，以提供與人們?cè)诟鼈鹘y(tǒng)的

機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用中所期望的一致的成像

性能。

隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的進(jìn)步催生了

越來(lái)越多的機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用，在這些不

斷變化且往往惡劣的高海拔環(huán)境中成

像，也將面臨著諸多問(wèn)題需要解決。

成像對(duì)無(wú)人機(jī)的重要性

無(wú)人機(jī)技術(shù)與成像一直緊密相

連。即使是早期的商用無(wú)人機(jī)也配備

了成像系統(tǒng)（見(jiàn)圖 1）。

無(wú)人機(jī)對(duì)成像的需求顯而易見(jiàn)，

因?yàn)閷?duì)定位和導(dǎo)航的需求，要求能夠

看到無(wú)人機(jī)位于哪里。除非使用雷

達(dá)，否則要確定無(wú)人機(jī)位置的唯一方

法，就是找出它所看到的東西。然

而，對(duì)無(wú)人機(jī)成像的需求，超出了簡(jiǎn)

單的引導(dǎo)和移動(dòng)。無(wú)人機(jī)上的許多應(yīng)

用，都使用視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)大片土地進(jìn)行

成像——不是為了下一步該導(dǎo)航到哪

針對(duì)無(wú)人機(jī)成像應(yīng)用的鏡頭設(shè)計(jì)

文/Florian Gollier；Edmund Optics

鏡頭設(shè)計(jì)

無(wú)人機(jī)飛行的高度會(huì)影響鏡頭的性能。本文將著重介紹如何為在惡劣環(huán)境下工作的無(wú)人機(jī)

應(yīng)用設(shè)計(jì)機(jī)器視覺(jué)鏡頭。

里，而是評(píng)估環(huán)境以獲得各種有用的

數(shù)據(jù)。

例如，航空攝影測(cè)量是一種通過(guò)

無(wú)人機(jī)上的相機(jī)系統(tǒng)，利用 2D 成像

來(lái)繪制地面 3D 區(qū)域地圖的應(yīng)用。地

面樣本距離（GSD），即進(jìn)行航空攝

影測(cè)量的高度，與成像系統(tǒng)的奈奎斯

特頻率和被成像樣本有關(guān)。[1] 因此，

高性能成像系統(tǒng)允許無(wú)人機(jī)在更高的

高度飛行，從而獲得更寬的視野，進(jìn)

而只需要拍攝更少的照片。目前的軍

用無(wú)人機(jī)技術(shù)允許無(wú)人機(jī)在 50000 英

尺，即 15.2 公里的高度飛行，這為成

像系統(tǒng)帶來(lái)了諸多挑戰(zhàn)。[2] 溫度和壓

力分別在 -30~-50℃和 100~20kPa 之

間變化（見(jiàn)圖 2）。

由于溫度和壓力會(huì)導(dǎo)致鏡頭中的

元件發(fā)生變化和偏移，因此在如此寬

泛的溫度和壓力范圍內(nèi)成像變得非常

困難，也使得成像系統(tǒng)成為了該應(yīng)用

的一項(xiàng)限制因素。找到提高機(jī)器視覺(jué)

系統(tǒng)成像能力的方法對(duì)這項(xiàng)應(yīng)用尤為

重要，這樣才能繼續(xù)提高航空攝影測(cè)

量的能力（見(jiàn)圖 3）。[3]

無(wú)人機(jī)成像的另一個(gè)重要應(yīng)用

是 ：植被的多光譜和高光譜成像。多

光譜成像是在多個(gè)單獨(dú)的波長(zhǎng)區(qū)域收

集數(shù)據(jù)，而高光譜成像則是在一個(gè)大

的、連續(xù)的波長(zhǎng)范圍內(nèi)收集數(shù)據(jù)。無(wú)

人機(jī)植被成像所涉及的概念與攝影測(cè)

量相似，在這類(lèi)應(yīng)用中，海拔高度同

樣會(huì)顯著影響成像系統(tǒng)，[4] 但這種成

像增加了對(duì)波長(zhǎng)的重要依賴(lài)性，這使

問(wèn)題更加復(fù)雜。人們不僅需要設(shè)計(jì)一

個(gè)在寬泛的溫度和壓力范圍內(nèi)工作的

系統(tǒng)（這已經(jīng)是一項(xiàng)很困難的任務(wù)），

而且還需要額外設(shè)計(jì)在寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)

工作、同時(shí)仍具有高光譜分辨率的系

統(tǒng)。系統(tǒng)的光譜分辨率與系統(tǒng)可以區(qū)

分的最小波段大小有關(guān)。多光譜成像

圖1：配備視覺(jué)功能的無(wú)人機(jī)用于農(nóng)業(yè)應(yīng)用。

技術(shù)趨勢(shì)

Technology Trends

視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China Oct/ Nov 2023 17

具有比高光譜成像更低的光譜分辨率，但更容易設(shè)計(jì)，且

往往更便宜（見(jiàn)圖 4）。

所需的光譜成像類(lèi)型因應(yīng)用而異。許多植被類(lèi)型在特

定波長(zhǎng)下會(huì)表現(xiàn)出截然不同的特性，其中大多數(shù)不在可見(jiàn)

光譜中。這使得在多光譜成像中具有小的離散譜帶，對(duì)于

從 2D 無(wú)人機(jī)圖像中收集盡可能多的信息非常有用。因此，

同時(shí)具有高光譜分辨率和高成像分辨率的系統(tǒng)，對(duì)于這些

應(yīng)用是理想之選。

雖然上述提到的都是很常見(jiàn)的成像應(yīng)用，但是無(wú)人機(jī)

技術(shù)和成像技術(shù)的快速進(jìn)步，正促使一系列不同的應(yīng)用在

軍事和商業(yè)領(lǐng)域蓬勃發(fā)展。在軍事領(lǐng)域，無(wú)人機(jī)在目標(biāo)誘

餌、一般作戰(zhàn)任務(wù)和監(jiān)視中的應(yīng)用，可以減少損失，并能

進(jìn)行更重要的、時(shí)間敏感的行動(dòng)。在商業(yè)領(lǐng)域，無(wú)人機(jī)正

在利用攝影測(cè)量和環(huán)境成像等類(lèi)似概念，為救災(zāi)、考古和

采礦等應(yīng)用帶來(lái)更多益處，以減少時(shí)間和勞動(dòng)力。

提高無(wú)人機(jī)應(yīng)用中的鏡頭性能

如上所述，無(wú)人機(jī)飛行的高度會(huì)伴隨著大量惡劣環(huán)

境，所有這些都會(huì)影響鏡頭的性能。為了優(yōu)化上述應(yīng)用，

需要設(shè)計(jì)高性能的成像系統(tǒng)，但在這種變化的條件下又很

難實(shí)現(xiàn)。由于材料的熱膨脹系數(shù)（CTE），溫度的變化會(huì)

導(dǎo)致物體物理尺寸的變化（見(jiàn)圖 5）。

物體和材料的偏移量取決于熱膨脹系數(shù)，每種材料的

熱膨脹系數(shù)并不相同。玻璃和金屬具有不同的熱膨脹系數(shù)，

這為成像鏡頭中的元件移動(dòng)帶來(lái)了巨大可能性，并且會(huì)在

受熱或冷卻時(shí)導(dǎo)致鏡片傾斜或錯(cuò)位。這進(jìn)而會(huì)引入像差并

降低成像性能，這對(duì)無(wú)人機(jī)成像應(yīng)用是一個(gè)不利因素。鏡

頭的折射率也會(huì)隨著溫度的變化而變化，但這種現(xiàn)象對(duì)系

統(tǒng)性能的影響，小于熱膨脹引起的物理尺寸變化帶來(lái)的影

響。因此，最主要的目標(biāo)是減少鏡頭組件中元件的偏移，

降低鏡頭對(duì)錯(cuò)位的敏感度。

第一個(gè)問(wèn)題，鏡頭錯(cuò)位，主要通過(guò)嚴(yán)格的鏡頭設(shè)計(jì)來(lái)

解決。為了在整個(gè)溫度范圍內(nèi)保持一致的性能，鏡頭元件

在設(shè)計(jì)上要實(shí)現(xiàn)“當(dāng)它們偏移時(shí)，鏡頭中的其他元件要能

夠補(bǔ)償這種偏移”（見(jiàn)圖 6）。

這種設(shè)計(jì)更加嚴(yán)格和耗時(shí)，但這是在整個(gè)溫度范圍

Stratosphere

Temperature (°F)

-148 -112 -76 -40 -4 32 68

-100 -80 -60 -40 -20 0 20

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

62

56

50

44

37

31

25

19

12

6

0

Altitude (km)Altitude (miles)

Temperature (°C)

Thermosphere

Mesopause

Mesosphere

Stratopause

Troposphere

Tropopause

圖3：大氣中的壓力隨海拔高度的變化。（詳見(jiàn)參考文獻(xiàn)4）

Atmospheric Pressure vs. Altitude

Mount Everest

Computed for 15 deg.

C and 0% humidity Atmospheric pressure (kPa)

Altitude (m)

2000 4000 6000 8000 10000

110

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

-10

MULTISPECTRAL/

HYPERSPECTRAL COMPARISON

Multispectral Hyperspectral

Several Spectral Bands Continuous Spectrum Response

Wavelength (μm)

Response

Wavelength (μm)

圖4：多光譜成像和高光譜成像的區(qū)別在于，波長(zhǎng)信息是離散的還是連續(xù)的。

圖2：大氣中的溫度隨海拔高度的變化。（詳見(jiàn)參考文獻(xiàn)3）

技術(shù)趨勢(shì)

Technology Trends

18 Oct/ Nov 2023 視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China

內(nèi)保持穩(wěn)定性能的唯一方法。這通常

也會(huì)是具有較少元件的設(shè)計(jì)。雖然較

少的元件設(shè)計(jì)和高性能設(shè)計(jì)之間的平

衡很復(fù)雜，但也并非不能實(shí)現(xiàn)。應(yīng)該

注意的是，通常還存在插入到設(shè)計(jì)中

的可彎曲元件，用于釋放來(lái)自金屬和

玻璃元件接觸點(diǎn)上的熱膨脹帶來(lái)的壓

力。

設(shè)計(jì)一款對(duì)元件之間的移動(dòng)不敏

感的鏡頭，同樣非常重要。這是鏡頭

設(shè)計(jì)中一個(gè)相當(dāng)常見(jiàn)的過(guò)程，因?yàn)殓R

頭在設(shè)計(jì)中都會(huì)有公差考慮，但在公

差的基礎(chǔ)上又增加了溫度變化導(dǎo)致的

偏移問(wèn)題，會(huì)使鏡頭設(shè)計(jì)進(jìn)一步復(fù)雜

化。為了降低鏡頭的敏感度，鏡頭設(shè)

計(jì)師傾向于尋找“減少給系統(tǒng)帶來(lái)顯

著像差”的方法。這通常是通過(guò)仔細(xì)

控制成像組件中的透鏡曲率半徑、玻

璃類(lèi)型、間距和厚度

來(lái)實(shí)現(xiàn)的。與溫度相

關(guān)的空間偏移和公差

偏移的綜合效應(yīng)，使

設(shè)計(jì)低敏感的鏡頭變

得更加困難，但細(xì)心

的鏡頭設(shè)計(jì)者使用上

述技術(shù)平衡了這一

點(diǎn)。

鏡頭也可以被設(shè)

計(jì)為補(bǔ)償與高度變化相關(guān)的壓力變

化。人們應(yīng)該在鏡頭設(shè)計(jì)軟件中，在

不同的壓力值下，準(zhǔn)確地模擬鏡頭內(nèi)

外的空氣，以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)這對(duì)鏡頭的影

響，然后設(shè)計(jì)一個(gè)能夠承受這些變化

的鏡頭。

設(shè)計(jì)能承受極端沖擊和振動(dòng)

的鏡頭

盡管溫度、壓力

以及如何減輕它們對(duì)

鏡頭的影響，是使鏡

頭在無(wú)人機(jī)應(yīng)用中成

功發(fā)揮作用的重要因

素，此外也可以在鏡

頭中增加其他類(lèi)型的

加固方式，使鏡頭更

加適合無(wú)人機(jī)成像中

的 高 度 變 化。 例 如，

無(wú)人機(jī)飛行中的快速加速度變化，需

要對(duì)鏡頭進(jìn)行抗沖擊和抗振動(dòng)加固，

加固后允許成像鏡頭中的元件，在經(jīng)

受高沖擊時(shí)，依然能保持相當(dāng)?shù)男阅?/p>

穩(wěn)定性。這種加固可以通過(guò)簡(jiǎn)化機(jī)械

結(jié)構(gòu)和用膠水固定每個(gè)光學(xué)元件來(lái)實(shí)

現(xiàn)，以避免鏡筒中的偏移和錯(cuò)位。

無(wú)人機(jī)應(yīng)用中需要考慮的另一個(gè)

因素是入侵保護(hù)。入侵是指有不想要

的顆粒，如水或灰塵等進(jìn)入鏡頭。灰

塵和水會(huì)降低鏡頭的成像性能，因?yàn)?/p>

光線(xiàn)遇到這些顆粒后，會(huì)向不可預(yù)測(cè)

的方向反射或折射?？梢酝ㄟ^(guò)將鏡筒

內(nèi)部的元件與外界密封隔離，來(lái)減輕

外部顆粒物的入侵。在鏡頭組裝過(guò)程

中，還可以用惰性氣體替換鏡頭內(nèi)部

的空氣，這樣能去除存在的顆粒，并

防止其他顆粒從外部進(jìn)入鏡頭內(nèi)部。

鏡頭入侵物保護(hù)對(duì)無(wú)人機(jī)應(yīng)用

尤其有幫助，因?yàn)闊岵▌?dòng)帶來(lái)的一個(gè)

大問(wèn)題是鏡頭上的冷凝。當(dāng)鏡頭中存

在濕氣時(shí)，水顆粒很容易粘附在鏡頭

上，這會(huì)導(dǎo)致照射到鏡頭上的光線(xiàn)改

變方向。這將嚴(yán)重降低鏡頭的成像性

能，這也是低溫成像應(yīng)用的主要問(wèn)題

之一。如圖 7 中所示，可以通過(guò)在鏡

頭元件最前面裝一個(gè)疏水窗口片，來(lái)

進(jìn)一步緩解這種冷凝問(wèn)題。

除了前面提到的這些復(fù)雜情況

外，無(wú)人機(jī)成像應(yīng)用中還有一個(gè)重要

的考慮因素——重量。為高海拔成像

應(yīng)用設(shè)計(jì)的鏡頭，重量必須盡可能的

輕，這樣它們就不會(huì)阻礙無(wú)人機(jī)有效

飛行能力。盡管有人會(huì)認(rèn)為這會(huì)使無(wú)

人機(jī)成像鏡頭的設(shè)計(jì)復(fù)雜化，但它實(shí)

際上有助于簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。較輕的鏡頭往

往具有較少的元件和復(fù)雜的光學(xué)機(jī)械

部件。

簡(jiǎn)化光學(xué)機(jī)械已經(jīng)是設(shè)計(jì)這類(lèi)鏡

頭的常見(jiàn)做法，因?yàn)檫^(guò)多的元件和復(fù)

雜的光學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)所需要的熱補(bǔ)償，

圖5：由于材料的線(xiàn)性熱膨脹系數(shù)（CTE），溫度的變化（ΔT）會(huì)導(dǎo)致材

料長(zhǎng)度發(fā)生變化（ΔL）。

T

T + ΔT

L

L

ΔL

圖6：鏡頭中，嚴(yán)格無(wú)熱設(shè)計(jì)的收縮和膨脹補(bǔ)償。

圖7：入侵保護(hù)的鏡頭通過(guò)密封，以防止外界的濕氣、灰塵和其他污染物

進(jìn)入鏡頭。

O-Ring Seal

Hydrophobic

Window

下轉(zhuǎn)第35頁(yè)

技術(shù)趨勢(shì)

Technology Trends

視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China Oct/ Nov 2023 19

全站儀是一種集光、機(jī)、電、軟

件等技術(shù)為一體的測(cè)繪測(cè)量?jī)x器，其

可實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物三維空間坐標(biāo)的測(cè)

量，該種設(shè)備廣泛用于地理測(cè)繪、建

筑工程施工、驗(yàn)收測(cè)量、地物變形監(jiān)

測(cè)、大型設(shè)備制造以及變形監(jiān)測(cè)等領(lǐng)

域。目前全球知名的全站儀品牌主要

有徠卡、天寶、拓普康、南方和索佳等。

隨著嵌入視覺(jué)系統(tǒng)和 AI 技術(shù)的迅速

發(fā)展，越來(lái)越多的視覺(jué)系統(tǒng)開(kāi)始逐漸

應(yīng)用到全站儀技術(shù)中，本文主要介紹

視覺(jué)系統(tǒng)在當(dāng)前全站儀上的應(yīng)用研究

情況。

全站儀一般由光機(jī)系統(tǒng)、測(cè)角系

統(tǒng)、測(cè)距系統(tǒng)、主控系統(tǒng)、傾斜補(bǔ)償

器等系統(tǒng)組成，在這些系統(tǒng)中或多或

少都有視覺(jué)系統(tǒng)的存在。

全站儀的光機(jī)系統(tǒng)主要包含望遠(yuǎn)

瞄準(zhǔn)系統(tǒng)和光學(xué)下對(duì)點(diǎn)系統(tǒng)。近年來(lái)，

光學(xué)對(duì)點(diǎn)系統(tǒng)正逐步被激光對(duì)點(diǎn)器所

替代，但仍然有一些用戶(hù)堅(jiān)持使用光

學(xué)對(duì)點(diǎn)器（見(jiàn)圖 1）。

光學(xué)對(duì)點(diǎn)系統(tǒng)雖然能直觀地觀察

到測(cè)站點(diǎn)，但與激光對(duì)點(diǎn)器相比，其

操作更復(fù)雜、效率較低，因此近些年

有人提出用電子視覺(jué)系統(tǒng)替代純光學(xué)

的下對(duì)點(diǎn)系統(tǒng) ；本文認(rèn)為引入視覺(jué)系

統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)更多功能 ：例如通過(guò)圖像

實(shí)現(xiàn)測(cè)站點(diǎn) AR 監(jiān)測(cè)，防止偏移 ；通

過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)測(cè)站點(diǎn)地形進(jìn)行 3D 測(cè)

量，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)站點(diǎn)偏移補(bǔ)償，無(wú)需

視覺(jué)系統(tǒng)在全站儀上的應(yīng)用研究

文/王保建，上海華測(cè)導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司

測(cè)試測(cè)量

視覺(jué)系統(tǒng)的應(yīng)用輔助全站儀進(jìn)一步增強(qiáng)了自身功能，并實(shí)現(xiàn)了更高的瞄準(zhǔn)效率和測(cè)量精

度，甚至使其更加智能化。

精確架站即可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)

站高測(cè)量、測(cè)站點(diǎn)圖片

保存等功能，但到目前

為止還沒(méi)有這樣的產(chǎn)品

面世。

全站儀的望遠(yuǎn)瞄準(zhǔn)

系統(tǒng)主要包含物鏡組、

調(diào)焦鏡組和目鏡組等，

屬于中長(zhǎng)焦距光學(xué)系

統(tǒng)，其視場(chǎng)角為 1.5°，

光學(xué)分辨為±3″，放

圖1：光學(xué)對(duì)點(diǎn)器實(shí)物及原理示意圖。

圖2：華測(cè)導(dǎo)航CTS-112R4 Pro+全站儀望遠(yuǎn)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)示意圖。

1 物鏡組

2 分光平鏡

3 調(diào)焦鏡組

4 移軸棱鏡

5 分劃板

6 目鏡組

7 激光發(fā)射管

8 準(zhǔn)直透鏡組

9 內(nèi)光路反射片

10 反射片

11 激光擴(kuò)束鏡

12 外光路反射片

13 圓柱反光鏡

14 大物鏡補(bǔ)償鏡

15 接收透鏡組

16 光電轉(zhuǎn)換器

外光降

內(nèi)光降

人眼觀測(cè)

視準(zhǔn)觸

大倍率一般為 30 倍，可

調(diào)焦視距范圍一般為

1.0m~ 無(wú)窮遠(yuǎn)。

另外全站儀測(cè)距

系統(tǒng)的激光發(fā)射與光接

收系統(tǒng)，也集成在該光

學(xué)系統(tǒng)中，并且其發(fā)射

光軸和接收光軸需要與

望遠(yuǎn)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的光軸完

全重合，以確保瞄準(zhǔn)點(diǎn)

圖3：天寶SX10全站儀。 與測(cè)距測(cè)量點(diǎn)為同一個(gè)

技術(shù)趨勢(shì)

Technology Trends

20 Oct/ Nov 2023 視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China

點(diǎn)。其光學(xué)原理如圖 2 所示。

隨著技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外的全站

儀廠家相繼推出了帶電子視覺(jué)系統(tǒng)的

全站儀，以輔助瞄準(zhǔn)并提高測(cè)量效率。

在這些全站儀中，較為知名的有

徠卡的 MS60 和天寶的 SX10（見(jiàn)圖 3）

兩款影像掃描全站儀。這些系統(tǒng)一般

都具備廣角相機(jī)、同軸望遠(yuǎn)相機(jī)等視

覺(jué)系統(tǒng)，其中 SX10 有多達(dá)四組電子

視覺(jué)系統(tǒng)，包括廣角相機(jī)、主相機(jī)、

望遠(yuǎn)相機(jī)和垂準(zhǔn)相機(jī)等。

廣角相機(jī)和主相機(jī)視場(chǎng)角約為

40°~ 90°，像素為 300~800 萬(wàn)，不同

廠家的參數(shù)差別較大。廣角相機(jī)和主

相機(jī)的主要作用有光學(xué)粗瞄、被測(cè)

點(diǎn)拍照補(bǔ)圖、影像輔助放樣、視覺(jué)

引導(dǎo)伺服系統(tǒng)快速粗對(duì)準(zhǔn)被測(cè)點(diǎn) ；基

于 AI 深度學(xué)習(xí)還可以實(shí)現(xiàn)智能目標(biāo)

識(shí)別、輪廓提取并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)規(guī)劃智能

3D 點(diǎn)云測(cè)量。

望遠(yuǎn)相機(jī)可以替代光學(xué)目鏡，輔

助人眼精確瞄準(zhǔn)，因電子視覺(jué)系統(tǒng)分

辨率更高可提供數(shù)字放大功

能，相較于人眼可以提高瞄

準(zhǔn)效率、瞄準(zhǔn)精度并降低人

眼瞄準(zhǔn)疲勞。

徠卡在 2004 年就推出

了測(cè)量機(jī)器人（見(jiàn)圖 6），測(cè)

量機(jī)器人與普通全站儀的最

大區(qū)別是其增加了 ATR 自

動(dòng)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)（見(jiàn)圖 7）。

ATR 系統(tǒng)的核心部件

是紅外視覺(jué)系統(tǒng)，該紅外視

覺(jué)系統(tǒng)集成在全站儀望遠(yuǎn)瞄

準(zhǔn)系統(tǒng)中，但未使用焦距機(jī)構(gòu)，為定

焦視覺(jué)系統(tǒng)，其視場(chǎng)角為 1.5°，分

辨率為 640×480 像素，ATR 相機(jī)的

幀率一般需要大于 60fps。另外該視

圖4：影像全站儀輔助放樣作業(yè)。

覺(jué)系統(tǒng)是一個(gè)主動(dòng)光源視覺(jué)系統(tǒng)，其

還需要紅外光源 ；該光源發(fā)射的紅

外光經(jīng)光學(xué)望遠(yuǎn)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)同光軸發(fā)

射出去，光線(xiàn)經(jīng)棱鏡或

強(qiáng)反射體反射后，回到

ATR 自動(dòng)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，最

終成像在 ATR 視覺(jué)系統(tǒng)

的 CMOS 圖像傳感芯片

上 ；隨后嵌入式視覺(jué)處

理單元對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行

分析，確定測(cè)量瞄準(zhǔn)偏

差，并實(shí)時(shí)更新瞄準(zhǔn)偏

差值。

關(guān) 于 ATR 系統(tǒng)的

圖像信號(hào)處理，各家全

站儀廠家都還在使用傳統(tǒng)的圖像識(shí)別

處理方法進(jìn)行處理 ；但基于深度學(xué)習(xí)

的 AI 圖像識(shí)別算法更加適合這樣的

應(yīng)用，特別是在綜合廣角相機(jī)和望遠(yuǎn)

鏡相機(jī)圖像之后，尤其能實(shí)現(xiàn)更智能、

更高效的測(cè)量監(jiān)測(cè)作業(yè)。

視覺(jué)系統(tǒng)在全站儀上的廣泛應(yīng)

用，輔助全站儀進(jìn)一步增強(qiáng)了自身功

能，并實(shí)現(xiàn)了更高的瞄準(zhǔn)效率和測(cè)量

精度，甚至使其更加智能化。視覺(jué)系

統(tǒng)不但在全站儀上應(yīng)用較多，其在其

他測(cè)繪設(shè)備中都有較多應(yīng)用，例如視

覺(jué)放樣 RTK、視頻測(cè)量 RTK、傾斜

攝影相機(jī)、航測(cè)激光雷達(dá)、三維激光

掃描儀等。

圖7：ATR自動(dòng)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)框圖。

圖6：徠卡機(jī)器人全站儀。

圖5：天寶SX10影像掃描全站儀作業(yè)效果。

技術(shù)趨勢(shì)

Technology Trends

視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China Oct/ Nov 2023 21

Conservation AI 是位于英國(guó)利物

浦的一家非營(yíng)利組織，該組織成立于

2020 年，旨在通過(guò)提供一種新方法來(lái)

保護(hù)世界各地的瀕危物種 ；通過(guò)這種

方法，自然資源保護(hù)主義者可以快速

分析大量數(shù)據(jù)，跟蹤動(dòng)物，并實(shí)時(shí)做

出反應(yīng)，以減輕動(dòng)物面臨的潛在威脅。

最近，該組織在拯救瀕危物種和

保護(hù)地球生物多樣性的斗爭(zhēng)中，使用

了人工智能 / 深度學(xué)習(xí)技術(shù)。

Conservation AI 的平臺(tái)，可以在

幾秒鐘內(nèi)分析錄像，識(shí)別感興趣的物

種，并通過(guò)電子郵件提醒有關(guān)單位注

意提供相應(yīng)的保護(hù)措施。該平臺(tái)還可

以利用龐大的圖像庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)，快速

識(shí)別、建模和分析環(huán)境趨勢(shì)，這項(xiàng)工

作在以往可能需要數(shù)年時(shí)間。

低效的手動(dòng)流程

Conservation AI 的創(chuàng)始人 Carl

Chalmers 指出，通常情況下，動(dòng)物

研究是通過(guò)相機(jī)捕捉圖像進(jìn)行豐度計(jì)

數(shù)，這基本上需要設(shè)置多臺(tái)相機(jī)并生

成數(shù)千張圖像。一旦圖像被捕獲和收

集，一人或多人就會(huì)手動(dòng)查看所有捕

獲的圖像，去除空白圖像并進(jìn)行物種

分類(lèi)。一旦他們確定并統(tǒng)計(jì)了要監(jiān)測(cè)

的動(dòng)物，就會(huì)分析數(shù)據(jù)，并試圖盡快

將分析結(jié)果傳遞給能夠積極果斷地采

取行動(dòng)的人和組織。

然而，Chalmers 表示，這不僅是

人工智能結(jié)合成像技術(shù)用于瀕危動(dòng)物保護(hù)

文/Jim Tatum

深度學(xué)習(xí)

英國(guó)一家非營(yíng)利組織利用人工智能/深度學(xué)習(xí)結(jié)合成像技術(shù)，實(shí)時(shí)探測(cè)瀕危動(dòng)物面臨的威脅

以進(jìn)行保護(hù)。

一項(xiàng)勞動(dòng)密集型工作，而且可能需要

相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間（甚至是幾年的時(shí)間）

來(lái)分析數(shù)據(jù)并產(chǎn)生有用的結(jié)果。更糟

糕的是，由于這一過(guò)程耗時(shí)過(guò)久，當(dāng)

有關(guān)單位收到信息時(shí)，再采取有意義

的行動(dòng)已經(jīng)為時(shí)已晚。

例如，如果相機(jī)捕捉到了可能表

明有偷獵行為的圖像，但是將這些信

息傳播到有關(guān)部門(mén)的時(shí)間被推遲了，

哪怕只推遲了幾天，那么當(dāng)有關(guān)部門(mén)

做出回應(yīng)時(shí)，偷獵者的行為很可能已

經(jīng)得逞。

另一個(gè)挑戰(zhàn)是，許多這些瀕危動(dòng)

物都生活在非常偏遠(yuǎn)、難以到達(dá)的地

方，那里沒(méi)有現(xiàn)代通信基礎(chǔ)設(shè)施。

Conservation AI 與世界各地的

200 多個(gè)合作伙伴合作，他們以圖像

和視頻的形式提供實(shí)時(shí)和 / 或歷史數(shù)

據(jù)。Conservation AI 設(shè)計(jì)和管理一個(gè)

人工智能（AI）輔助系統(tǒng)，該系統(tǒng)主

要用于識(shí)別屬于瀕危物種的動(dòng)物，并

盡可能接近實(shí)時(shí)地給出有用的建議。

它是如何工作的？

Chalmers 說(shuō)，他和他的團(tuán)隊(duì)想出

了訓(xùn)練卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）來(lái)瀏覽

數(shù)千張圖像的想法，然后將它們放入

一個(gè)可分類(lèi)和可過(guò)濾的數(shù)據(jù)庫(kù)中。他

們通過(guò)使用快速繪制 CNN 架構(gòu)訓(xùn)練

許多深度學(xué)習(xí)模型來(lái)做到這一點(diǎn) ；該

架構(gòu)指的是用于人工智能和機(jī)器視覺(jué)

中的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，旨在基于簡(jiǎn)

單、模糊或粗糙的線(xiàn)條來(lái)辨認(rèn)和識(shí)別

對(duì)象，因?yàn)楸M管存在遮擋和圖像質(zhì)量

圖1：Conservation AI的系統(tǒng)，可以捕捉圖像并識(shí)別自然棲息地的動(dòng)物，比如南非林波波的斑馬。

技術(shù)趨勢(shì)

Technology Trends

22 Oct/ Nov 2023 視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China

差等問(wèn)題，它仍能準(zhǔn)確工作。

例如，他們最初訓(xùn)練的模型，是

從英國(guó)野生動(dòng)物園拍攝的照片上識(shí)別

獅子。但是在英國(guó)拍攝的照片是一只

處于短綠色草地背景下的獅子，而這

與在非洲自然棲息地拍攝的同一物種

的照片遠(yuǎn)不相同——在非洲，獅子棲

息在茂密的灌木叢或高大的草地中，

并且有時(shí)還會(huì)被復(fù)雜的照明情況和惡

劣的天氣條件進(jìn)一步遮蔽。

Chalmers 說(shuō) ：“因此，我們對(duì)模

型進(jìn)行多次迭代訓(xùn)練，以使其達(dá)到非

常好的精度。用相機(jī)捕獲的圖像來(lái)做

到這一點(diǎn)，的確非常困難。”

由于每個(gè)合作伙伴都有不同的需

求和不同的設(shè)備，因此這也為該系統(tǒng)

的設(shè)計(jì)帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)——它必須能

與支持 SMTP 的任何相機(jī)一起工作。

Conservation AI 使 用 NVIDIA

RTX 8000、T4 和 A100 Tensor Core

GPU 訓(xùn)練和推理其深度學(xué)習(xí)模型，上

述這些芯片平臺(tái)都是專(zhuān)門(mén)為 AI 和深

度學(xué)習(xí)研究應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。此外，他

們使用 NVIDIA DeepStream 軟件開(kāi)發(fā)

套件進(jìn)行視覺(jué) AI 應(yīng)用開(kāi)發(fā)。

Chalmers 說(shuō)，Conservation AI 的

系統(tǒng)在工作中處理的是靜態(tài)圖像，盡

管它也可以從視頻中提取圖像。但是

視頻的實(shí)時(shí)傳輸往往會(huì)占用帶寬，并

減慢進(jìn)程。

“很多人確實(shí)會(huì)傳輸視頻，并

提 取 視 頻 中 的 所 有 幀 ；如 果 幀 率

為 30fps，那么系統(tǒng)會(huì)從中提取 30

幅 jpeg 圖 像， 然 后 對(duì) 它 們 進(jìn) 行 分

類(lèi)。”Chalmers 說(shuō)，“ 顯 然， 如 果 每

幀圖像都采集，那么與跳幀相比，處

理時(shí)間就要長(zhǎng)得多。雖然拍攝幀率為

30fps，但我們并不需要對(duì)所有 30 幀

圖像進(jìn)行分析。因此，現(xiàn)場(chǎng)用戶(hù)可以

根據(jù)實(shí)際情況指定他們每秒想要分析

的幀數(shù)?！?/p>

所有的存儲(chǔ)或分析都不是基于云

的，因?yàn)樗璧目臻g數(shù)量太大，成本

過(guò)高。

合作伙伴可以通過(guò)電子郵

件 發(fā) 送 他 們 的 數(shù) 據(jù)， 也 可 以 登 錄

Conservation AI 的數(shù)據(jù)庫(kù)，上傳他們

的信息。這個(gè)過(guò)程通常非常快——圖

像從相機(jī)發(fā)送到 Conservation AI、然

后進(jìn)行分析再將信息發(fā)回，總共需要

的時(shí)間平均約為 30s。

應(yīng)用結(jié)果

Chalmers 表 示，Conservation AI

開(kāi)發(fā)的這個(gè)系統(tǒng)是成功的。在過(guò)去的

18 個(gè) 月 里，Conservation AI 與全球

200 多個(gè)合作伙伴合作，共部署了 70

多臺(tái)相機(jī)，分析了 200 多萬(wàn)張圖像。

英國(guó)切斯特動(dòng)物園（Chester Zoo）一

直在使用該系統(tǒng)研究穿山甲，穿山甲

是地球上最難以被發(fā)現(xiàn)、且最稀有的

動(dòng)物之一 ；但不幸的是，穿山甲的肉

和鱗片經(jīng)常成為偷獵者的目標(biāo)。南非

林波波（Limpopo）的一個(gè)野生動(dòng)物

保護(hù)區(qū)，也一直在使用該系統(tǒng)來(lái)幫助

保護(hù)黑犀牛和白犀牛等動(dòng)物免受偷獵

者的傷害。

“目前，我們正在研究音頻模型，

它可以安裝在相機(jī)上，找出噪音的來(lái)

源。這個(gè)音頻模型能夠聽(tīng)到樹(shù)枝響動(dòng)

的聲音，然后系統(tǒng)它會(huì)將相機(jī)旋轉(zhuǎn)到

發(fā)出聲音的位置，并開(kāi)始探測(cè)和拍攝

可能存在的動(dòng)物。這種方案將比固定

相機(jī)拍攝更加靈活，可捕捉到動(dòng)物的

機(jī)會(huì)也更高?！盋halmers 介紹說(shuō)。

圖2：這是一只穿山甲，是地球上最難以發(fā)現(xiàn)且最瀕危的動(dòng)物之一。Conservation AI的系統(tǒng)能夠從不太理

想的圖像中檢測(cè)和推斷出穿山甲的信息。

未來(lái)，企業(yè)主要的發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)

勢(shì)將聚焦在如何提高生產(chǎn)效率和降低

成本（人工成本和物料成本）上，而

視界縱橫的目標(biāo)正是幫助客戶(hù)提供

“物資入庫(kù)和搬運(yùn)——加工及組裝工

序——檢查工序——搬運(yùn)和出貨——

物流——銷(xiāo)售”這樣一個(gè)全產(chǎn)業(yè)鏈可

追溯的讀碼解決方案。

視界縱橫成立于 2017 年，雖然

成立時(shí)間短，但卻一路乘風(fēng)破浪，快

速成長(zhǎng)。目前公司的整體營(yíng)業(yè)額已

達(dá) 3.5 億元，在過(guò)去兩年整個(gè)機(jī)器視

覺(jué)行業(yè)普遍疲軟的大環(huán)境下，視界縱

橫每年依然實(shí)現(xiàn)了 20% 的增長(zhǎng)速度。

公司還入選了上?！暗闪缙髽I(yè)”和蘇

州“獨(dú)角獸企業(yè)培育”，處在滿(mǎn)足市

場(chǎng)需求的風(fēng)口上，視界縱橫將繼續(xù)乘

風(fēng)破浪，順勢(shì)野蠻生長(zhǎng)！

上接第12頁(yè)

技術(shù)趨勢(shì)

Technology Trends

視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China Oct/ Nov 2023 23

如今，大多數(shù)新型汽車(chē)和卡車(chē)都

配備了自動(dòng)緊急制動(dòng)（AEB）系統(tǒng)，

但它們使用的傳感器技術(shù)，并不能在

所有照明條件下都很好地工作。熱像

儀被視為 AEB 的一種潛在傳感器選

擇，它可以克服現(xiàn)有傳感技術(shù)的限制，

因?yàn)樗鼈兡軌蛟谌豕饣驘o(wú)光條件下探

測(cè)到物體。

盡管車(chē)輛中越來(lái)越多地使用先進(jìn)

的駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS），如緊急

制動(dòng)等功能，但是每年發(fā)生的交通事

故數(shù)量仍然很高，尤其是在夜間行車(chē)

涉及的行人、騎行者和動(dòng)物等弱勢(shì)道

路使用者（VRU）的事故。

Owl Autonomous Imaging（Owl

AI）公司首席業(yè)務(wù)官 Wade Appelman

表示，在過(guò)去的十年中，交通事故中

行人死亡人數(shù)量急劇增加，其中 76%

都發(fā)生在夜間。到目前為止，大多數(shù)

安全法規(guī)都是針對(duì)駕駛員的 ；現(xiàn)在世

界各地的許多政府都開(kāi)始實(shí)施旨在改

善行人安全的法規(guī)。

在美國(guó)，國(guó)家公路交通安全管理

局（NHTSA）于 2023 年 5 月宣布了

一項(xiàng)擬議規(guī)則制定通知，要求客車(chē)和

輕型卡車(chē)配備 AEB 和行人 AEB 系統(tǒng)。

隨后，6 月又對(duì)重型車(chē)輛（車(chē)輛額定

總重（GVWR）大于 10000 磅的車(chē)輛，

如重型卡車(chē)和公共汽車(chē)）提出了類(lèi)似

的規(guī)章要求。

然而，Appelman 在一次采訪(fǎng)發(fā)

言中表示，早期的測(cè)試表明，目前市

熱成像配合緊急制動(dòng)系統(tǒng)提升行車(chē)安全性

文/Sara Jensen

熱成像

熱像儀在任何光線(xiàn)下都能探測(cè)到物體的能力，有助于提高車(chē)輛的自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)的性能。

場(chǎng)上用于 AEB 系統(tǒng)的傳感器和攝像

頭，在夜間都工作得不太好。因此，

需要新技術(shù)來(lái)更好地保護(hù)弱勢(shì)道路使

用者，并滿(mǎn)足 NHTSA 提出的要求。

電流傳感器技術(shù)的不足

AEB 系統(tǒng)利用各種傳感器來(lái)探

測(cè)物體，并在駕駛員不采取行動(dòng)避免

撞到探測(cè)到的物體時(shí)自動(dòng)剎車(chē)，這在

很大程度上依賴(lài)于液壓或氣動(dòng)技術(shù)。

為了讓 AEB 系統(tǒng)做出制動(dòng)決策，

它們必須首先探測(cè)并分類(lèi)物體，以確

定探測(cè)到的物體是汽車(chē)、人、動(dòng)物還

是其他什么東西。然后，系統(tǒng)需要確

定對(duì)象的距離。Appelman 說(shuō) ：“只有

這樣，系統(tǒng)才能決定是否要踩剎車(chē)。

為了做出自動(dòng)剎車(chē)的行動(dòng)決定，系統(tǒng)

需要知道確實(shí)有物體存在、需要知道

它是什么，以及它離車(chē)輛有多遠(yuǎn)?！?/p>

如今，大多數(shù)配備 ADAS 的車(chē)

輛都使用 RGB 相機(jī)，它們能夠在可

見(jiàn)光條件下捕獲信息。Appelman 介

紹說(shuō)，這些相機(jī)在探測(cè)物體、對(duì)物體

進(jìn)行分類(lèi)方面做得很好，在正確的配

置下甚至可以確定物體的距離。但

就像人眼或手機(jī)攝像頭一樣，如果沒(méi)

有照明（比如前燈、閃光燈或陽(yáng)光），

這些相機(jī)就看不見(jiàn)了。“RGB 相機(jī)在

許多具有挑戰(zhàn)性的條件下都會(huì)失效，

但現(xiàn)在大多數(shù)車(chē)輛仍在使用 RGB 相

機(jī)。這就是為什么行人死亡人數(shù)增加

的原因之一，因?yàn)槿绻鼈冞\(yùn)行得不

夠良好，就會(huì)增加車(chē)輛撞到東西的可

能性?！盇ppelman 說(shuō)道。

雷達(dá)傳感器通常也會(huì)存在于當(dāng)前

的安全系統(tǒng)中，用于物體探測(cè)。雷達(dá)

傳感器擅長(zhǎng)感知物體，但不會(huì)對(duì)物體

進(jìn)行分類(lèi)。雷達(dá)傳感器只擅長(zhǎng)探測(cè)和

圖1：熱像儀可以探測(cè)車(chē)輛前照燈照明區(qū)域之外的范圍，因?yàn)樗鼈儾恍枰鈦?lái)觀察物體。

技術(shù)趨勢(shì)

Technology Trends

24 Oct/ Nov 2023 視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China

測(cè)距，而且成本低廉，這有助于它們

在市場(chǎng)上的廣泛使用。

激光雷達(dá)傳感器的使用越來(lái)越

多，其在探測(cè)方面比雷達(dá)傳感器略勝

一籌，這也是它們被視為自動(dòng)駕駛汽

車(chē)中關(guān)鍵傳感器技術(shù)的原因之一。然

而，與雷達(dá)一樣，激光雷達(dá)傳感器也

無(wú)法對(duì)物體進(jìn)行分類(lèi)，而且價(jià)格昂貴，

盡管近年來(lái)價(jià)格有所下降。

考慮到當(dāng)前傳感技術(shù)存在的一些

不足，應(yīng)該考慮其他類(lèi)型的傳感器，

特別是熱像儀，以幫助在弱光或無(wú)光

條件下更好地對(duì)物體進(jìn)行探測(cè)和分類(lèi)。

熱像儀的好處

由于熱像儀可以在完全黑暗和耀

眼的光線(xiàn)下看到物體，因此它們能夠

在任何光線(xiàn)條件下更好地探測(cè)物體。

Appelman 說(shuō) ：“熱像儀不需要光照，

也不受光照的影響。它們工作在與其

他技術(shù)完全不同的電磁波譜下。”

熱像儀工作在紅外波段，可以透

過(guò)霧、雨、雪、灰塵和煙霧看到物體。

因?yàn)闊嵯駜x不需要光，所以可以探測(cè)

到車(chē)輛前燈照明范圍之外大約 50 米

的區(qū)域。根據(jù)鏡頭的配置，熱像儀可

以確定 180 米范圍內(nèi)物體的距離和類(lèi)

別，這有足夠的時(shí)間讓車(chē)輛停下來(lái)，

并決定采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)。

熱像儀和普通相機(jī)的不同之處在

于傳感器。Owl AI 公司所使用的傳感

器，當(dāng)其從被探測(cè)的環(huán)境中獲得熱能

量時(shí)，會(huì)產(chǎn)生共振?！懊糠N物體都有相

對(duì)溫度，我們的技術(shù)能在可見(jiàn)光之外

的光譜上看到輻射能量?！盇ppelman說(shuō)。

雖然這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)存在了一段時(shí)

間，但它通常用于軍事領(lǐng)域，并且價(jià)

格昂貴。現(xiàn)在，隨著成本的逐漸下降，

這項(xiàng)技術(shù)正在獲得更多的商業(yè)應(yīng)用，

這反過(guò)來(lái)又有助于進(jìn)一步降低成本。

傳感器的分辨率對(duì)應(yīng)用而言也是

圖2：熱像儀可以在夜間從遠(yuǎn)處更好地探測(cè)行人和其他易受傷害的道路使用者，這對(duì)于配備緊急制動(dòng)系統(tǒng)

的車(chē)輛是非常有益的。

圖3：熱像儀和軟件的配對(duì)，可以在任何照明條件下改善對(duì)行人、騎行者和其他物體的探測(cè)和分類(lèi)。

技術(shù)趨勢(shì)

Technology Trends

視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China Oct/ Nov 2023 25

一項(xiàng)挑戰(zhàn)。Owl AI 一直致力于改善其

熱像儀中使用的傳感器技術(shù)，它們已

經(jīng)可以產(chǎn)生 1200×800 像素的高清圖

像，并且能夠以大規(guī)模生產(chǎn)，這有助

于提高成本效益。

Appelman 表示，Owl AI 公司的

熱像儀可用于前向視覺(jué)探測(cè)、以及后

向和側(cè)向視覺(jué)探測(cè)，從而能夠更好地

探測(cè)車(chē)輛周?chē)那闆r。它們還可以與

雷達(dá)和 RGB 相機(jī)等其他傳感器技術(shù)

協(xié)同使用，以進(jìn)一步提高成像和探測(cè)

能力。例如，將 RGB 相機(jī)信息疊加

在熱像儀的信息上，可以顯示探測(cè)到

的環(huán)境的更多色彩強(qiáng)度，從而更容易

看到停車(chē)標(biāo)志等物體。

Owl AI 將軟件與熱像儀配對(duì)使

用，實(shí)現(xiàn)物體分割和分類(lèi)。熱像儀探

測(cè)到物體，然后軟件確定這些物體是

什么。對(duì)于那些更關(guān)注在區(qū)域內(nèi)探測(cè)

到人的應(yīng)用，該軟件也能勝任。

熱成像與緊急制動(dòng)配合工作

Owl AI 的熱像儀等傳感技術(shù)在

緊急制動(dòng)系統(tǒng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，它

們能探測(cè)到物體的存在，以便采取適

當(dāng)?shù)男袆?dòng)。熱像儀連接到車(chē)輛的中央

處理器，該處理器運(yùn)行算法來(lái)分類(lèi)或

確定探測(cè)到的物體是什么。

一旦識(shí)別出物體，就會(huì)通過(guò)車(chē)

輛的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)來(lái)啟動(dòng)制動(dòng)

器。

AEB 系統(tǒng)探測(cè)、識(shí)別和采取行

動(dòng)的速度，對(duì)于確保 VRU 的安全以

及滿(mǎn)足 NHTSA 和世界各地其他政

府機(jī)構(gòu)的擬議法規(guī)至關(guān)重要。正如

Appelman 所解釋的，迄今為止的測(cè)

試表明，熱像儀能夠快速、更準(zhǔn)確地

探測(cè) VRU，尤其是在夜間，因此將

有利于擬議法規(guī)的授權(quán)。

目前，NHTSA 針對(duì)額定車(chē)輛總

重低于 10000 磅的車(chē)輛（客車(chē)和輕型

卡車(chē)）的提案，要求具備能以 62 英

里 / 小時(shí)的速度晝夜工作的 AEB 和

行人 AEB 系統(tǒng) ；而針對(duì)重型車(chē)輛的

擬議規(guī)則，則要求 AEB 系統(tǒng)以 6~50

英里 / 小時(shí)的速度工作。

一旦這些擬議規(guī)則成為法規(guī)并開(kāi)

始實(shí)施，汽車(chē)原始設(shè)備制造商大約需

要 3-5 年去實(shí)施和通過(guò)安全標(biāo)準(zhǔn)。

AEB 系統(tǒng)的測(cè)試程序尚未完全

確定，但目前的提案規(guī)定，行人 AEB

測(cè)試場(chǎng)地的環(huán)境照度不得超過(guò) 0.2lux，

Appelman 表示，這相當(dāng)于低月光條

件。他說(shuō) ：“汽車(chē)必須能夠在很遠(yuǎn)的

距離外，在這樣的低光線(xiàn)下行駛、停

車(chē)并探測(cè)到行人。使用目前市場(chǎng)上的

技術(shù)，汽車(chē)在夜間很難看到物體。”

因此，使用熱像儀可以更好地在

夜間探測(cè)到物體，熱像儀可能是滿(mǎn)足

擬議的 NHTSA 法規(guī)所必需的技術(shù)。

Owl AI 公司的測(cè)試已經(jīng)證明，與 RGB

相機(jī)相比，熱像儀在夜間能夠更好地

探測(cè)和識(shí)別足類(lèi)動(dòng)物和其他 VRU，因

此可以更快地采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)。

熱像儀能夠在惡劣天氣（如雨和

霧）條件下工作的能力，也將有利于

AEB，確保系統(tǒng)可以隨時(shí)采取安全行

動(dòng)。這種能力也有助于熱像儀在非公

圖4：一旦熱像儀探測(cè)到人或物體，它就會(huì)向車(chē)輛的中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)，以啟動(dòng)制動(dòng)器。

路機(jī)械中使用，如農(nóng)業(yè)和地下采礦，

這些環(huán)境中可能存在大量灰塵和碎

片，加之可能阻礙機(jī)器操作員觀察周

圍環(huán)境的弱光條件。使用熱像儀可以

更好地觀察工作現(xiàn)場(chǎng)，并提高機(jī)器周

圍工作人員的安全性。

隨著各種車(chē)輛和移動(dòng)機(jī)器的自

主性不斷提高，它們也將受益于熱成

像技術(shù)的更大可用性。能夠在各種光

線(xiàn)或天氣條件下探測(cè)物體，將有助于

確保自動(dòng)駕駛汽車(chē)的安全運(yùn)行，這是

目前人們關(guān)注的一個(gè)重要領(lǐng)域，尤其

是那些在公共道路上行駛的汽車(chē)。將

熱像儀與其他類(lèi)型的傳感技術(shù)結(jié)合使

用，能夠?qū)崿F(xiàn)更廣泛的探測(cè)能力和安

全性，這也將有助于未來(lái)自動(dòng)駕駛的

發(fā)展。

“出于諸多原因，比如冗余考慮，

我們的車(chē)上總是會(huì)有多個(gè)傳感器。每

種傳感器都有各自的優(yōu)勢(shì)點(diǎn)，比如

RGB 相機(jī)能看到顏色，熱像儀可以

在無(wú)光條件下探測(cè)到物體，雷達(dá)在測(cè)

距方面非常準(zhǔn)確?！盇ppelman 總結(jié)說(shuō)，

“RGB 相機(jī)和雷達(dá)的較低成本，將有

利于它們的持續(xù)使用。但是隨著熱成

像等新技術(shù)的廣泛使用，這些技術(shù)的

成本也將下降，這將有助于為車(chē)輛提

供更高的傳感和安全能力。”

應(yīng)用與解決方案 Applications & Solutions

26 Oct/ Nov 2023 視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China

MarineSitu 是美國(guó)華盛頓州

的 一 家 新 興 公 司， 公 司 于 2017 年

作為華盛頓大學(xué)的子公司而成立。

MarineSitu 公司的創(chuàng)始人兼總裁

James Joslin 在華盛頓大學(xué)完成了

研究生學(xué)業(yè)，在成立 MarineSitu 之

前，他在華盛頓大學(xué)做了幾年的研

究工程師。在美國(guó)能源部的資助下，

MarineSitu 公司開(kāi)始構(gòu)建用于監(jiān)測(cè)海

洋生物和水下環(huán)境的集成式機(jī)器視覺(jué)

系統(tǒng)，主要用于監(jiān)測(cè)波浪能轉(zhuǎn)換器和

水下渦輪機(jī)等設(shè)備周?chē)臈l件 ；波浪

能轉(zhuǎn)換器和水下渦輪機(jī)被用于相對(duì)較

新的可再生海洋能源行業(yè)，該行業(yè)被

稱(chēng)為“藍(lán)色經(jīng)濟(jì)”，通常指海洋資源

的可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

將相機(jī)用于各種水下視覺(jué)系統(tǒng)

應(yīng)用，并不是什么新鮮事兒。然而，

Joslin 指出，大多數(shù)為水下應(yīng)用而設(shè)

計(jì)的相機(jī)，通常安裝在水下無(wú)人機(jī)和

潛水器上；它們只能部署有限的時(shí)間，

就需要從水中取出進(jìn)行清潔和維護(hù)。

MarineSitu 的系統(tǒng)最初設(shè)計(jì)用于

監(jiān)測(cè)魚(yú)類(lèi)種群趨勢(shì)，以幫助確保水下

渦輪機(jī)等設(shè)備不會(huì)危及或以其他方式

對(duì)重要和 / 或?yàn)l危物種產(chǎn)生負(fù)面影響。

Joslin 介紹說(shuō) ：“海洋能源是一個(gè)

新興的、不斷發(fā)展的行業(yè)，需要一種

方法來(lái)確保它對(duì)環(huán)境敏感。目前，尚

且沒(méi)有任何為長(zhǎng)期部署而精心設(shè)計(jì)的

相機(jī)系統(tǒng)。”

AI 輔助海洋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供長(zhǎng)期深潛監(jiān)測(cè)

文/Jim Tatum

海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)

AI輔助的集成式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)，能在水下部署數(shù)月甚至數(shù)年，以監(jiān)測(cè)海洋生物和水下環(huán)境。

MarineSitu 公司正著手開(kāi)發(fā)一種

可以在水下部署數(shù)月甚至數(shù)年的相機(jī)

系統(tǒng)。具體來(lái)說(shuō)，他們瞄準(zhǔn)了藍(lán)色能

源公司，并在美國(guó)各地部署了系統(tǒng)。

Joslin 說(shuō) ：“我們目前在夏威夷瓦

胡島的波浪能中心部署了一個(gè)系統(tǒng)。

這是一個(gè)由美國(guó)海軍運(yùn)營(yíng)的設(shè)施，旨

在供波浪能開(kāi)發(fā)商演示和測(cè)試他們的

系統(tǒng)。我們的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)在水中使

用了 20 個(gè)月，它目前看起來(lái)仍然很

好?！?/p>

該監(jiān)控系統(tǒng)有兩個(gè)不同的組件，

硬件包括相機(jī)、外殼、照明系統(tǒng)和控

制器 ；以及計(jì)算機(jī)和軟件，用于建立

和訓(xùn)練 AI 模型以收集某些類(lèi)型的數(shù)

據(jù)進(jìn)行分析。

MarineSitu 公司選擇了 Allied

Vision 公司的 Alvium GigE 相機(jī)。這

些相機(jī)具有高達(dá) 5G 的帶寬、34.1M 的

像素分辨率和 464fps 的幀率 ；相機(jī)被

集成到 MarineSitu 專(zhuān)門(mén)為水下長(zhǎng)期低

維護(hù)使用而設(shè)計(jì)的外殼中。相機(jī)還配

備了美國(guó) Kowa 公司的 LM5JCM 鏡頭。

“我們做了很多設(shè)計(jì)，”Joslin 說(shuō)，

“它們必須耐腐蝕，所以大多數(shù)外殼

都是由塑料部件制成的?！?/p>

外殼由帶縮醛端蓋的 PVC 塑料

圓柱體和帶銅扣環(huán)的硼硅酸鹽觀察口

制成。銅材料具有一些固有的防污性

能 ；它與一個(gè)可以?huà)哌^(guò)鏡頭以保持清

晰的機(jī)械雨刷器相結(jié)合。

照明和能見(jiàn)度可能是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。

部署的每個(gè)系統(tǒng)都含有一臺(tái)相機(jī)，或

兩臺(tái)相機(jī)以立體方式工作。每臺(tái)相

機(jī)都配有多達(dá)八個(gè)高功率 LED 光

源 ；光源和相機(jī)與相機(jī)控制器（由

MarineSitu 建造）相連并同步?？刂?/p>

相機(jī)的計(jì)算機(jī)通常位于陸地上的可訪(fǎng)

問(wèn)位置，并連接到互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程訪(fǎng)

問(wèn)。如果相機(jī)系統(tǒng)包括一臺(tái)以上的相

圖1：MarineSitu公司開(kāi)發(fā)了一種AI輔助相機(jī)系統(tǒng)，可以長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)水下環(huán)境。

應(yīng)用與解決方案 Applications & Solutions

視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China Oct/ Nov 2023 27

機(jī)和 / 或光源，則還會(huì)與相機(jī)系統(tǒng)一

起部署一個(gè)微控制器。該微控制器允

許使用硬件觸發(fā)器來(lái)同步不同的相機(jī)

和光源。

圖像直接在相機(jī)上數(shù)字化，相機(jī)

通常采用 GigE 接口，通過(guò)以太網(wǎng)連

接進(jìn)行傳輸。由于標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線(xiàn)連接在水

下的范圍非常有限，因此這些系統(tǒng)通

常通過(guò)光纖電纜連接到岸邊。

光源的數(shù)量和部署模式可能會(huì)有

所不同，具體取決于部署深度、視野

和其他因素。

“歸根結(jié)底，這取決于水的清澈

程度，”Joslin 解釋說(shuō)，“在普吉特灣，

可能有 5~10 英尺的能見(jiàn)度 ；在夏威

夷，則可以從水面向下看到 30 米深

的海底?！?/p>

將AI引入系統(tǒng)中

需要解決的一個(gè)問(wèn)題是 ：決定保

存哪些信息并用于分析。顯然，在不

斷變化的水生環(huán)境中，相機(jī)一次全天

候運(yùn)行數(shù)月，將會(huì)捕捉到大量數(shù)據(jù)。

收集到的數(shù)據(jù)比可以存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)多，

需要的數(shù)據(jù)更少，這樣可以很快完成

分析。

MarineSitu 最近與人工智能解決

方案開(kāi)發(fā)商 Plainsight 合作，開(kāi)發(fā)可以

有效解析大量數(shù)據(jù)的 AI 模型，只識(shí)

別和保存特定監(jiān)控場(chǎng)景所需的數(shù)據(jù)。

然而，直到最近，默認(rèn)的監(jiān)控過(guò)

程主要包括真人在指定的時(shí)間段內(nèi)實(shí)

時(shí)監(jiān)控視頻屏幕，手動(dòng)記錄他們觀察

到的情況，并試圖從這些觀察中推斷

出所需的數(shù)據(jù)。

阿拉斯加大學(xué)參與了一項(xiàng)關(guān)于

在阿拉斯加州 Igiugig 小鎮(zhèn)附近的

Kvichak 河安裝兩臺(tái)發(fā)電渦輪機(jī)的研

究。多年來(lái)，這個(gè)偏遠(yuǎn)的小鎮(zhèn)所有的

能源都是用柴油生產(chǎn)的，柴油必須空

作。過(guò)去，對(duì)于海洋環(huán)境，只能通過(guò)

快照進(jìn)行監(jiān)測(cè)?！盨pears 說(shuō)，“現(xiàn)在有

了 AI 模型，你所能做的監(jiān)控質(zhì)量和

水平就有了晝夜之差?！?/p>

為了開(kāi)發(fā) AI 模型，Plainsight 團(tuán)

隊(duì)收集數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行標(biāo)記或注釋?zhuān)?/p>

然后訓(xùn)練 AI 模型來(lái)識(shí)別他們希望識(shí)

別的任何參數(shù)和目標(biāo)——在該應(yīng)用場(chǎng)

景中，被識(shí)別的目標(biāo)是特定的魚(yú)類(lèi)。

隨著模型的學(xué)習(xí)，會(huì)有更詳細(xì)的數(shù)據(jù)，

從而能進(jìn)行更詳細(xì)的分析。

“它可以很容易地從識(shí)別和計(jì)

數(shù)個(gè)體發(fā)展到識(shí)別行為和遷移模式，

甚至檢測(cè)潛在的污染事件等環(huán)境變

化。”Spears 說(shuō)，“它最終能做的事情

真的沒(méi)有限制。”

接下來(lái)做什么？

Kvichak 河的研究仍在進(jìn)行中，

但參與研究的人員已經(jīng)看到了 AI 輔

助的好處。

Joslin 說(shuō) ：“到目前為止，我們收

到的反饋很好，毫無(wú)疑問(wèn)，這將成為

AI 輔助水下監(jiān)測(cè)好處的一個(gè)很好的

運(yùn)到小鎮(zhèn)上，這使得電力成本非常昂

貴。該鎮(zhèn)和阿拉斯加州想知道水下渦

輪機(jī)發(fā)電，是否是一個(gè)可行且成本效

益高的解決方案。

然而，這條原始的河流是世界上

最大的鮭魚(yú)生存的河流之一，該州許

多人將漁業(yè)經(jīng)濟(jì)作為生計(jì)的重要組成

部分。他們希望確保渦輪機(jī)不會(huì)對(duì)魚(yú)

類(lèi)產(chǎn)生負(fù)面影響，也不會(huì)造成任何其

他環(huán)境影響。

兩臺(tái)渦輪機(jī)被放置在河床上的水

下。MarineSitu 在渦輪機(jī)附近部署了

一套相機(jī)系統(tǒng)，阿拉斯加大學(xué)的科學(xué)

家對(duì)其進(jìn)行了物理監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)收集。

Joslin 說(shuō) ：“基本上需要人們夜以

繼日地工作，一次監(jiān)控電腦屏幕六個(gè)

小時(shí)，他們對(duì)在屏幕上觀察到的魚(yú)進(jìn)

行手工計(jì)數(shù)?！?/p>

Joslin 和 Plainsight 聯(lián)合創(chuàng)始人兼

首席產(chǎn)品官 Elizabeth Spears 都指出，

雖然數(shù)據(jù)收集和分析盡可能徹底，但

很明顯，這一過(guò)程將從 AI 輔助模型

中受益匪淺。

“這是一項(xiàng)非常勞動(dòng)密集型的工

圖2：Plainsight開(kāi)發(fā)的AI模型可以被訓(xùn)練來(lái)識(shí)別水下環(huán)境中的元素，例如某些魚(yú)類(lèi)。

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應(yīng)用與解決方案 Applications & Solutions

28 Oct/ Nov 2023 視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China

MoviTherm 公司開(kāi)發(fā)了一種用于

紅外焊接的熱成像檢測(cè)系統(tǒng)。

紅外焊接是一種使用紅外輻射將

物體連接在一起的方法。紅外輻射產(chǎn)

生熱量并將熱量高度集中，聚集的熱

量能夠熔化物體上的指定表面，以在

不影響物體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的情況下，將物

體連接或融合在一起。

實(shí)現(xiàn)這個(gè)焊接過(guò)程，需要將被焊

接的物體放置在焊接夾具中來(lái)完成。

焊接夾具用于對(duì)被焊接的物體進(jìn)行固

定、定位，然后對(duì)紅外熱源（發(fā)射器）

進(jìn)行定位，以便熱量可以集中在兩個(gè)

被焊接對(duì)象之間的最佳點(diǎn)。發(fā)射器安

裝在一個(gè)滾筒設(shè)備上，然后將其定位

在待焊接的物體之間，并為焊接提供

最佳溫度。

紅外發(fā)射器是由石英玻璃制成的

燈泡。它們產(chǎn)生熱量并將熱量聚集，

以滿(mǎn)足執(zhí)行焊接對(duì)熱量的需求。發(fā)射

器可以產(chǎn)生 3300°F~4400°F 之間的

熱能，并可以在 1s 內(nèi)達(dá)到這樣的工

作溫度。一旦被焊接物體上的指定區(qū)

域熔化（這一過(guò)程通常需要幾秒鐘），

物體就會(huì)被機(jī)械地?cái)D壓在一起以實(shí)現(xiàn)

連接。

紅外焊接特別適用于連接熱塑性

材料。與其他焊接 / 固定方法相比，

紅外焊接具有以下重要優(yōu)勢(shì) ：

? 需要更少的能源，從而降低能源

成本 ；

用于紅外焊接質(zhì)量檢測(cè)的熱成像系統(tǒng)

文/Jim Tatum

焊縫檢測(cè)

針對(duì)紅外焊接的熱成像檢測(cè)系統(tǒng)，能夠及時(shí)在生產(chǎn)線(xiàn)中發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題的

焊縫，并通知相關(guān)人員做出響應(yīng)。

? 是一種非接觸、無(wú)顆粒的焊接過(guò)程；

? 可以實(shí)現(xiàn)密封焊接 ；

? 可以焊接各種不同材料 ；

? 對(duì)輪廓分型線(xiàn)沒(méi)有限制。

紅外焊接面臨的挑戰(zhàn)

MoviTherm 公司業(yè)務(wù)發(fā)展副總裁

David Bursell 表示，紅外焊接雖然非

常有用、有效且節(jié)能，但它也面臨一

些挑戰(zhàn)。

首先，紅外焊接對(duì)反射材料沒(méi)有

那么有效，即使是肉眼看不出反光的

材料。保持強(qiáng)焊接的最佳熱水平，是

焊接過(guò)程的重要組成部分。例如，如

果發(fā)射器斷電，焊縫中可能會(huì)有一個(gè)

“冷點(diǎn)”，這會(huì)削弱焊縫的連接質(zhì)量。

另一個(gè)挑戰(zhàn)是保持材料的均勻

性。這是一個(gè)出乎意料、但卻非常重

要的發(fā)現(xiàn)。MoviTherm 公司的一位客

戶(hù)在一個(gè)生產(chǎn)批次中遭遇了焊縫質(zhì)量

的急劇下降——事實(shí)上，是焊接質(zhì)

量檢測(cè)讓他們發(fā)現(xiàn)了這種情況。經(jīng)

過(guò)從焊接完的產(chǎn)品到原材料的過(guò)程

追溯，最終發(fā)現(xiàn)該生產(chǎn)批次使用的

原材料被存放在了與平時(shí)不同的地

方——它們被存放在了溫度不可控

的環(huán)境中，結(jié)果導(dǎo)致材料在焊接前

的初始溫度發(fā)生了變化，進(jìn)而導(dǎo)致

了焊縫質(zhì)量下降。

客戶(hù)意識(shí)到這個(gè)問(wèn)題后，隨即將

原材料存放在了溫度可控的環(huán)境中，

以保持適當(dāng)?shù)摹⒖芍貜?fù)的均勻溫度，

從而確保可重復(fù)的最佳焊接效果。

設(shè)計(jì)檢測(cè)系統(tǒng)

MoviTherm 公司大約五年前首次

推出了熱成像紅外檢測(cè)系統(tǒng)。這個(gè)系

統(tǒng)從一個(gè)連接到計(jì)算機(jī)的熱成像相機(jī)

開(kāi)始演進(jìn)。連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的熱成

像相機(jī)系統(tǒng)，本質(zhì)上是每個(gè)版本演進(jìn)

的基礎(chǔ)。

與工作在可見(jiàn)光波段的傳統(tǒng)相

機(jī)不同，熱成像相機(jī)可以通過(guò)捕獲不

同水平的紅外光來(lái)探測(cè)紅外輻射（熱

量）；這些紅外光肉眼不可見(jiàn)，但可

以被感知到熱量，感知到的熱量強(qiáng)弱

取決于紅外光的水平和強(qiáng)度。

所有物體都會(huì)發(fā)射某種類(lèi)型和

某種水平的紅外輻射。但是，熱成像

相機(jī)并不是測(cè)量溫度，而是通過(guò)分析

熱特征來(lái)計(jì)算溫度。例如，使用熱成

像相機(jī)，消防部門(mén)可以發(fā)現(xiàn)并消除不

透明的厚墻壁后面電線(xiàn)過(guò)熱等潛在危

險(xiǎn)，因?yàn)闊岢上裣鄼C(jī)不僅可以看到墻

壁表面本身的熱特征，還可以看到并

區(qū)分隱藏在墻壁后面、人眼或可見(jiàn)光

相機(jī)看不見(jiàn)的過(guò)熱電線(xiàn)，或更強(qiáng)烈的

熱量特征。

圖1：紅外焊接的零件的熱圖像。

應(yīng)用與解決方案 Applications & Solutions

視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China Oct/ Nov 2023 29

用于塑料焊接的 MoviTherm

TSI 檢 測(cè) 系 統(tǒng) 應(yīng) 用 了 同 樣 的 技 術(shù)。

MoviTherm 與 HA Industries 公司合作

開(kāi)發(fā)的這套交鑰匙型在線(xiàn)解決方案，

能夠提供熱測(cè)量功能，以確保整個(gè)焊

接表面保持合適的溫度。

該檢測(cè)系統(tǒng)通常包含至少四臺(tái)相

機(jī)、一臺(tái)工業(yè)計(jì)算機(jī)和觸摸屏。相機(jī)

采用的是 MoviTherm 的 A700 Smart

Sensor FLIR 相機(jī)，具有 640×480 熱像

素分辨率，測(cè)量精度為 ±2℃，精確

電動(dòng)聚焦，兼容 PoE 和 GenICam 協(xié)議。

檢測(cè)系統(tǒng)是如何工作的？

該檢測(cè)系統(tǒng)可以根據(jù)客戶(hù)要求進(jìn)

行配置，但目標(biāo)基本相同 ：在焊接完

成后、焊縫冷卻前，盡可能快地（最

好是在 1s 內(nèi)）進(jìn)行檢測(cè)。

Bursell 說(shuō) ：“這關(guān)乎時(shí)間、視線(xiàn)

和距離。我們希望有盡可能多的像素

落在物體上。必須有一條清晰的路徑

去到相機(jī)正在掃描的任何物體。我們

希望在盡可能接近焊接完成的地方拍

攝圖像，并且希望相機(jī)在盡可能靠近

的地方能夠正常工作?！?/p>

不合格的焊接。

測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)在檢測(cè)系統(tǒng)中，該

系統(tǒng)具有 FTP 傳輸能力，可以將檢測(cè)

結(jié)果卸載到網(wǎng)絡(luò)或服務(wù)器。Bursell說(shuō)，

該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)執(zhí)行所有這些功能。

未來(lái)前景

目前，該檢測(cè)系統(tǒng)只是檢測(cè)焊縫

本身 ；接下來(lái)發(fā)展的下一步可能是增

加雙重檢測(cè)功能，例如實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)射

器功率的能力，以幫助更早地檢測(cè)出

故障的發(fā)射器，并自動(dòng)調(diào)整功率，以

增強(qiáng)熱量生成。雖然客戶(hù)很可能已經(jīng)

在監(jiān)測(cè)功率水平，并且功率損失可以

從檢測(cè)結(jié)果中反推出來(lái)，例如探測(cè)冷

點(diǎn)的增加或不良焊縫的擴(kuò)散，但將所

有這些功能自動(dòng)化的能力將是一種進(jìn)

步，這無(wú)疑也是可能實(shí)現(xiàn)的。

“發(fā)射器發(fā)生任何變化（例如發(fā)

射器因達(dá)到壽命終點(diǎn)而停止工作），

都可能在焊縫中產(chǎn)生冷點(diǎn)，從而導(dǎo)致

焊接質(zhì)量問(wèn)題?！盉ursell 說(shuō)，“因此，

如果能夠更早地發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題的焊縫，

將能為公司節(jié)省數(shù)千美元開(kāi)銷(xiāo)。雖然

我們還沒(méi)有做到這一點(diǎn)，但我們相信

這是可以做到的?！?/p>

焊接完成后，熱成像相機(jī)掃描被

焊接的物體，并將圖像傳送到計(jì)算機(jī)，

計(jì)算機(jī)持續(xù)從相機(jī)捕獲 15 位數(shù)據(jù)流，

并使用 MoviTherm 公司編寫(xiě)和開(kāi)發(fā)

的軟件分析這些數(shù)據(jù)。

質(zhì)量參數(shù)取決于被焊接物。利用

MoviTherm 軟件，計(jì)算機(jī)會(huì)確定焊縫

是否符合參數(shù)要求。如果不符合，則

可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置，以提醒現(xiàn)場(chǎng)操

作員。該系統(tǒng)還可以設(shè)置為連接到云，

通過(guò)電子郵件、文本或語(yǔ)音消息向場(chǎng)

外的個(gè)人發(fā)送警報(bào)。如果需要，該系

統(tǒng)甚至可以被編程來(lái)停止焊接過(guò)程，

以防止問(wèn)題得到糾正之前，繼續(xù)進(jìn)行

? 直接輸出高質(zhì)量、高濃度的圖

像信息 ：

混合數(shù)據(jù)相機(jī)在硬件端完成了大

量圖像數(shù)據(jù)的處理工作，可同時(shí)輸出

多通道的原圖和計(jì)算圖。它降低了對(duì)

檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)和圖像處

理算法等硬件配置的要求，幫助用戶(hù)

降低硬件成本的同時(shí)，提供了更精準(zhǔn)

和信息密度更高的圖像信息。

VSDC ：工業(yè)相機(jī)領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)激烈，

企業(yè)的利潤(rùn)越來(lái)越低 ；而資本的廣泛

介入更是加劇了競(jìng)爭(zhēng)格局的發(fā)展。您

認(rèn)為當(dāng)前這種現(xiàn)狀，對(duì)機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)業(yè)

鏈會(huì)帶來(lái)怎樣的影響？企業(yè)該如何破

局，尋求可持續(xù)的良性發(fā)展戰(zhàn)略？

劉建成 ：資本的介入對(duì)機(jī)器視覺(jué)

產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，一方面能進(jìn)一步降低用戶(hù)

的使用成本，對(duì)于下游用戶(hù)來(lái)說(shuō)，是

一件好事 ；但另一方面，也會(huì)造成產(chǎn)

品單一化嚴(yán)重，抑制產(chǎn)品創(chuàng)新性的作

用。因此為尋求良性發(fā)展，企業(yè)應(yīng)該

重視以下幾個(gè)方面 ：

? 差異化競(jìng)爭(zhēng) ：在同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)日

益激烈的情況下，企業(yè)自身需要提供

差異化的產(chǎn)品和服務(wù)，樹(shù)立起企業(yè)在

全行業(yè)范圍中的獨(dú)特性，最終使用戶(hù)

感受到企業(yè)的產(chǎn)品或服務(wù)不同于其他

廠商。

? 產(chǎn)品不斷革新，為用戶(hù)帶來(lái)價(jià)值：

上面講到的差異化產(chǎn)品，如何尋找差

異化，就是需要企業(yè)以解決客戶(hù)需求

出發(fā)，不斷創(chuàng)新、革新，研發(fā)出解決

客戶(hù)痛點(diǎn)、難點(diǎn)的產(chǎn)品。不追行業(yè)熱門(mén)，

始終以解決客戶(hù)問(wèn)題出發(fā)，才能打破

惡行競(jìng)爭(zhēng)，找到良性發(fā)展的戰(zhàn)略。

圖2：紅外熱成像檢測(cè)系統(tǒng)。

上接第15頁(yè)

應(yīng)用與解決方案 Applications & Solutions

30 Oct/ Nov 2023 視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China

為了實(shí)現(xiàn)更加環(huán)保的企業(yè)目標(biāo)，

雀巢健康科學(xué)公司決定改變裝在成人

營(yíng)養(yǎng)粉包裝罐中的測(cè)量勺的顏色——

將從原來(lái)的紅色勺或綠色勺，換成透

明勺。

SICK 公司戰(zhàn)略客戶(hù)全國(guó)客戶(hù)經(jīng)

理 Klaus Keitel 解釋道 ：“原來(lái)使用的

紅色勺或綠色勺，由于使用了有色顏

料，因此勺子很難回收。”SICK 公司

為雀巢公司設(shè)計(jì)了一套人工智能機(jī)器

視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)。

但是，測(cè)量勺顏色的變化對(duì)雀巢

公司德國(guó)奧斯特霍芬工廠的自動(dòng)檢測(cè)

過(guò)程產(chǎn)生了意想不到的影響 ：當(dāng)前的

自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)無(wú)法驗(yàn)證包裝罐中是否

存在測(cè)量勺。

當(dāng)問(wèn)題首次出現(xiàn)時(shí)，工廠經(jīng)理在

每班都指派一名員工負(fù)責(zé)監(jiān)察檢測(cè)過(guò)

程，并將沒(méi)有勺子的包裝罐從生產(chǎn)線(xiàn)

上剔除。“該員工工作一小時(shí)后，就

已經(jīng)感覺(jué)到這項(xiàng)工作非常艱巨?！比?/p>

巢奧斯特霍芬工廠專(zhuān)注于測(cè)量和項(xiàng)目

管理的技術(shù)人員 Armando Simoni 解

釋道。

在此情況下，雀巢公司選擇使用

SICK 公司的一套基于深度學(xué)習(xí)算法

的新機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)取代現(xiàn)有的機(jī)器

視覺(jué)系統(tǒng)，以檢測(cè)透明勺的存在與否。

自動(dòng)化生產(chǎn)流程

在生產(chǎn)線(xiàn)上，一個(gè)測(cè)量勺從生產(chǎn)

罐裝營(yíng)養(yǎng)品中透明勺的自動(dòng)化檢測(cè)

文/Linda Wilson

食品行業(yè)檢測(cè)

機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和2D相機(jī)，來(lái)識(shí)別罐裝營(yíng)養(yǎng)品中透明勺是否存在。

線(xiàn)上方 20cm 處落入一個(gè)倒置的空包

裝罐中，這樣，當(dāng)生產(chǎn)過(guò)程完成時(shí)，

測(cè)量勺最終會(huì)靠近罐子的頂部，就在

鋁密封板的下方。當(dāng)驗(yàn)證完測(cè)量勺存

在之后，再往包裝罐中添加營(yíng)養(yǎng)粉末

狀混合物。生產(chǎn)線(xiàn)以每分鐘 40~80 罐

的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。

在工廠的單一生產(chǎn)線(xiàn)上，大約有

13 種不同的成人營(yíng)養(yǎng)品（配方和包

裝罐的大小都不同）輪流生產(chǎn)，包括

Optifiber、Resource Dextrine Maltose、

Resource Maltodextrin 等多種品牌。

原有的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)，在裝入勺

子后立即拍攝圖像。然后，系統(tǒng)會(huì)對(duì)

圖像中的彩色像素進(jìn)行計(jì)數(shù)，以確定

勺子是否存在。在使用彩色勺子的情

況下，這套檢測(cè)流程工作得非常好。

但是當(dāng)換成透明勺子之后，情況就不

一樣了，因?yàn)榛疑匿X密封板會(huì)反射

到勺子的透明塑料上，使勺子看起來(lái)

呈灰色。由于存在兩個(gè)灰色的表面，

舊的視覺(jué)系統(tǒng)無(wú)法區(qū)分哪個(gè)灰色是勺

子，哪個(gè)灰色是鋁密封板。

Keitel 解釋道 ：“傳統(tǒng)的視覺(jué)系

統(tǒng)只能判斷出是暗像素還是亮像素?！?/p>

深度學(xué)習(xí)檢測(cè)系統(tǒng)

雀巢公司決定更換現(xiàn)有的視覺(jué)系

統(tǒng)，工廠經(jīng)理向許多機(jī)器視覺(jué)公司尋

求建議。Simoni 回憶道，大多數(shù)公司

能提供 90% 的檢測(cè)準(zhǔn)確率，而 SICK

公司的銷(xiāo)售代表表示，通過(guò)使用人工

智能算法，他們的系統(tǒng)能達(dá)到 99%

的檢測(cè)準(zhǔn)確率。

Keitel 表示，雀巢的檢測(cè)任務(wù)很

具有挑戰(zhàn)性。首先，雀巢會(huì)經(jīng)歷一個(gè)

過(guò)渡期，即同時(shí)使用彩色勺子和透明

勺子，因?yàn)椴幌肜速M(fèi)舊勺子的現(xiàn)有庫(kù)

存。其次，雀巢的工廠經(jīng)理希望在不

調(diào)整相機(jī)設(shè)置的情況下，在生產(chǎn)線(xiàn)上

從一種容器灌裝過(guò)渡到另一種容器。

SICK 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和測(cè)試工作于

2021 年 4 月開(kāi)始。自 2022 年 6 月以

來(lái)，該系統(tǒng)一直處于良好的產(chǎn)能運(yùn)營(yíng)

狀態(tài)。

機(jī)器視覺(jué)組件

為了設(shè)計(jì)一個(gè)可以檢測(cè)透明勺

子是否存在的系統(tǒng)，SICK 將深度學(xué)

習(xí)算法與單色 2D 快照相機(jī) picoCam2

結(jié)合使用，picoCam 2 是一款帶有 C

型鏡頭安裝接口的全局快門(mén) CMOS

相機(jī)。該相機(jī)與 GigE 接口兼容，可

通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行視頻和數(shù)據(jù)傳輸。

圖1：雀巢的機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)解決方案包括SICK的

picoCam2相機(jī)和使用SICK的dStudio開(kāi)發(fā)的深度學(xué)

習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

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視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China Oct/ Nov 2023 31

該 系 統(tǒng) 位 于 生 產(chǎn) 線(xiàn) 上 方， 因

此可以在裝入勺子后拍攝包裝罐的

圖像。該生產(chǎn)線(xiàn)采用德國(guó) planistar

Lichtechnik 公司的矩形 LED 背光燈

照明。

為了開(kāi)發(fā)算法，SICK 使用了其

深度學(xué)習(xí)軟件 dStudio，該軟件與該

公司的相機(jī)配合使用。

現(xiàn)在已經(jīng)為該應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)了算

法，Simoni 可以根據(jù)需要對(duì)其進(jìn)行修

改，以適應(yīng)包裝罐或勺子的變化。

一旦相機(jī)拍攝到圖像，算法就會(huì)

確定是否存在勺狀物，并在相機(jī)上進(jìn)

行此處理，隨后相機(jī)會(huì)將結(jié)果傳輸?shù)?/p>

西門(mén)子公司提供的 PLC 中。Simoni

解釋說(shuō)，相機(jī)通常需要大約 50ms 才

切位置取決于勺子從上方落下時(shí)，包

裝罐在自動(dòng)機(jī)構(gòu)下的排列情況。輸送

機(jī)一直在運(yùn)動(dòng)，因此包裝罐的位置可

能會(huì)有所不同。

他們還意識(shí)到，他們需要兩個(gè)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)適應(yīng)不同的包裝罐尺寸 ：

一個(gè)用于直徑為 73mm 或 99mm 的

包裝罐，另一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于直徑為

140mm 的包裝罐。

隨時(shí)間推移不斷更新系統(tǒng)

2023 年，雀巢的工廠管理人員

增加了一種自動(dòng)機(jī)制，可以將沒(méi)有勺

子的包裝罐從生產(chǎn)線(xiàn)上剔除。

在原來(lái)的設(shè)置中，SICK 系統(tǒng)向

PLC 發(fā)送信號(hào)，如果檢測(cè)到?jīng)]有勺子

的包裝罐，則停止生產(chǎn)線(xiàn)。一旦將缺

失的勺子裝入之后，相機(jī)軟件就會(huì)檢

測(cè)到勺子，然后向 PLC 發(fā)送信號(hào)以

重新啟動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)。

Simoni 介紹說(shuō)，新系統(tǒng)更有效，

因?yàn)樗诓煌Ｖ股a(chǎn)的情況下解決了

勺子遺漏問(wèn)題。

Simoni 補(bǔ)充道，總的來(lái)說(shuō)，該系

統(tǒng)非常成功，因?yàn)樗鼛缀跄軌?100%

檢測(cè)出沒(méi)有勺子包裝罐。

能產(chǎn)生結(jié)果并將其發(fā)送到 PLC。

PLC 位于工作站附近的控制柜

中，用一根 5m 長(zhǎng)的 12 線(xiàn)電纜將相

機(jī)和 PLC 相連。

克服挑戰(zhàn)

與深度學(xué)習(xí)算法的典型情況一

樣，它們?cè)谏a(chǎn)環(huán)境中的性能取決于

它們的訓(xùn)練效果。

Simoni 表示，雀巢和 SICK 在實(shí)

施新的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)時(shí)，吸取了這一

教訓(xùn)。

SICK 和雀巢參與該項(xiàng)目的員工，

在第一輪訓(xùn)練后沒(méi)有得到他們想要的

結(jié)果。在第二輪訓(xùn)練中，他們?cè)黾恿?/p>

各種方位的勺子圖像，因?yàn)樯鬃拥拇_

圖2：SICK訓(xùn)練的深度學(xué)習(xí)算法，以確認(rèn)塑料勺放置在反射鋁表面上。

案例研究。”

MarineSitu 在多個(gè)地點(diǎn)部署了檢

查系統(tǒng)，包括華盛頓大學(xué)用于監(jiān)測(cè)

普吉特灣實(shí)驗(yàn)渦輪機(jī)系統(tǒng)的檢查系

統(tǒng)，以及部署在夏威夷海軍波浪能中

心的檢查系統(tǒng)。此外，Joslin 表示，

MarineSitu 正在與太平洋西北國(guó)家實(shí)

驗(yàn)室合作，該實(shí)驗(yàn)室將在一個(gè)為期十

年的基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目中，使用 AI 輔助

系統(tǒng)。

Joslin 表示，該系統(tǒng)可用于藍(lán)色

經(jīng)濟(jì)其他領(lǐng)域的檢查 / 監(jiān)測(cè)應(yīng)用，包

括基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目、漁業(yè)和魚(yú)類(lèi)孵化場(chǎng)

分析以及農(nóng)業(yè)流程。

系統(tǒng)本身包含基本相同的組件，

但配置、模型和部署則會(huì)根據(jù)每個(gè)項(xiàng)

目和客戶(hù)的需求而異，因此每個(gè)系統(tǒng)

在集成和啟動(dòng)過(guò)程中，都需要一些定

制和幫助。例如，一個(gè)系統(tǒng)正在用于

水電大壩系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)使用“魚(yú)梯”的

魚(yú)類(lèi)數(shù)量，“魚(yú)梯是安裝在大壩上的

一系列平臺(tái)，允許洄游魚(yú)類(lèi)在大壩上

來(lái)回游動(dòng)。在這種情況下，沒(méi)有必要

在水下放置相機(jī)。

但是，無(wú)論是在構(gòu)建能夠承受長(zhǎng)

期部署的嚴(yán)格要求的系統(tǒng)方面，還是

在維護(hù)這些系統(tǒng)方面，仍然存在挑戰(zhàn)。

Joslin 表示，要實(shí)現(xiàn)“開(kāi)發(fā)一套完全

交鑰匙系統(tǒng)”的目標(biāo)，從相機(jī)和數(shù)據(jù)

采集，到機(jī)器視覺(jué)解決方案和基于云

的數(shù)據(jù)庫(kù)，都需要一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亩鄬W(xué)科

方法。

然 而，Joslin 相 信 MarineSitu 的

未來(lái)是光明的?！拔覀円呀?jīng)做好了與

藍(lán)色經(jīng)濟(jì)一起增長(zhǎng)的準(zhǔn)備?！盝oslin 說(shuō)

道。

上接第27頁(yè)

產(chǎn)品聚焦 Product Focus on Multispectral/Hyperspectral Imaging

32 Oct/ Nov 2023 視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China

適當(dāng)?shù)恼彰鲗?duì)機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用的成

功至關(guān)重要。如果沒(méi)有照明，圖像將

無(wú)法顯示足夠的被檢物品的重要特征

信息。

照明是常見(jiàn)的機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用解決

方案的一個(gè)重要部分，這些常見(jiàn)的應(yīng)

用包括產(chǎn)品出廠前檢測(cè)其是否存在缺

陷，或者在產(chǎn)品或包裝通過(guò)物流環(huán)節(jié)

時(shí)，讀取產(chǎn)品或包裝上的條形碼或其

他字母數(shù)字信息。

從事成像和視覺(jué)工作的工程師都

知道，設(shè)計(jì)一個(gè)可靠的照明解決方案

并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的命題。

市場(chǎng)上有數(shù)千種照明選項(xiàng)可供選

擇，包括鹵素?zé)?、白熾燈、熒光燈?/p>

緊湊型熒光燈、等離子體型燈、高強(qiáng)

度放電（HID）、氙氣燈、發(fā)光二極

管（LED）、光纖和結(jié)構(gòu)光照明等。

其中，LED 是機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用中

最常見(jiàn)的照明選擇，因?yàn)樗鼈兪褂脡?/p>

命長(zhǎng)，可以持續(xù)工作，并且可提供多

種尺寸、形狀和顏色。LED 照明選擇

還涵蓋可見(jiàn)光、紫外線(xiàn)（UV）、窄帶

和寬帶可見(jiàn)光和紅外（IR）光譜等不

同波段的照明。

要從如此多的選項(xiàng)中選擇合適的

照明，重要的是要考慮待成像物體的

特征，如大小、形狀和顏色 ；物體、

光和相機(jī)之間的空間關(guān)系 ；以及光如

為機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用選擇

照明方案需要注意的幾個(gè)問(wèn)題

文/Linda Wilson

來(lái)自光源制造企業(yè)的專(zhuān)家們，針對(duì)如何部署合適的照明方案以創(chuàng)建成功的機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用，給出了實(shí)用性建議。

下和生產(chǎn)時(shí)間延遲。為了防止這種情

況，我們呼吁所有應(yīng)用工程師在開(kāi)發(fā)

過(guò)程的早期，就應(yīng)該考慮照明選項(xiàng)?！?/p>

CCS America 公司技術(shù)營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理

Lindsey Sullivan 對(duì)此表示贊同，他說(shuō)：

“在設(shè)計(jì)過(guò)程的一開(kāi)始就測(cè)試和解決

照明問(wèn)題至關(guān)重要。一旦了解了具體

應(yīng)用所需要的照明條件，檢測(cè)系統(tǒng)的

設(shè)計(jì)就可以考慮到樣品的位置、大小、

工作距離、燈光的顏色和幾何形狀等

眾多因素?！?/p>

問(wèn)題2：選擇了錯(cuò)誤的照明顏色

光可以被不同程度地反射或吸

收，這取決于光的顏色和被成像的物

體。

Advanced Illumination 公司表示，

通常，與被成像物體顏色相似的照明

光，會(huì)反射并因此使得被成像物體變

亮 ；而與被成像物體顏色相對(duì)的（在

何被物體和背景反射或吸收。

面對(duì)這么多需要考慮的事情，也

很容易出現(xiàn)疏漏或失誤。為了深入了

解如何避免或解決照明規(guī)劃和執(zhí)行中

的一些常見(jiàn)問(wèn)題，我們邀請(qǐng)了幾家光

源公司的專(zhuān)家分享了他們針對(duì)照明部

署的真知灼見(jiàn)。

問(wèn)題1：沒(méi)有在設(shè)計(jì)開(kāi)始時(shí)就考

慮照明問(wèn)題

許多專(zhuān)家一致認(rèn)為，部署機(jī)器視

覺(jué)照明最常見(jiàn)的一個(gè)問(wèn)題是 ：直到設(shè)

計(jì)過(guò)程的最后階段，才去考慮解決照

明問(wèn)題。

Advanced Illumination 公司應(yīng)用

支持和內(nèi)部銷(xiāo)售代表 Brett Thrailkill

解釋說(shuō) ：“不幸的是，許多用戶(hù)有一

種誤解，認(rèn)為在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程結(jié)束之

前，不需要考慮合適的機(jī)器視覺(jué)照明。

這通常會(huì)導(dǎo)致成本超支、照明質(zhì)量低

圖1：ProPhotonix公司的RGB-White COBRA MultiSpec LED，具有多達(dá)12種不同波長(zhǎng)的輸出，波長(zhǎng)范圍覆

蓋365~1650nm。

Product Focus on Multispectral/Hyperspectral Imaging 產(chǎn)品聚焦

視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China Oct/ Nov 2023 33

色相環(huán)中位于 180°相對(duì)的位置）照明光

顏色，會(huì)使被成像物體變暗。

有時(shí)，最好的選擇是使被成像物

體變暗——尤其是需要閱讀印刷

在物體上的代碼或字母時(shí)。比

如，用綠光照亮白色信封上的紅

色印刷代碼，將會(huì)得到最清晰的代碼

圖像。

然而，如果照明的目標(biāo)是照亮物體或使

物體與其背景之間的對(duì)比度增強(qiáng)，例如檢測(cè)

傳送帶上的糖果，那么照亮被成像物體則有

優(yōu)勢(shì)。

這就是為什么工程師們?cè)谠S多應(yīng)用中選擇白光，包括

暖色和冷色，尤其是涉及彩色相機(jī)的應(yīng)用。彩色燈光與單

色相機(jī)配合使用。

“如果產(chǎn)品在未來(lái)的迭代中顏色發(fā)生變化，白光

也 會(huì) 隨 著 時(shí) 間 的 推 移 提 供 最 大 的 靈 活 性?！盨pectrum

Illumination 公司副總裁兼設(shè)計(jì)工程師 David Hardy 表示，

“例如，被檢測(cè)的零件是紅色或白色，并選擇紅光照明。

但如果稍后添加綠色或藍(lán)色的零件，它可能會(huì)顯得很暗，

因?yàn)榫G色和藍(lán)色在色相環(huán)上與紅色處于相對(duì)的位置。在這

種情況下，最初使用白光會(huì)更好，甚至可以使用紅外光來(lái)

去除顏色?！?/p>

ProPhotonix 公司技術(shù)總監(jiān) Simon Stanley 提供了一個(gè)

醫(yī)療器械行業(yè)客戶(hù)如何解決顏色問(wèn)題的案例?！翱蛻?hù)正在

檢測(cè)不同顏色膠囊上的數(shù)據(jù)矩陣代碼。他們僅限于使用高

分辨率單色 Cognex In-Sight 9000 相機(jī)，工作在行掃描模

式，使用白光線(xiàn)光源照明，結(jié)果發(fā)現(xiàn)對(duì)于一些彩色膠囊，

圖像沒(méi)有足夠的對(duì)比度?！?/p>

為 了 解 決 這 個(gè) 問(wèn) 題，ProPhotonix 向

該醫(yī)療公司提供了 RGB-White COBRA

MultiSpec LED，該 LED 具有單獨(dú)

的顏色和強(qiáng)度控制，工程師可以

通過(guò)圖形用戶(hù)界面（GUI）對(duì)其

進(jìn)行控制。這使他們能夠“調(diào)整光線(xiàn)

以?xún)?yōu)化整個(gè)灰度圖像的對(duì)比度，從而

實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的圖像采集，而不管膠囊的顏

色如何?！?/p>

該線(xiàn)形光源具有多達(dá) 12 種不同波長(zhǎng)的

輸出，波長(zhǎng)范圍覆蓋 365~1650nm。

問(wèn)題3：沒(méi)有針對(duì)應(yīng)用環(huán)境選擇正確的照明

Spectrum Illumination 公司的 Hardy 表示，選擇照明

的另一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題是 ：在照明選擇過(guò)程中沒(méi)有考慮實(shí)際生

產(chǎn)環(huán)境?！拔覀兛吹皆S多客戶(hù)選擇了與生產(chǎn)環(huán)境不相匹配

的照明方案。例如，在 CNC（計(jì)算機(jī)數(shù)控）機(jī)器附近使

用標(biāo)準(zhǔn)背光燈或圓頂燈 ；在這種環(huán)境中，冷卻液會(huì)飛濺在

燈上，隨著時(shí)間的推移，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部燈芯腐蝕并最終失效。”

在為惡劣環(huán)境設(shè)計(jì)機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用時(shí)，應(yīng)該優(yōu)先選擇具有更

高 IP 防護(hù)等級(jí)的光源。

Spectrum Illumination 公司的 IP68 Washdown 系 列

LED，是專(zhuān)門(mén)針對(duì)相對(duì)惡劣的應(yīng)用環(huán)境而設(shè)計(jì)的。該系列

包括環(huán)形燈、圓頂燈、聚光燈和線(xiàn)形燈。

Spectrum Illumination 公司 2018 年推出的最新產(chǎn)品是

Washdown Monster Dome Light，其設(shè)計(jì)目的是在不損失

強(qiáng)度的情況下，消除產(chǎn)品圖像中的眩光。

圖3：TPL Vision的模塊化微型條形燈，專(zhuān)為密閉空間而設(shè)計(jì)。

圖2：Wash-down Monster圓頂燈，

屬于Spectrum Illumination公司提供

的IP68 Wash-down系列LED，專(zhuān)為

惡劣環(huán)境而設(shè)計(jì)。

圖4：EFFILUX公司的每個(gè)EFFI-Flex2 LED燈都有三種工作模式：過(guò)驅(qū)、可調(diào)

閃光燈和可調(diào)光連續(xù)模式。

產(chǎn)品聚焦 Product Focus on Multispectral/Hyperspectral Imaging

34 Oct/ Nov 2023 視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China

圖6：Metaphase Technologies的多光譜Exolaight v2.0光

源有多種版本，包括R、G、B、W、RGBIR、UV395、

IR850、IR940、SWIR、高光譜、多光譜。

問(wèn)題4：沒(méi)有考慮未來(lái)的產(chǎn)品修訂或生產(chǎn)環(huán)境的變化

英國(guó) TPL Vision 公司產(chǎn)品經(jīng)理 Jack McKinley 表示，

選擇柔性照明產(chǎn)品可以降低當(dāng)前或未來(lái)生產(chǎn)環(huán)境中的未知

因素，對(duì)應(yīng)用可行性造成的風(fēng)險(xiǎn)。

TPL Vision 的客戶(hù)經(jīng)常遇到與實(shí)驗(yàn)室測(cè)試不同的應(yīng)用

條件。因此，“可能需要更高的亮度（通過(guò)過(guò)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品解

決），不同的環(huán)境條件可能需要不同的照明設(shè)置，或者集

成可能與預(yù)期不同。這正是靈活性發(fā)揮作用的地方?！盝ack

McKinley 說(shuō)。

TPL Vision 公司的模塊化微型條形燈 M-TBAR，專(zhuān)為

機(jī)器人應(yīng)用等密閉空間而設(shè)計(jì)，具有高度靈活性。該產(chǎn)品

允許用戶(hù)使用該公司的角度轉(zhuǎn)換器來(lái)改變光束角度 ；角度

轉(zhuǎn)換器是一種可用于加寬光束角度的微光學(xué)漫射器。該燈

還提供閃光燈過(guò)驅(qū)照明。

法國(guó) EFFILUX 公司的 EFFI-FLEX2 也提供了高度靈

活性，允許工程師調(diào)整發(fā)射角度、均勻性和操作模式（過(guò)

驅(qū)、可調(diào)閃光燈和可調(diào)光連續(xù)模式）。

EFFILUX 公司美國(guó)銷(xiāo)售經(jīng)理 Mariann Kiraly 解釋道 ：

“還有各種其他光學(xué)配件很容易安裝在燈上。這意味著用

戶(hù)可以在不需要購(gòu)買(mǎi)新燈的情況下，獲得不同的照明幾何

結(jié)構(gòu)，這節(jié)省了可能導(dǎo)致項(xiàng)目延誤的重新設(shè)計(jì)工作的資金

和時(shí)間?！?/p>

在 某 些 應(yīng) 用 環(huán) 境 中， 低 估

聯(lián)機(jī)檢測(cè)所需的速度，也可能導(dǎo)

致 照 明 方 面 的 挑 戰(zhàn)。Advanced

Illumination 公司更新了其 BL2 背

光以提高亮度，從而實(shí)現(xiàn)更高的吞

吐量。這些燈還設(shè)計(jì)用于可擴(kuò)展

性，可擴(kuò)展的長(zhǎng)度或?qū)挾瓤蛇_(dá) 46

英寸。它們可以在連續(xù)或過(guò)驅(qū)選通

模式下工作。

CCS America 的 Sullivan

解釋說(shuō)，照明控制器

也具備高度靈 活

性，特別是在 部署多個(gè)

照明解決方案 的情況下。例

如， 多 個(gè) 燈 光 同時(shí)打開(kāi)，但強(qiáng)度設(shè)

置不同，以避免 過(guò)度曝光圖像 ；或者多個(gè)燈

光按順序打開(kāi) / 關(guān)閉，以捕捉多個(gè)圖像。“例如，

控制器可以為亮場(chǎng) 圖像打開(kāi)平圓頂燈，然后為暗場(chǎng)圖

像打開(kāi)低角度燈?！彼榻B說(shuō)。

CCS America 的 PD4 系列照明控制器，是為這些類(lèi)

型的情況而設(shè)計(jì)的，它允許工程師在一個(gè)應(yīng)用程序中為燈

編程多達(dá) 16 步的打開(kāi) / 關(guān)閉。

問(wèn)題5：忽略了傳感器和鏡頭對(duì)照明的影響

Metaphase Lighting Technologies 公司銷(xiāo)售經(jīng)理 Mark

Kolvites 表示，“照明中的另一個(gè)問(wèn)題是忽略了這樣一個(gè)

事實(shí)，即鏡頭和相機(jī)傳感器也是拍攝圖像的光學(xué)路徑的一

部分，它們可能也會(huì)影響所使用的照明方案。例如，相機(jī)

鏡頭的角度越寬，視野周?chē)墓鈱W(xué)失真就越大，使圖像看

起來(lái)不均勻，即使光線(xiàn)本身可能是均勻的?！?/p>

這就是為什么 Metaphase 開(kāi)發(fā)了一種線(xiàn)性條形光源，其

末端會(huì)比中間部分更亮，以補(bǔ)償視場(chǎng)周?chē)溺R頭圖像衰減。

Metaphase 公司的 Multispectral Exolaight v2.0 光 源，

最多可覆蓋六個(gè)波長(zhǎng)，包括短波紅外（SWIR）光譜。

問(wèn)題6：沒(méi)有考慮難以讀取的條形碼

除了制造業(yè)中的檢測(cè)應(yīng)用之外，機(jī)器視覺(jué)在物流和倉(cāng)

儲(chǔ)等應(yīng)用領(lǐng)域也面臨著大量照明

挑戰(zhàn)，自動(dòng)化產(chǎn)線(xiàn)或倉(cāng)儲(chǔ)物流中

的條形碼掃描就是其中之一。

準(zhǔn)確讀取這些條形碼變得越

來(lái)越復(fù)雜，需要一種創(chuàng)造性的照

明方法。正如 Smart Vision Lights

公司培訓(xùn)、合規(guī)和技術(shù)解決方案

總監(jiān) Steve Kinney 所解釋的那樣，

“今天的掃描門(mén)戶(hù)必須讀取單個(gè)物

品的透明外包裝、通過(guò)聚乙烯袋

圖5：Advanced Illumination公司的BL2背光源提供可擴(kuò)展配置，長(zhǎng)度和寬度最

高可達(dá)46英寸。

圖6：CCS America的PD4系列照明控制器，配備了全方位的照明

控制功能。

Product Focus on Multispectral/Hyperspectral Imaging 產(chǎn)品聚焦

視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China Oct/ Nov 2023 35

查看里面的物品、通過(guò)放置在運(yùn)輸標(biāo)

簽上的保護(hù)透明薄膜、甚至通過(guò)放置

在托盤(pán)上的褶皺包裝，來(lái)讀取物品上

的條形碼。在這些要求很高的情況下，

不僅各種薄膜和包裝會(huì)導(dǎo)致無(wú)法看到

要讀取的條形碼，而且它們的表面也

不平整，使成像更加困難?！?/p>

Steve Kinney 建議使用偏振照明技

術(shù)來(lái)穿透塑料薄膜層，減少表面眩光。

“通過(guò)使用交叉偏振，將線(xiàn)性偏

振器放置在光源（發(fā)射器）上，將另

一個(gè)旋轉(zhuǎn)線(xiàn)性偏振器連接在相機(jī)鏡頭

圖7：偏振照明技術(shù)允許條形碼掃描儀透過(guò)塑料薄

膜層進(jìn)行掃描。

（接收器）上，來(lái)自物品表面的光線(xiàn)

被減少，而穿透表面的光能，部分穿

過(guò)接收偏振器。由于交叉偏振效應(yīng)減

少了來(lái)自表面的光，光澤塑料表面的

眩光和其他鏡面效應(yīng)也減少了?！盨teve

Kinney 解釋說(shuō)。

Steve Kinney 補(bǔ) 充 道，

照明制造商已經(jīng)開(kāi)發(fā)出具有

過(guò)驅(qū)特性的專(zhuān)業(yè)照明產(chǎn)品，

“在短時(shí)間內(nèi)，光以穩(wěn)態(tài)電

流的倍數(shù)工作，以產(chǎn)生更亮

的頻閃。這允許在門(mén)戶(hù)掃描

系統(tǒng)中使用偏振技術(shù)以有效

工作 ；同時(shí)在高速通過(guò)系統(tǒng)

時(shí)，仍有足夠的光用于所需的短曝光

期，以在無(wú)運(yùn)動(dòng)模糊的情況下成像。”

這類(lèi)照明解決方案的一個(gè)例子是

Smart Vision Lights 公司的 Lightgistics

系列。該燈采用雙 OverDrive 技術(shù)，

它結(jié)合了 SVL 的 Deca OverDrive 和

圖8：標(biāo)準(zhǔn)成像鏡頭和具有相同焦距的較小、較輕的絕隔熱鏡頭。

對(duì)鏡頭設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)都是棘手的問(wèn)題

（見(jiàn)圖 8）。

盡管將機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)應(yīng)用于無(wú)人

機(jī)成像等更廣泛、環(huán)境更惡劣的場(chǎng)景

中似乎令人望而生畏，但為了滿(mǎn)足這

些新的應(yīng)用需求，成像界已經(jīng)采用了

幾種有用的設(shè)計(jì)范式和技巧。無(wú)人機(jī)

成像應(yīng)用將是成像應(yīng)用的一個(gè)巨大市

場(chǎng)，在這類(lèi)應(yīng)用中，無(wú)人機(jī)飛行高度

的變化會(huì)帶來(lái)各種不同的環(huán)境條件，

這些環(huán)境條件可能會(huì)對(duì)成像系統(tǒng)的性

能產(chǎn)生不利影響。溫度變化、壓力變

化、沖擊和振動(dòng)以及濕度等因素，都

會(huì)對(duì)處于不斷變化的高海拔環(huán)境下的

成像系統(tǒng)帶來(lái)很多問(wèn)題。弄清楚如何

減少這些因素對(duì)無(wú)人機(jī)成像系統(tǒng)的影

響，可以使無(wú)人機(jī)應(yīng)用更加高效和多

樣化。隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，

成像系統(tǒng)也必須跟進(jìn)發(fā)展，以匹配無(wú)

人機(jī)系統(tǒng)中要求的機(jī)械部件能力。

參考文獻(xiàn)

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Distance and How Does it Affect Your

Drone Data? Propeller. August 2023.

https://www.propelleraero.com/blog/

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Drone Survey Services. 2023. https://

dronesurveyservices.com/can-you-fly-adrone-in-a-public-park-in-the-uk/

3. Pidwirny, M. Laboratory 2: Heat and

Temperature in the Atmosphere. Pressbooks.

April 5, 2021. https://pressbooks.bccampus.

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4. Miller, C. Human Responses to High

Altitude. Pressbooks. April 15, 2021.

https://humanbiology.pressbooks.tru.ca/

chapter/8-8-human-responses-to-highaltitude/

標(biāo)準(zhǔn) OverDrive 引擎，允許最終用戶(hù)

連接偏振器，同時(shí)保留光輸出以處理

任何速度。

新燈有環(huán)形和線(xiàn)形兩種形式，通

過(guò)相機(jī)的觸發(fā)輸出提供直接連接和控

制。

無(wú)論應(yīng)用涉及讀取包裝上的條形

碼還是檢測(cè)產(chǎn)品，這些照明專(zhuān)家已經(jīng)

總結(jié)了機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用設(shè)計(jì)和實(shí)施照明

解決方案時(shí)，最常見(jiàn)遇見(jiàn)的一些照明

問(wèn)題，希望他們的總結(jié)能為工程師們

提供參考。

圖8：Smart Vision Lights的Lightgistics系列具有DualOverdrive特性。

上接第18頁(yè)

《視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》創(chuàng)新獎(jiǎng) 2023（VSDC Innovators Awards 2023）

共收到了 40 家企業(yè)提交的 45 款參評(píng)產(chǎn)品。本著公平、公正的原則，

經(jīng)過(guò) 9 位專(zhuān)家評(píng)委和近 40 位業(yè)界大眾評(píng)委的評(píng)選打分，最終有 28 款

產(chǎn)品入圍，并角逐出了白金獎(jiǎng)、金獎(jiǎng)、銀獎(jiǎng)、銅獎(jiǎng)、中華成就獎(jiǎng)、國(guó)

際推薦獎(jiǎng)。

創(chuàng)新獎(jiǎng)項(xiàng)旨在表彰在產(chǎn)品、技術(shù)及解決方案方面有著突出創(chuàng)新表

現(xiàn)的機(jī)器視覺(jué)公司。

今年的獲獎(jiǎng)產(chǎn)品，展示了蓬勃旺盛的強(qiáng)勁創(chuàng)新勢(shì)力，尤其是海普

納米提交的微型高光譜成像 MEMS 傳感器，相較于現(xiàn)有高光譜系統(tǒng)，

在體積上有了顛覆性的創(chuàng)新。它在全球范圍內(nèi)首次攻克了高光譜成像

MEMS 技術(shù)難關(guān)，將復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)集成在一顆指頭大小的芯片上，

體積比現(xiàn)有系統(tǒng)縮小 10000 倍以上，并實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。這將有助于大幅

降低高光譜成像系統(tǒng)的成本，為高光譜成像走進(jìn)大眾應(yīng)用創(chuàng)造了一個(gè)

首要條件。

此外，在 CMOS 圖像傳感器、工業(yè)鏡頭、2D/3D 工業(yè)相機(jī)、3D

視覺(jué)軟件、機(jī)器視覺(jué)底層軟件、智能讀碼產(chǎn)品、數(shù)據(jù)傳輸、專(zhuān)用視覺(jué)

檢測(cè)系統(tǒng)等方面的創(chuàng)新，都在不同程度上推進(jìn)著機(jī)器視覺(jué)技術(shù)更快、

更精準(zhǔn)地為各個(gè)應(yīng)用行業(yè)服務(wù)，最終讓用戶(hù)能進(jìn)一步享受增效、降本、

解放人力。

在這里，也對(duì)潛心機(jī)器視覺(jué)技術(shù)創(chuàng)新的業(yè)界同人們，獻(xiàn)上深深的

敬意！

技術(shù)創(chuàng)新繼續(xù)引領(lǐng)

機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用更上一層樓

36 Oct / Nov 2023 視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China

獲獎(jiǎng)名單

視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China Oct / Nov 2023 37

創(chuàng)新獎(jiǎng) Innovators Awards

38 Oct / Nov 2023 視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China

白金獎(jiǎng)

海譜納米

微型高光譜 MEMS 傳感器

微型高光譜成像 MEMS 傳感器，

光譜范圍覆蓋可見(jiàn)光到中紅外波段，

適用于固體、氣體、液體等材質(zhì)特

征的識(shí)別和成分分析 ；可調(diào)波段數(shù)量

3~1000+，可提供更多信息 ；＞ 100

萬(wàn)像素的高空間分辨率，保證成像清

晰 ；40°~ 90°大視場(chǎng)角，實(shí)現(xiàn)無(wú)盲區(qū)

檢測(cè) ；超低功耗，可集成在各類(lèi)消費(fèi)

類(lèi)電子產(chǎn)品中。

海譜納米全球首次攻克高光譜

成像 MEMS 技術(shù)難關(guān)，首創(chuàng)高光譜

MEMS 芯片特殊工藝，將復(fù)雜的光學(xué)

系統(tǒng)集成在一顆傳感器上，體積比現(xiàn)

有系統(tǒng)縮小 10000 倍以上，并實(shí)現(xiàn)了

量產(chǎn)。

僅需拍照即可實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分子級(jí)的

實(shí)時(shí)在線(xiàn)、定性定量分析，賦予 AI

視覺(jué)“多一維度”信息，讓人工智能

成為全面信息感知體 ；突破了傳統(tǒng)高

光譜成像設(shè)備價(jià)格昂貴、體積龐大等

民用化壁壘，可進(jìn)入智能終端設(shè)備的

各個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)成分“黑箱

狀態(tài)”的可視化，為工業(yè)自動(dòng)化降本、

增效、提質(zhì)按下加速鍵?？蓱?yīng)用于手

機(jī)、智能家電、生物醫(yī)療、自動(dòng)駕駛、

中醫(yī)藥、環(huán)保、安防、食品加工、果

蔬糧油、石油化工、航空航天、軍事

國(guó)防等領(lǐng)域。

中華成就獎(jiǎng) / 金獎(jiǎng)

盛相科技

DH162 混合數(shù)據(jù)相機(jī)

DH162 混合數(shù)據(jù)相機(jī)，在硬件

中完成大量數(shù)據(jù)計(jì)算，輸出豐富、優(yōu)

質(zhì)、靈活的混合圖像數(shù)據(jù)，包括但不

僅限于 2D 圖像、偽 3D 圖像（2.5D

圖像），提供更精準(zhǔn)和高效的信息。

它將多種檢測(cè)方式集合在一個(gè)相

機(jī)平臺(tái)，可根據(jù)需求整合，一個(gè)工站

靈活實(shí)現(xiàn)多種檢測(cè)功能，降低客戶(hù)相

機(jī)購(gòu)買(mǎi)的成本和產(chǎn)線(xiàn)空間。

產(chǎn)品小巧緊湊，易于集成，適

用于標(biāo)準(zhǔn)化瑕疵檢測(cè)成像方案，降低

AI 落地的難度、周期和成本，提升

AI 使用效果?？捎糜诟叻唇饘佟⑼?/p>

明玻璃外觀輕微擦劃傷、微小瑕疵的

檢測(cè)；異色分辨；大面積平面度檢測(cè)；

金屬、紡織品輕微翹曲、褶皺的檢測(cè)；

油膜、透明膜下的瑕疵檢測(cè) ；透明液

體形態(tài)、輪廓的檢測(cè)等。

國(guó)際推薦獎(jiǎng) / 金獎(jiǎng)

LUCID

Atlas10 遠(yuǎn)程直接內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)

（RDMA）技術(shù)

LUCID Atlas10 相機(jī)通過(guò)遠(yuǎn)程直

接內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)（RDMA）提供 10GigE

帶寬，優(yōu)化圖像數(shù)據(jù)流。Atlas10 可

繞過(guò) CPU 和操作系統(tǒng)，將 1.2GB/s 的

數(shù)據(jù)流可靠地直接傳輸?shù)街鞔鎯?chǔ)器。

這提高了吞吐量，降低了延遲，并消

除了 CPU 的使用，保證了 10GigE 相

機(jī)的可靠應(yīng)用。

在所有速度的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上都能

實(shí)現(xiàn)最快的吞吐量和最低的延遲，與

現(xiàn)有的交換基礎(chǔ)設(shè)施和布線(xiàn)兼容。通

過(guò)零拷貝、向遠(yuǎn)程緩沖區(qū)發(fā)送和接收

數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包處理的完全硬件卸

載，無(wú)需 CPU 參與。全面的工業(yè)連

接解決方案生態(tài)系統(tǒng)，提供安全連接

器、EMI 屏蔽、接地隔離和網(wǎng)口供

電（PoE）。得到 Broadcom、Marvell、

Nvidia 和 Intel 等眾多硬件和軟件解

決方案供應(yīng)商的支持，促進(jìn)互操作性。

RDMA 是高帶寬、多相機(jī)應(yīng)用

的可行替代方案，提供一種更強(qiáng)大、

更高效的數(shù)據(jù)傳輸方法。

金獎(jiǎng)

感圖科技

明鑒者 FC-BGA AI 檢測(cè)機(jī)器人

明鑒者 FC-BGA AI 檢測(cè)機(jī)器人，

是一種 AI+CV 軟硬融合的一體設(shè)備，

提供全自動(dòng)彩色整體解決方案 ；可

檢尺寸 5×5 ~ 120×120（mm）；可

檢厚度 0.2 ~ 4mm，檢測(cè)精度 3.5μm、

視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China Oct / Nov 2023 39

Tray 盤(pán)自動(dòng)上下料、正反面皆可檢測(cè)；

采用 2.5μm/3.5μm、16K 彩色高速線(xiàn)

掃相機(jī) ；高亮多角度組合光源，可做

到全缺陷類(lèi)別高檢出，包括但不限于

異色、板裂、漏銅、劃傷、異物、壓

傷、凹陷、缺口、蝕刻不良、污染等；

檢出效果 ≥99.95%，漏檢率 ≤0.05%，

過(guò)殺率 ≤2%，CT(s)≤72s/tray ；可做到

實(shí)時(shí)良率監(jiān)控 + 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 +Mes

鏈接等。

自主研發(fā)的深度學(xué)習(xí)多源圖像

融合處理算法，可準(zhǔn)確檢測(cè)并區(qū)分

各類(lèi)復(fù)雜非標(biāo)準(zhǔn)缺陷，檢測(cè)準(zhǔn)確度

>99.99% ；基于數(shù)據(jù)增強(qiáng)的小樣本缺

陷模型訓(xùn)練技術(shù)、基于數(shù)十百?gòu)埲?/p>

陷小樣本，進(jìn)行模型訓(xùn)練并達(dá)到準(zhǔn)

確識(shí)別。

海伯森

3D 閃測(cè)傳感器

HPS-DBL60 3D 閃測(cè)傳感器，是

一種 2D、3D 復(fù)合的高精度視覺(jué)裝置，

包括投影單元、背景照明單元、圖像

采集單元、控制單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元

和數(shù)據(jù)處理單元，可實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)物表

面的高精度、無(wú)死

角測(cè)量。適用于電

子元器件、精密五

金件、鋰電新能源

等材料 2D 輪廓和

3D尺寸的在線(xiàn)檢測(cè)。

測(cè)量精度±20μm，重復(fù)精

度 1μm，量程±6.5mm，視野范圍

62mm×62mm 工作距離 195mm，快

門(mén)速度 50μs ~ 200ms，1000 萬(wàn)像素高

速 CMOS 拍攝。

投影裝置采用彩色投影儀，便于

控制投影圖案的顏色 ；圖像采集單元

中，接收鏡頭采用遠(yuǎn)心鏡頭，可精確

測(cè)量對(duì)象的尺寸 ；背景光源采用面平

行光源，獲得的圖像邊緣清晰銳利，

提高尺寸測(cè)量精度 ；可生成高精度

2D 圖和 3D 深度圖，降低視覺(jué)檢測(cè)系

統(tǒng)的集成難度，提高檢測(cè)節(jié)拍。

靈西機(jī)器人

LINX-2.5D 相機(jī)

LINX-2.5D 視覺(jué)系統(tǒng)只需一次

拍攝，即可獲得 8 幅完整待檢圖像，

精準(zhǔn)檢測(cè)出高反、透明材質(zhì)物體表

面的細(xì)微劃痕、凹凸、臟污等微小

瑕疵。具有多圖成像、多圖像融合、

高分辨力等特點(diǎn)，滿(mǎn)足各類(lèi)細(xì)微缺

陷檢測(cè)需求。

漏殺率 ≤ 0.05%，過(guò)殺率 ≤ 0.8%，

檢出率 ≥ 99.99%，x 軸分辨率 0.03mm，

x 軸最大寬度 400mm，檢測(cè)幀率

11.5kHz。

自研高性能深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練平臺(tái)和

視覺(jué)算法平臺(tái)，賦能各行業(yè)高精度檢

測(cè)。利用圖像增強(qiáng)技術(shù)、多維度特征

提取技術(shù)等，極大提高缺陷檢出率，

可檢測(cè)出傳統(tǒng)視覺(jué)無(wú)法看清的細(xì)微缺

陷，滿(mǎn)足刮傷、臟污、暗沉、異物、

凹凸等缺陷檢測(cè)需求。適用于鋰電、

光伏、汽車(chē)、半導(dǎo)體、面板、3C、一

般工業(yè)、醫(yī)藥、食品等行業(yè)的表面缺

陷檢測(cè)。

凌云光

VisionGLUE 膠水點(diǎn)檢一體視覺(jué)

檢測(cè)系統(tǒng)

針對(duì)點(diǎn)膠檢測(cè)問(wèn)題，凌云光的

VisionGLUE 膠水點(diǎn)檢一體視覺(jué)檢測(cè)

系統(tǒng)，對(duì)路徑規(guī)劃、引導(dǎo)涂膠、涂膠

檢測(cè)進(jìn)行了整體的技術(shù)整合，形成質(zhì)

量閉環(huán)，提升產(chǎn)品工藝質(zhì)量。

膠檢精度可達(dá) 0.03mm ；閉環(huán)控

制后的點(diǎn)膠質(zhì)量準(zhǔn)確率達(dá)到 99.2% 以

上 ；高度集成的建模流程，客戶(hù)技師

可獨(dú)立運(yùn)維，30min 內(nèi)完成獨(dú)立工程

建模 ；一體化成像模組，10min 內(nèi)完

成成像調(diào)試，20min 完成成像一致性

復(fù)制，膠水場(chǎng)景覆蓋度 60% 以上；

提供質(zhì)量管理、基準(zhǔn)建立、生產(chǎn)數(shù)據(jù)

統(tǒng)計(jì)、工藝報(bào)表報(bào)告生成等功能。

適用于攝像頭模組、精密結(jié)構(gòu)件

等點(diǎn)膠檢測(cè)場(chǎng)景。

?？乒怆?/p>

16K 256 階制冷 TDI 線(xiàn)掃描相機(jī)

16K 256 階制冷 TDI 線(xiàn)掃描相機(jī)

創(chuàng)新獎(jiǎng) Innovators Awards

40 Oct / Nov 2023 視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China

TPH16KCXP12-250KT，采用背照式

CCD 傳感器，分辨率達(dá) 16384×256；

最 大 線(xiàn) 速 度：250kHz@8bit，

200kHz@10bit，167kHz@12bit ；

最高支持 256 階 TDI ；5μm 像元；

CoaXPress12 接口 ；具備平場(chǎng)校正、

掃描方向可控等功能 ；支持電子制冷

（低于環(huán)境溫度 20℃）。

集成大規(guī)?，F(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門(mén)

陣列并行處理器，基于多級(jí)曝光累加

式線(xiàn)掃成像原理，

靈敏度可達(dá)傳統(tǒng)

線(xiàn)陣相機(jī)的數(shù)百

倍。主要面向高

動(dòng)態(tài)、高分辨率

以及復(fù)雜工況下的應(yīng)用需求，可應(yīng)用

于 FPD 制程、大尺寸玻璃檢測(cè)、新

型顯示檢測(cè)、半導(dǎo)體領(lǐng)域制程檢測(cè)、

生物影像與科研應(yīng)用等工業(yè)自動(dòng)化檢

測(cè)應(yīng)用，滿(mǎn)足高速、高靈敏度和低噪

聲需求。

凌云光

鋰電池圓柱電芯外觀檢測(cè)裝備

該設(shè)備主要應(yīng)用于圓柱電池出貨

工藝段的成品外觀檢測(cè)，提升檢測(cè)一

致性、準(zhǔn)確度，并實(shí)現(xiàn)上料、裝盒、

貼標(biāo)、下料碼垛等包裝工序協(xié)同。

檢 測(cè) 精 度 ：（1）凹坑類(lèi)缺陷：

面積 ≥ 0.25mm2 ；長(zhǎng)度 ≥ 0.5mm ；寬

度 ≥ 0.1mm ；深 度 ≥ 15um。（2） 點(diǎn)

線(xiàn)類(lèi)缺陷 ：面積 ≥ 0.01mm2 ；長(zhǎng)度 ≥

0.1mm ；寬度 ≥ 0.03mm。設(shè)備產(chǎn)能 ：

300ppm。

可檢測(cè)缺陷（側(cè)面、兩極處缺陷）

包括凹坑、漏液、生銹、劃傷、臟污、

異物、熱縮破套、焊點(diǎn)不良、墊片缺

少、歪斜、多組裝等。2D/2.5D/3D 光

學(xué)融合，可實(shí)現(xiàn)缺陷多維檢測(cè) ；傳統(tǒng)

視覺(jué)檢測(cè)與 AI 結(jié)合，分類(lèi)分級(jí)準(zhǔn)確

度達(dá) 95%，低漏檢 ；采用智能復(fù)判系

統(tǒng)，高效復(fù)判，提升效率。

Teledyne e2v

Snappy Wide CMOS 圖像傳感器

Snappy Wide 8K 寬縱橫比 CMOS

圖像傳感器，專(zhuān)門(mén)用于使用大型傳送

帶的物流應(yīng)用。單個(gè) Snappy Wide 傳

感器可覆蓋大視場(chǎng)，取代多個(gè)傳感器，

實(shí)現(xiàn)更高效、更經(jīng)濟(jì)的解決方案。

擁有 2.5μm 全局快門(mén)像素，可

在 10 位 和 12 位 ADC 模式下提供

67dB 動(dòng)態(tài)范圍。最大分辨率為 8K

（8,192）×4k（4,320）像素（即 17/9

縱橫比），可以使用更低成本的光學(xué)

元 件， 降 低 像 素 冗 余。32 個(gè) ROI，

單次高分辨率拍攝可捕獲更多物體，

可以在更遠(yuǎn)距離捕獲條形碼，在更寬

的視場(chǎng)內(nèi)識(shí)別物體。全分辨率下的幀

率可達(dá) 65fps，非常適合高速物流運(yùn)

營(yíng)，并與 16x 或 32x LVDS 通道兼容。

具有出色的低光信噪比，降低照明要

求，條形碼識(shí)別更容易，圖像質(zhì)量受

系統(tǒng)溫度的影響更小。

度申科技

XGS6500 65MP 光纖萬(wàn)兆網(wǎng)面陣

相機(jī)

XGS6500 65MP 光纖萬(wàn)兆網(wǎng)面陣

相 機(jī)， 分 辨 率 9344×7000，10Gbps

帶寬下最高幀

率 15.5fps， 未

來(lái)可無(wú)縫演進(jìn)

至 40Gbps 帶寬，

最高幀率可達(dá)

60fps。采用 2.3”大靶面圖像傳感器，

像元尺寸 3.2μm，專(zhuān)用采集卡，零丟

幀。支持多相機(jī)應(yīng)用。

采用 10Gbps 帶寬光纖傳輸，抗

干擾，傳輸距離 >300m ；全局快門(mén)曝

光，寬動(dòng)態(tài)范圍，高感度低噪聲 ；支

持白平衡、色溫校正等各類(lèi)型 ISP 功

能 ；內(nèi)置大容量幀緩存，安全可靠的

校驗(yàn)與修復(fù)技術(shù)，保證傳輸可靠與實(shí)

時(shí)；低功耗，低紅外噪聲；無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)，

降低風(fēng)扇帶入的灰塵干擾成像。

適用于 PCB AOI、顯示屏、光伏

等行業(yè)的檢測(cè)與測(cè)量。

博視像元

Rindo HR 系列 3D 相機(jī)

博視像元基于結(jié)構(gòu)光技術(shù)的

Rindo 系列 3D 相機(jī)，適用于微米級(jí)

精度的檢測(cè)和測(cè)量

場(chǎng)景。結(jié)合專(zhuān)為結(jié)構(gòu)

光技術(shù)優(yōu)化的工業(yè)

投影儀，搭載工業(yè)立

體相機(jī)，實(shí)現(xiàn)高分辨

率、高精度測(cè)量的

視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China Oct / Nov 2023 41

同時(shí)，擁有極高的測(cè)量穩(wěn)定性。z 軸

重復(fù)精度可達(dá) 50nm ；6500 萬(wàn)級(jí)點(diǎn)云

數(shù)據(jù) ；采集幀率高達(dá) 71fps ；沙姆投

影設(shè)計(jì)，超高景深；有效解決高反光、

陰影遮擋問(wèn)題。

相機(jī)設(shè)計(jì)緊湊，標(biāo)準(zhǔn)化連接方式

和強(qiáng)大的軟件，方便使用和集成。提

供多種型號(hào)，涵蓋 3D 測(cè)量領(lǐng)域不同

分辨率和測(cè)量范圍。主要應(yīng)用領(lǐng)域包

括半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)、半導(dǎo)體芯片封裝

檢測(cè)、SMT、3D SPI/AOI 檢測(cè)等。

Allied Vision Technologies

Goldeye XSWIR 短波紅外相機(jī)

Goldeye XSWIR 擴(kuò)展型短波紅外

相機(jī)，采用擴(kuò)展型 SWIR InGaAs 傳

感器，感光波段 1900~2200nm，量子

效率高。內(nèi)置雙級(jí)傳感器冷卻（TEC2）

及多項(xiàng)板載圖像校正功能，確保優(yōu)異

畫(huà)質(zhì)。可控制多達(dá) 32 個(gè) ROI，以支

持更高階的光譜波段選擇和幀率優(yōu)化

功能。支持單幀、多幀、連續(xù)或錄像

等多種拍攝模式，自動(dòng)板載圖像校正。

體積小巧，接口豐富（GigE

Vision、PoE 或 Camera Link）， 兼 容

GenlCam 特性控制和完備的 I/O 控件

選項(xiàng)，簡(jiǎn)化相機(jī)與軟件方案的互連，

并支持與其他系統(tǒng)組件同步。

適用于遙感航測(cè)、食品質(zhì)量篩

選、含水量檢測(cè)（濕度）、激光束成形、

制藥流程管控、生物成像中的細(xì)胞分

析、視覺(jué)增強(qiáng)等。

銀獎(jiǎng)

度申科技

QLP 16K 6 線(xiàn) 40GigE 光纖線(xiàn)陣

相機(jī)

度申科技的 16K 6 線(xiàn) 40GigE 全

局快門(mén)彩色光

纖線(xiàn)陣相機(jī)

QLP，像元尺

寸 5μm，位深

10bit。專(zhuān)用采

集卡，零丟幀。

具 備 40Gbps 超 高 帶 寬， 未 來(lái)

可無(wú)縫演進(jìn)至 100Gbps ；行頻可達(dá)

57kHz，支持 2 線(xiàn)彩色 TDI，滿(mǎn)足高

速彩色視覺(jué)檢測(cè)的應(yīng)用所需 ；采用光

纖傳輸，傳輸穩(wěn)定且抗電磁干擾，傳

輸距離超過(guò) 300m，滿(mǎn)足工廠長(zhǎng)距離

傳輸視覺(jué)應(yīng)用需求 ；單根光纖傳輸，

纖細(xì)彎曲半徑小，成本低，易部署。

支持多相機(jī)應(yīng)用。應(yīng)用領(lǐng)域包括：

鋰電薄膜、銅箔、鋁箔檢測(cè) ；高速

PCB AOI 檢測(cè) ；半導(dǎo)體檢測(cè) ；印刷物

檢測(cè)等。

星猿哲

3D 視覺(jué)軟件 XYZ Studio Max

XYZ Studio Max 3D 視 覺(jué) 軟 件，

基于前沿算法技術(shù)與全新 UX 設(shè)計(jì)，

實(shí)現(xiàn)了視覺(jué)、運(yùn)動(dòng)和任務(wù)規(guī)劃三合一。

內(nèi)置的視覺(jué)、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃等多種算法工

具，解決了物流與工業(yè)中物料抓取的

相關(guān)痛點(diǎn)，助力精準(zhǔn)、高效、穩(wěn)定生產(chǎn)。

視覺(jué)算法可抗環(huán)境光干擾，適應(yīng)

多種工作場(chǎng)景。運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法具有碰

撞檢測(cè)節(jié)拍，能自動(dòng)生成最優(yōu)路徑，

引導(dǎo)機(jī)器人無(wú)碰撞抓取。通過(guò) 1:1 仿

真模擬，用戶(hù)可以對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)路徑

進(jìn)行可視化智能設(shè)置，實(shí)時(shí)觀察生成

路徑。

基于圖形化編程，用戶(hù)可以零基

礎(chǔ)快速上手，最快 30 分鐘可完成運(yùn)

動(dòng)設(shè)置、視覺(jué)設(shè)置、任務(wù)規(guī)劃。適配

國(guó)內(nèi)外主流機(jī)器人品牌和操作系統(tǒng)，

適用于工業(yè)無(wú)序抓取、裝配以及物流

拆碼垛、小件揀選等場(chǎng)景。

數(shù)之聯(lián)

追光 AI-AOI

追光系列 AOI 是一款基于深度

學(xué)習(xí)、核心采用自研深度學(xué)習(xí)目標(biāo)檢

測(cè)與異常檢測(cè)框架的產(chǎn)品，極大克服

了傳統(tǒng) AOI 操作復(fù)雜、調(diào)試時(shí)間長(zhǎng)

和誤判高等痛點(diǎn)，缺陷檢出率可達(dá)

99.99%，誤判率低于 3000ppm。

工廠導(dǎo)入追光 AI-AOI 后，漏檢

率低于 0.01%，誤判率低于 0.3%，新

創(chuàng)新獎(jiǎng) Innovators Awards

42 Oct / Nov 2023 視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China

產(chǎn)品程序制作時(shí)間由 1~2 小時(shí)縮減到

10~30 分鐘，大大提高質(zhì)檢效率。用

戶(hù)可根據(jù)工廠實(shí)際工藝進(jìn)程，自主擴(kuò)

展訓(xùn)練模型，迭代出最合適的檢測(cè)模

型。

適用于面板、PCB/PCBA、家電、

新能源電池生產(chǎn)、汽車(chē)零配件等行業(yè)

生產(chǎn)過(guò)程中，產(chǎn)品外觀缺陷的檢測(cè)。

快克智能

固晶 AOI EPOCH A203TZ

QUICK 固 晶 AOI EPOCH

A203TZ（深度學(xué)習(xí)）用于半導(dǎo)體固

晶 鍵 合 基 板、

芯片、NTC 元

件 檢 測(cè)， 自

主研發(fā)光源系

統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制

板卡、視覺(jué)算

法、AI 算法以

及 軟 件 架 構(gòu)，

可檢測(cè) ：芯片位置偏位、芯片外觀損

傷（裂紋、崩邊等）；DBC 污染 / 沾錫、

DBC 裂紋、DBC 氧化、DBC 陶瓷崩

邊 / 破損 / 缺角 ；NTC 的偏移、缺件、

立碑、少錫、開(kāi)焊、錯(cuò)件、損件、本

體裂紋等不良 ；測(cè)量 DBC/AMB 基板

的翹曲度。

主要優(yōu)勢(shì) ：高速飛拍 + 無(wú)縫拼

接獲取整板圖像；2D 數(shù)據(jù)與 3D 點(diǎn)

云數(shù)據(jù)深度融合，檢測(cè) DBC/AMB

基板翹曲問(wèn)題 ；AI 深度學(xué)習(xí)提升芯

片破損 / 劃傷 / 異物的檢出率和直通

率。

適用于功率半導(dǎo)體封裝生產(chǎn)

線(xiàn)， 如 IGBT 單 管 / 模塊以及 SiC

MOSFET/ 模塊封裝生產(chǎn)線(xiàn)。

?？禉C(jī)器人

ID3000XM 智能讀碼器

ID3000XM 讀碼器體積小巧，采

用可旋轉(zhuǎn)出線(xiàn)方案，能適應(yīng)極小安裝

空間需求，三路組合光源的設(shè)計(jì)，滿(mǎn)

足復(fù)雜苛刻的打光環(huán)境，采用深度學(xué)

習(xí)解碼方案，解碼穩(wěn)定，效率高，尤

其針對(duì)疑難碼場(chǎng)景有很好的適應(yīng)性。

IP67 防護(hù)等級(jí)，配件豐富，場(chǎng)景適

應(yīng)能力強(qiáng)?？蓮V泛應(yīng)用在 3C、光伏、

鋰電、汽車(chē)等讀碼應(yīng)用場(chǎng)景。

最大幀率 60fps，最大讀取速

度 90 碼 / 秒， 分 辨 率 1408×1024、

2048×1536、2368×1760，曝光時(shí)間

6~30000μs。

內(nèi)置深度學(xué)習(xí)讀碼算法，可適應(yīng)

多種復(fù)雜工況。能高速采集優(yōu)質(zhì)圖像，

超高易用性，一鍵實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)諧。頂

面、側(cè)面狀態(tài)指示燈以及投影光設(shè)計(jì)，

讀碼狀態(tài)多面可視，一覽無(wú)余。

上海錫明

機(jī)器視覺(jué)底層軟件

上海錫明研發(fā)的機(jī)器視覺(jué)軟件平

臺(tái)，利用深度學(xué)習(xí)算法、圖像處理算

法組建企業(yè)自己的獨(dú)立算法庫(kù)，打斷

國(guó)外壟斷。

該平臺(tái)封裝了全功能工具包，涵

蓋了輪廓匹配、缺陷檢測(cè)、外觀檢查、

測(cè) 量 工 具、 引 導(dǎo) 定 位、OCR/OCV、

數(shù)據(jù)矩陣解碼等功能。客戶(hù)可根據(jù)實(shí)

際需求，購(gòu)買(mǎi)所需工具包模塊，授權(quán)

后即可使用。直觀的圖形化交互界面，

功能模塊易懂易用，拖拽式操作方式

能快速搭建解決方案，可解決工業(yè)領(lǐng)

域 90% 以上的視覺(jué)應(yīng)用問(wèn)題。可兼

容市面上絕大部分品牌的 2D 相機(jī)，

價(jià)格約為國(guó)外品牌的 30%-50%。

主要應(yīng)用于電子、汽車(chē)、零部件、

3C、新能源、半導(dǎo)體、食品、飲料、

包裝、制藥、醫(yī)療器械等行業(yè)。

勁拓股份

焊點(diǎn)及元器件檢測(cè) AOI

該焊點(diǎn)及元器件檢測(cè) AOI 設(shè)備，

采用多光譜超高速可編程光學(xué)系統(tǒng)，

保證檢測(cè)效率的前提下，每個(gè)檢測(cè)視

野采集多張圖像，完美兼容各種缺陷

檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)高

檢 出率及低

誤報(bào)。采用與

人眼最相似的

顏色空間，結(jié)

合特征矢量算

法，實(shí)現(xiàn)高精

度檢測(cè)，降低

程序調(diào)整時(shí)間。綜合 SPI、爐前 AOI、

爐后 AOI 數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)定位工藝不良

環(huán)節(jié)。多維修站模式，實(shí)現(xiàn)不同類(lèi)型

視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China Oct / Nov 2023 43

元件的差異化維修 ；支持 Shopfloor/

MES 系統(tǒng)的連接及交互 ；遠(yuǎn)程調(diào)試

功能實(shí)現(xiàn)不停機(jī)變成調(diào)試 ；智能控制

中心配合NG緩存機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)人化車(chē)間。

適用于印刷電路板、表面貼裝技

術(shù)、封裝測(cè)試等電子制造領(lǐng)域。

銅獎(jiǎng)

Emergent Vision Technologies

Pinnacle LZ-16KG5 100GigE 線(xiàn)

掃相機(jī)

PINNACLE LZ-16KG5 線(xiàn)掃相

機(jī)采用 Gpixel GL5016 CMOS 傳 感

器，分辨率為 16K×16 像素。它堪

稱(chēng)市場(chǎng)上最高速的 16K 5μm 線(xiàn)掃描

相 機(jī)， 單 線(xiàn) 速 率 為 400kHz，三線(xiàn)

133kHz，可實(shí)現(xiàn) 16K 視 覺(jué) 的 高 速、

低噪聲圖像捕獲，確保滿(mǎn)足所有檢

查、分類(lèi)和生產(chǎn)控制要求。采用高速

100GigE QSFP28 接口，速度是 GigE

的 100 倍 ；僅需要一根光纖連接到單

個(gè) 100GigE 網(wǎng)絡(luò)接口卡 ；光纖長(zhǎng)度

范圍 1m~10km，無(wú)需昂貴的光纖轉(zhuǎn)

換器 / 中繼器 ；符合 GigE Vision? 和

GeniCam? 標(biāo)準(zhǔn)。

應(yīng)用領(lǐng)域包括工業(yè)檢驗(yàn)、印刷檢

驗(yàn)、標(biāo)簽檢驗(yàn)、薄膜檢驗(yàn)、PCB 檢測(cè)、

汽車(chē)檢測(cè)、食品分選和分級(jí)以及藥品

檢驗(yàn)等。

貝特威

在線(xiàn)涂膠視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)

該涂膠視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)，能幫助用

戶(hù)實(shí)現(xiàn)涂膠工藝 100% 在線(xiàn)質(zhì)量控制。

該系統(tǒng)主要功能為 ：通過(guò)視覺(jué)傳感器

對(duì)膠線(xiàn)進(jìn)行拍照、分析，對(duì)漏涂、斷膠、

膠線(xiàn)位置偏移、膠線(xiàn)過(guò)寬或過(guò)窄等異

常情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保工件所涂

膠線(xiàn)符合工藝要求，避免不合格工件

流入后續(xù)工位。

傳感器檢測(cè)精度 ±0.1mm，傳感

器工作距離 80~250mm，支持涂膠機(jī)

器人運(yùn)動(dòng)速度 ≤500mm/s（現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)），

≤2000mm/s（IO），支持傳感器傾斜

角度 15°。

本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)膠條全方位無(wú)

死角實(shí)時(shí)檢測(cè)，不占用節(jié)拍時(shí)間，有

效改善車(chē)身質(zhì)量，減少返修次數(shù)，大

幅提升產(chǎn)品合格率。適用于整車(chē)制造、

PACK 電池包制程。

鳳凰

23FV1635-10MP 變焦系列工業(yè)

鏡頭

23FV1635-10MP 變焦系列工業(yè)

鏡頭，擁有業(yè)內(nèi)少有的 1000 萬(wàn)像素

高解像力，變焦范圍 16~35mm，適

配于 2/3”工業(yè)相機(jī)，像元尺寸 2.4μm；

最大光圈 F3.5-F5.6。

其變焦范圍可覆蓋工業(yè)領(lǐng)域常用

的 16mm、25mm、30mm、35mm 等

焦段，滿(mǎn)足不同監(jiān)控距離的需求 ；不

需要多次調(diào)整機(jī)臺(tái)，不需要精細(xì)計(jì)算，

一次聚焦，自由選擇視野 ；全焦段的

光學(xué)性能優(yōu)化及畸變控制，達(dá)到相應(yīng)

焦段定焦鏡頭的解像力和畸變控制標(biāo)

準(zhǔn) ；比定焦鏡頭更強(qiáng)的需求適應(yīng)性，

適配于更為復(fù)雜的工業(yè)項(xiàng)目。

適用于鋰電、光伏、3C 等工業(yè)

全領(lǐng)域。

Teledyne Dalsa

Sherlock 8 無(wú)代碼機(jī)器視覺(jué)軟件

開(kāi)發(fā)平臺(tái)

Sherlock?

8 是一款無(wú)代碼機(jī)器視

覺(jué)軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，其靈活、易用的無(wú)

代碼圖形化開(kāi)發(fā)環(huán)境，支持多線(xiàn)程、

多核處理，海量計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法和指

令，可對(duì)任意物體進(jìn)行測(cè)量和檢測(cè)。

支持利用 GPU 或 CPU 進(jìn)行 AI 模型

推理與部署。兼容所有特勵(lì)達(dá)和第三

方相機(jī)產(chǎn)品，包括面掃描、線(xiàn)掃描、

熱 成 像、X- 射 線(xiàn) 相 機(jī)、3D 輪廓儀

等。3D 數(shù)據(jù)測(cè)量工具包括切片、熱

創(chuàng)新獎(jiǎng) Innovators Awards

44 Oct / Nov 2023 視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China

圖、3D 點(diǎn)云等。所有指令均面向?qū)ο螅?/p>

可通過(guò)編程方式更改以適應(yīng)不同用戶(hù)

場(chǎng)景。包含工廠整合所需的各類(lèi)工業(yè)

通信協(xié)議。可與特勵(lì)達(dá)的相機(jī)生態(tài)系

統(tǒng)無(wú)縫銜接，初學(xué)者也可輕松使用。

Sherlock 可用于讀取條形碼、測(cè)

量零件特性、檢測(cè)破碎區(qū)域、配合

AI 檢測(cè)不易測(cè)量的缺陷等。

Zebra

Aurora 深度學(xué)習(xí) OCR 算法

Zebra 的固定式工業(yè)掃描器和機(jī)

器視覺(jué)系統(tǒng)搭載的 Aurora 深度學(xué)習(xí)

OCR算法，可以快速輕松地閱讀文本。

即使在處理非常困難的情況下，也可

以提供高精度開(kāi)箱即用能力。用戶(hù)只

需幾個(gè)簡(jiǎn)單的步驟，即可創(chuàng)建強(qiáng)大的

OCR 應(yīng)用程序，不需要機(jī)器視覺(jué)專(zhuān)

業(yè)知識(shí)。DL-OCR 附帶了一個(gè)即用型

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)使用數(shù)千個(gè)不同的

圖像樣本進(jìn)行預(yù)訓(xùn)練。

產(chǎn)品具備易于設(shè)置、部署和運(yùn)行；

經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的先進(jìn)技術(shù)；具備可升級(jí)性，

可通過(guò)軟件許可證添加功能等優(yōu)勢(shì)。

可用于制造業(yè)、倉(cāng)儲(chǔ)、物流、食

品飲料、消費(fèi)品制造等領(lǐng)域。

藍(lán)芯科技

花籃上下料機(jī)器人

藍(lán)芯科技花

籃上下料機(jī)器人，

用于光伏電池片

生產(chǎn)車(chē)間干濕花

籃、堆疊卡夾等

全尺寸治具自動(dòng)

搬運(yùn)和上下料。

外形尺寸

1550mm×980mm×2150mm，額定載

荷 200kg ；視覺(jué)導(dǎo)航，視覺(jué)避障 ；繼

續(xù)航行 ≥8h，充電時(shí)間 ≤1.5h ；360°

全包圍 + 立體避障，安全性能更高 ；

頂部視覺(jué) slam 導(dǎo)航，無(wú)懼多變場(chǎng)景，

無(wú)需額外部署，上線(xiàn)即用 ；搭載企業(yè)

核心技術(shù) LX-MRDVS，提供強(qiáng)大的

視覺(jué)感知能力用于對(duì)接、避障、導(dǎo)航

等 ；針對(duì)場(chǎng)景打造業(yè)務(wù)、調(diào)度等平臺(tái)

軟件，貼合生產(chǎn)節(jié)拍保障全自動(dòng)高節(jié)

奏生產(chǎn)。

鐵研信息

Nuvo-9160GC 邊緣計(jì)算人工智能

推理平臺(tái)

Nuvo-9160GC 系列強(qiáng)固型邊緣

計(jì)算人工智能推理平臺(tái)，支持英特

爾第 12/13 代酷睿處理器，最高可支

持 24 核 /32 線(xiàn)程，與英特爾第 10 代

或第 11 代平臺(tái)相比，性能提升兩倍。

支持 NVIDIA 130W RTX GPU，F(xiàn)P32

可達(dá)近 9TFLOPS，適用于需要接多

個(gè)相機(jī)的實(shí)時(shí)人工智能推理應(yīng)用。-

25~60℃的寬溫范圍運(yùn)行，為 GPU 提

供隔離風(fēng)道，避免主機(jī)與擴(kuò)展卡產(chǎn)生

的熱能互相干擾。提供 6 個(gè)以太網(wǎng)相

機(jī)（可選配 PoE+）和 6 個(gè) USB3 相

機(jī)接口，并支持 MezIO 擴(kuò)展模塊，

擴(kuò)展更多 I/O 接口 ；靈活的數(shù)據(jù)存

儲(chǔ)，提供 1 個(gè) M.2 2280 Gen4×4 插槽，

可提供高達(dá) 7000MB/s 的磁盤(pán)讀寫(xiě)速

度，及兩個(gè) 2.5″ SATA 硬盤(pán) / 固態(tài)盤(pán)，

用于存儲(chǔ)擴(kuò)容。

適用于自動(dòng)駕駛、AGV/ AMR、

色選機(jī)、缺陷檢測(cè)等。

ISRA VISION

FPM-Smart 多合一表面檢測(cè)系統(tǒng)

FPM-Smart 是一款高端“多合一”

表面檢測(cè)系統(tǒng)，專(zhuān)門(mén)用于檢測(cè)成品或

預(yù)制件，如蓋板玻璃、藍(lán)寶石、玻璃

wafer、超薄柔性玻璃（UTG）可折

疊玻璃或先進(jìn)透明材料。

FPM-Smart 包括高級(jí)先進(jìn)功能，

如非接觸式輸送和復(fù)雜零件檢測(cè)、

自由形狀檢測(cè)算法和多區(qū)域智能檢

測(cè)（如區(qū)域定義、印刷檢等）?？蓹z

玻璃厚度 0.03~2mm，最大檢測(cè)寬度

200mm，光學(xué)分辨率 25μm/px，傳輸

速度 2.5~9m/min。

主要優(yōu)勢(shì) ：UTG 自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)

并滿(mǎn)足產(chǎn)線(xiàn)節(jié)拍 ；從玻璃傳輸?shù)綑z

測(cè)及工藝監(jiān)控的完整解決方案 ；只

交付無(wú)瑕疵的材料 ；通過(guò)可靠的缺

陷檢測(cè)及關(guān)鍵點(diǎn)分類(lèi)，降低組裝前

的廢品率。

產(chǎn)品擷英 Products Highlights

視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China Oct/ Nov 2023 45

MV-MC系列醫(yī)療專(zhuān)用相機(jī)

維視智造的 MV-MC 系列醫(yī)療專(zhuān)用相機(jī)，采用醫(yī)用級(jí)

清潔度標(biāo)準(zhǔn)，精選無(wú)塵圖像傳感器和濾光片，并做特殊防

塵處理，在無(wú)塵環(huán)境下進(jìn)行生產(chǎn)和測(cè)試，可確保顯微環(huán)境

下圖像無(wú)雜質(zhì)。

相機(jī)采用高性能

CMOS 傳 感 器， 機(jī) 體

專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)隔熱圈，同

時(shí)針對(duì)醫(yī)療應(yīng)用特點(diǎn)

進(jìn)一步優(yōu)化圖像，成像清晰噪點(diǎn)少、圖像更穩(wěn)定。支持脫

離操作系統(tǒng)，通過(guò) FPGA 指令控制相機(jī)采集及參數(shù)設(shè)置，

減少硬件成本。采用 USB3.1 和 GigE 接口，保證高幀率

采集和高速率傳輸，能在保障高樣品通量下穩(wěn)定運(yùn)行，大

大提高了診斷效率。可兼容多類(lèi)圖像處理軟件及操作系統(tǒng)，

通用性更強(qiáng)。

該系列相機(jī)面向醫(yī)療行業(yè)細(xì)分領(lǐng)域，特別適用于人畜

尿沉渣檢測(cè)、尿液有形成分分析、尿干化學(xué)等檢測(cè)儀器。

維視智造，www.xamv.com

8K、16K高行頻系列線(xiàn)陣相機(jī)

度申科技推出三款高行頻系列線(xiàn)陣相機(jī)XLP8K2M20-

H2-F4（8K 2 線(xiàn)黑白）、XLP8K3C20-H2-F4（8K 3 線(xiàn)彩色）、

XLP16K2M20-H2-F4（16K 2 線(xiàn)黑白），均支持分時(shí)頻閃

功能，可按行頻分時(shí)頻閃最多 4 燈，

助力高效生產(chǎn)。黑白相機(jī)可實(shí)現(xiàn) 2

線(xiàn) TDI 圖像拍攝，支持多項(xiàng) ISP 處

理功能，提供高品質(zhì)圖像。

三款相機(jī)的最大行頻分別是

171kHz、57kHz 和 85kHz，搭配度

申科技推出的升級(jí)版客戶(hù)端軟件及 SDK，連接相機(jī)后能

快速調(diào)節(jié)參數(shù)，可適配多平臺(tái)開(kāi)發(fā)，為用戶(hù)提供簡(jiǎn)單、易

用的相機(jī)使用體驗(yàn)。

度申科技，www.do3think.com

機(jī)器視覺(jué)軟件MERLIC全新5.4版本

MVTec Software 將推出 MERLIC 的全新版本

MERLIC 5.4。MERLIC 5.4 使用 REST 插件擴(kuò)展了可用的

MERLIC Communicator 插件，此接口打開(kāi)了通往 Web 服

務(wù)的大門(mén)。MERLIC 用戶(hù)可以通過(guò)這個(gè)接口控制軟件，使

用 Web 瀏覽器上的前端。此外，機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用程序的結(jié)

果也可以顯示在移動(dòng)設(shè)備上。

MERLIC 5.4 中的新插件允

許用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)施耐德電氣 Modicon

PLC，擴(kuò)大了 MERLIC 的 應(yīng)

用范圍。這種集成將使機(jī)器人

和 MERLIC 能夠直接通過(guò)運(yùn)行

Modbus 協(xié)議的 Modicon PLC 進(jìn)行協(xié)作。

MVTec Software，www.mvtec.cn

CoaXPress-over-Fiber接口數(shù)字相機(jī)VC21MDF-M/C460I

Vieworks 首 款 CoaXPress-over-Fiber 接口數(shù)字相機(jī)

VC-21MDF-M/C460I，具有高速度和高分辨率，在 2100

萬(wàn)全分辨率下幀率可達(dá) 454fps。CoaXPress-over-Fiber 接

口支持高達(dá) 80Gbps 的圖像數(shù)據(jù)傳輸 ；配備 Vieworks 的創(chuàng)

新技術(shù)，不僅可實(shí)現(xiàn)高

幀率，還可擴(kuò)展電纜長(zhǎng)

度。

提供風(fēng)扇型和散熱

器型兩種版本，適用于

需要高速、高分辨率的應(yīng)用場(chǎng)景，如 FPD、PCB 和半導(dǎo)

體檢測(cè) ；研究與科學(xué)成像、文件與膠片掃描等。

Vieworks，vision.vieworks.com

堆疊式dToF深度傳感器VA6320

芯視界微電子的全新堆疊式 dToF 深度傳感器

VA6320，采用芯視界的背照式 BSI SPAD 傳感器技術(shù)與深

隔離槽 DTI 工藝，相較于傳統(tǒng) FSI 技術(shù)提升近 7 倍的探

測(cè)效率。傳感器尺寸小巧，支持 1200 點(diǎn)分辨率，60fps 幀率，

為攝影、AR/VR 等應(yīng)用設(shè)備提供低成本、高性能解決方案。

VA6320 采用業(yè)界先進(jìn)的 3D

堆棧式結(jié)構(gòu)，通過(guò)晶圓級(jí) Cu-Cu

金屬混合鍵，將傳感器晶圓與影

像處理邏輯晶圓結(jié)合起來(lái)。在減

少芯片面積的同時(shí)，能針對(duì)傳感

器與邏輯電路不同的特性，采用

不同的工藝設(shè)計(jì)，做到性能與功耗的整體提升。

VA6320 在近紅外波段具有優(yōu)異探測(cè)性能，可降低像

素間的光學(xué)串連，PDE 探測(cè)性能優(yōu)于業(yè)界水準(zhǔn)。

芯視界微電子，www.evisionics.com

產(chǎn)品擷英 Products Highlights

46 Oct/ Nov 2023 視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì) Vision Systems Design China

FLIR E5 Pro和E6 Pro紅外熱像儀

Teledyne FLIR 推出免調(diào)焦的兩款熱像儀 FLIR E5 Pro

和 FLIR E6 Pro，均配備 3.5 英寸觸摸顯示屏、支持 FLIR

Ignite 云連接，具備傻瓜式拍攝功能和手槍式握把外形設(shè)

計(jì)。配備 FLIR 多波段動(dòng)態(tài)成像 MSX? 功能，結(jié)合內(nèi)置的

500 萬(wàn)像素?cái)?shù)碼相機(jī)和 LED 補(bǔ)光燈，用戶(hù)可更深入地了

解待測(cè)區(qū)域，并在昏暗環(huán)

境中捕捉視覺(jué)細(xì)節(jié)，用戶(hù)

還可使用全新的屏幕注釋

功能突出關(guān)鍵檢測(cè)結(jié)果。

適用于近距離專(zhuān)業(yè)

級(jí)機(jī)械、建筑物和電氣紅

外檢測(cè)場(chǎng)景，其中包括檢測(cè)水分侵入、隔熱層缺失、電氣

連接、設(shè)備間的溫差和設(shè)備故障隱患等。

Teledyne FLIR，www.flir.cn

萬(wàn)兆網(wǎng)光口線(xiàn)陣相機(jī)系列

奧普特開(kāi)發(fā)了系列萬(wàn)兆網(wǎng)光口線(xiàn)陣相機(jī)，突破傳統(tǒng)協(xié)

議帶寬限制，實(shí)現(xiàn)超高行頻和超遠(yuǎn)距離傳輸，抗干擾能力

強(qiáng)，能極大滿(mǎn)足市場(chǎng)對(duì)更高速度、更高精度的視覺(jué)檢測(cè)需

求。

相機(jī)分辨率涵蓋 4K、

8K 及 16K 等，在像元尺

寸、成像效果及圖像處理

算法等方面進(jìn)行了重點(diǎn)升

級(jí)優(yōu)化 ；最大采用 7μm 像元尺寸的芯片，可提供低噪聲

及寬動(dòng)態(tài)范圍。配合豐富的 ISP 算法，對(duì)采集的圖像進(jìn)行

預(yù)處理，如 FFC 平場(chǎng)校正、伽馬校正、黑電平校正、降噪等，

并支持自動(dòng)增益、自動(dòng)曝光、銳化及 LUT 等功能。

最高行頻可達(dá) 180kHz，理論帶寬可達(dá) 10Gbps，可

大幅縮短整體 CT 時(shí)間，更快完成圖像采集并傳輸給工控

機(jī)，廣泛適用于對(duì)檢測(cè)精度和速度較高的場(chǎng)景，如鋰電池、

3C 電子、汽車(chē)制造等行業(yè)。

奧普特，www.optmv.com

RVS-SE標(biāo)準(zhǔn)拆垛系統(tǒng)

圖漾科技發(fā)布 RVS Standard Edition 標(biāo)準(zhǔn)拆垛系統(tǒng)，

面向拆垛類(lèi)應(yīng)用提供完整的 3D 視覺(jué)方案標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，可與

主流工業(yè)機(jī)器人配合，無(wú)需二次開(kāi)發(fā)即可輕松完成拆垛工

作站的實(shí)施與交付。

事件視覺(jué)評(píng)估套件EVK5

普諾飛思推出高速、經(jīng)濟(jì)高效且緊湊的評(píng)估套

件（EVK），以滿(mǎn)足計(jì)算機(jī)視覺(jué)開(kāi)發(fā)人員想要基于堆棧

式事件視覺(jué)傳感器 IMX646 HD 開(kāi)發(fā)應(yīng)用的需求。新

款 EVK 采 用 優(yōu) 質(zhì) 鋁 合 金 材 質(zhì)， 重 量 僅 95g，尺寸為

35mm×35mm×35.27mm，可安裝在空間有限的機(jī)器視覺(jué)

系統(tǒng)中。

新 款 EVK 由 USB 充 電， 配

套一個(gè) CS 接 口 鏡 頭、 一 個(gè) CS

轉(zhuǎn) M12 轉(zhuǎn) 接 環(huán)、 一 根 USB-A 轉(zhuǎn)

USB-A 數(shù)據(jù)線(xiàn)、一個(gè)三腳架轉(zhuǎn)接

螺母、一根 EVS 觸發(fā)線(xiàn)以及一本

入門(mén)指南。

該 款 EVK 功 能 完 善， 在 中 國(guó) 設(shè) 計(jì) 制 造， 并 針 對(duì)

中 國(guó) 本 地 需 求 進(jìn) 行 優(yōu) 化， 可 與 普 諾 飛 思 Metavision?

Intelligence 軟件兼容，配備技術(shù)支持、支持訪(fǎng)問(wèn)知識(shí)中心、

應(yīng)用說(shuō)明、高級(jí)文檔，以及一個(gè)由全球 10000 多名開(kāi)發(fā)者

用戶(hù)組成的高速發(fā)展的社區(qū)論壇。

普諾飛思，www.prophesee.ai

Hyperlux LP圖像傳感器AR0544/AR0830/

AR2020

安森美推出適用于工業(yè)和商業(yè)相機(jī)的 Hyperlux LP 圖

像傳感器系列，包括 AR0544、AR0830 和 AR2020，分辨

率分別為 500 萬(wàn)、800 萬(wàn)和 2000 萬(wàn)像素。

此傳感器系列基于 1.4μm 像素，提供業(yè)界領(lǐng)先的圖

像質(zhì)量和低功耗，即使在惡

劣的照明條件下也能捕獲清

晰、生動(dòng)的圖像?？稍诔?jí)

低功耗模式下運(yùn)行，僅消耗

全功能模式時(shí)所需功率的一

小部分，并提供多個(gè)感興趣

區(qū)域，以更低的帶寬提供場(chǎng)景多窗口視圖，能同時(shí)提供原

始細(xì)節(jié)圖像的窗口。

采用堆疊式架構(gòu)設(shè)計(jì)，能最大限度減少產(chǎn)品體積，最

小型號(hào)小如一粒米，是尺寸受限的緊湊型設(shè)備的理想選擇。

其應(yīng)用場(chǎng)景覆蓋智能門(mén)禁、安防攝像頭、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）

/ 虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）/ 擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（XR）頭戴裝置、機(jī)器視覺(jué)

和視頻會(huì)議等。

安森美，www.onsemi.cn