VisionChina

展览会指定宣传媒体

2024/07

扫一扫，关注

机器视觉专业委员会

官方微信

机器视觉一“线”牵

让“中国制造”

成为高品质代表 -访福建优恩立光电科技有限公司联合创始人 沈银

-访东莞市大相智能科技有限公司总经理 黄健健

方诚第三代工业相机IV系列多功能口的应用 基于科惠力3D相机的汽车电池包涂胶质量问题解决方案

卷首语

于晓娟

2024年07月01日

5月在北京刚刚结束的“中国机器视觉助力智能制造创新发展大会”仍余温未了，7月上海又迎

来了这个全球性的贸易盛会“VisionChina”。不得不说，尽管当前国内外经济政治形势扑朔迷离，

尤其是以美国主导的西方国家在经贸上筑起的高墙小院导致的贸易战层出不穷，使本就萎靡不振的

全球经济雪上加霜。但本次展览会的外资企业参展数量依然是亮点，可谓是一展汇全球。也说明上

海VisionChina展览会给海内外行业企业带来了信心和魅力。

当然，信心归信心，但经济发展中的问题还是比较严重，既有外部环境带来的贸易战影响，也有

内部环境的政策等因素，以及各行各业“内卷”而引发的恶性竞争，这些都已成为不争的事实。单就

行业或企业发展的“内卷”来说，实质是一种变向的内耗，对于中国机器视觉企业，“内卷”的本质

就是恶性竞争。我们倡导行业同仁不要依靠简单粗暴的价格战来取得一时的业绩，不要依靠偷工

减料等低水平制造在短时间内获取利益，这种短视行为既走不长远，更不可能让企业站立于世界舞

台。

如何带领企业走出低谷，如何在行业立有一席之地，甚至在全世界享有盛誉，唯有踏踏实实

“练内功”，紧盯市场精心耕耘，做一流的产品，一流的服务，把练好自身“内功”作为一剂良方，拓

展细分市场、深挖用户的需求，真正为用户创造价值。

另一方面，从刚刚在北京结束的“中国机器视觉助力智能制造创新发展大会”可以看出，行业

的蓬勃发展和关注热度都是毋庸置疑的，中国一直在积极适应全球经济形势的各种变化。面对当前

的逆全球化挑战，只想把产品卖到当地市场赚大钱，已经是过时的套路了。在自身过硬的基础上，我

们要树立一种共生共赢的发展格局和思维，比如，东南亚市场的发展，我们在前两年已经有过试水，

得出的结论就是要有促进当地经济发展的意识和责任，更多与当地的企业共建工业能力，加强合作

共赢，才能使全球化业务发展更加顺利。尤其针对欠发达地区或国家，需要提供必要知识培训，还

需要足够的耐心和精心的服务，培育弱小市场，实质就是培育未来的大市场，为未来的我们留下拓

展的空间！

练好 “内功”做自己，坚持创新是主题。期待未来有更多的中国品牌走向世界，创造辉煌！

练好 “内功”再出发

8 CATALOGUE 目录 16/ 方诚第三代工业相机IV系列多功能口的应用

19/ 基于科惠力3D相机的汽车电池包涂胶质量问题解决方案

25/ 浅析AI在集成电路加工与量检测设备中的应用

33/ 使用单目液体透镜光学系统重建3D点云和深度图 P58 PRODUCT&TEK

产品与技术

10/ 天准科技成立全资子公司，深耕智能驾驶与泛机器人领域

10/ Prophesee携手AMD，推出事件视觉解决方案

11/ 长沙市电子工业学校与长步道进行校企合作签约

11/ 凌云光推出短波红外面阵相机中的六边形战士

12/ 拓疆者与住友商事签订远程智控系统日本销售独家代理协议

12/ 博视像元发布NIR BC-GN25M12X4相机

13/ 鑫图发布高灵敏高速大靶面相机Aries 6506&6510相关数据

13/ 长光辰芯发布4K真彩色高速线阵CMOS图像传感器

14/ 珩图科技VRH9-020B结构光3D相机正式发布

14/ 视科普正式发布SCAPE CoCreator

14/ 视比特推出模组式3D在线测量系统

15/ 绎立锐光推出全新高亮度线光源模组MV480

15/ 梅卡曼德超高精度3D线激光轮廓测量仪Mech-Eye LNX发布

P10 NEWS

行业新闻

P16 EXPERT REVIEW

专家综述

58/ S1000MF.AI高速工业相机⸺国产智造，创新引擎

61/ 微视觉系统及技术在泛半导体行业检测中的应用

65/ 猛虎焊接平台⸺3D视觉智能焊接引导应用

68/ 硅片上的光影贴合

⸺UV-LED曝光系统在晶圆边缘曝光（WEE）中的

高效应用

42/ 机器视觉一“线”牵

――访东莞市大相智能科技有限公司

总经理 黄健健

46/ 当光学遇见视觉

⸺访山东菲涅尔光电科技有限公司

总经理 杨全卿

50/ 解码未来，视觉赋能

⸺访深圳市研祥金码科技有限公司

全国销售总监 周启航

P42 CHARACTER

INTERVIEW

人物专访

38/ 让“中国制造”成为高品质代表

⸺访福建优恩立光电科技有限公司

联合创始人 沈银

P38 COVER STORY

封面故事

54/ Vision+AI圆桌揭秘

⸺智创工业新篇章，视觉赋能未来生产力

P54 SPECIAL REPORT

特别策划

9

MACHINE VISION 2024/07

94/ 东声智能“AI+2D3D视觉”，领跑新能源汽车质量

检测

96/ The Imaging Source 嵌入式视觉实现咖啡AI选豆

98/ 宜科智能3D激光轮廓传感器助力铆钉高效精准检测

100/ 洛微科技高精度3D相机

⸺全自动料口定位，引领安全高效生产新时代

102/ 荧光片晶圆AOI案例分享

104/ 高亮防水线光源在列车运行检测中的应用

106/ 案例应用⸺Micro LED巨量转移

P94 CASE

应用案例

主管单位 Competent Authority

机器视觉产业联盟

Machine Vision Industry Union of ZGC (CMVU)

主办单位 Sponsor

《机器视觉》杂志社

Machine Vision Magazine

指导单位 Instructed by

全国光电测量标准化技术委员会（SAC/TC 487）

National Technical Committee 487 on Opto-electronic Measurement

of Standardization Administration of China

杭州照相机机械研究所有限公司

Hangzhou Photographic Machinery Research Institute Co.,LTD.

主编 Editor in chief

韦穗 Wei Sui

执行主编 Editor in Chief

于晓娟 Yu Xiaojuan

编辑部 Editing Department

尹超 Yin Chao、徐晓丹 Xu Xiaodan、周晓旭 Zhou Xiaoxu

安卓 An Zhuo、何青 He Qing、雷国良 Lei Guoliang

霍云 Huo Yun、马晓璐 Ma Xiaolu、周轩 Zhou Xuan

梁佳宝 Liang Jiabao、何敏 He Min

美编设计 Art Designer

邹恩壮 Zou Enzhuang

编委 Editorial Board member （按拼音字母顺序排列）

陈列 Chen Lie、丁少华 Ding Shaohua、段德山 Duan Deshan、

冯兵 Feng Bing、葛世清 Ge Shiqing、顾仁 Gu Ren、韩旭 Han Xu、

何建国 He Jianguo、胡晓颖 Hu Xiaoying、黄锋 Huang Feng、

黄还清 Huang Huanqing、黄健健 Huang Jianjian、黄耀 Huang Yao、

贾永华 Jia Yonghua、金少峰 Jin Shaofeng、劳永革 Lao Yongge、

李铭 Li Ming、李同月 Li Tongyue、李希 Li Xi、刘俊梅 Liu Junmei、

刘中 Liu Zhong、卢兴中 Lu Xingzhong、苗永帅 Miao Yongshuai、

潘津 Pan Jin、孙磊 Sun Lei、王华 Wang Hua、王林 Wang Lin、

王振宇 Wang Zhenyu、吴笛 Wu Di、吴凯 Wu Kai、

向先文 Xiang Xianwen、谢家振 Xie Jiazhen、徐大鹏 Xu Dapeng、

徐英莹 Xu Yingying、杨敏 Yang Min、杨森 Yang Sen、

杨少荣 Yang Shaorong、杨艺 Yang Yi、余茂松 Yu Maosong、

于晓娟 Yu Xiaojuan、张文桥 Zhang Wenqiao、张旭 Zhang Xu、

周才健 Zhou Caijian、周盛民 Zhou Shengmin、朱江兵 Zhu Jiangbing、

朱翊斌 Zhu Yibin

地址 Add

北京市海淀区中关村南四街紫金数码园三号楼 910 室

Room 910, No.3 Building, Zijin Digital Park, South 4th Street,

Zhongguancun, Haidian District, Beijing

邮编 Post: 100190

电话 Tel: 010-62650570 62650592

E-mail: yxj@china-image.cn

网址 : www.china-vision.org

发行方式 Distribution：

内部赠阅 ( 直投 ) Internal subscription(Direct Mail)

70/ 威格勒机器视觉软件uniVision 3

⸺远超限制提供无限灵活性

72/ 基于离轴三反系统的线扫镜头设计

74/ 慕藤光拼接相机

⸺广纳万象，拼接视界未来

76/ 迈德威视GEC404

⸺近红外相机新标杆

78/ AI-Vision 赋能工业视觉让3D测量更简单

82/ 以高性能图像传感器加速机器视觉应用落地

84/ 3D扫描系统，将数字角色带入现实

86/ 阿加犀基于高通芯片的智能工业相机

⸺高性价比改写工业检测新篇章

88/ 新一代机器视觉传输线缆

90/ 高精度图像测量仪IMAGE3 MAX2

92/ 浅谈视觉光源尺寸选型方法

天准科技成立全资子公司，深耕智能驾驶与泛机器人领域

6月3日，天准科技宣布设立名为苏州天准星智科技有限公司的

全资子公司，定位于智能驾驶、具身智能以及低空经济等领域，

提供人工智能底层技术和软硬件产品。天准星智注册资本2亿

元，经营范围涵盖人工智能硬件和基础软件开发、人工智能理论

与算法软件开发，以及人工智能通用应用系统等多个方面。

天准科技长期深耕智能驾驶和机器人业务，布局车规级智能驾驶

域控制器及AI边缘计算控制器两大产品线。车规级自动驾驶域

控制器基于国产芯片地平线征程5及征程6研发，面向高阶自动

驾驶乘用车前装量产。AI边缘计算控制器基于英伟达Jetson构

建，已经落地到无人物流车、智能网联、低空经济、具身智能等

多个应用场景。

在2023年，天准科技智能驾驶业务实现61.94%的高速增长，并

获得广汽、上汽等主机厂的智能驾驶域控制器开发定点项目和概

念验证（POC）项目。2024年4月，天准科技成为地平线新一代

征程6计算平台的首批四家量产合作伙伴之一，为将来进一步业

务发展打下了坚实的基础。

天准科技此次投资设立天准星智子公司，是公司重仓通用人工智

能（AGI）、推进长期发展战略的重要布局，可以更好地适应智

能驾驶业务的高速发展，并进一步大力拓展具身智能、低空经济

等业务。子公司未来可通过引入产业投资、联合开发等更加灵活

的形式，与产业链上下游紧密合作，促进业务的快速发展。

Prophesee携手AMD，推出事件视觉解决方案

5月30日Prophesee宣布，其Metavision® HD事件视觉传感器和

AI算法现已支持AMD Kria™ KV260视觉AI入门套件（AMD

Kria™ KV260 Vision AI Starter Kit），两者的强强联合将加速

高级边缘机器视觉应用的开发。同时，此次合作也标志着业界首

款兼容AMD平台的事件视觉开发套件问世。该套件将为客户提

供一个高效平台，助力客户快速评估智慧城市、机器视觉、安全

摄像头、零售分析等领域的工业级解决方案，并将其投入生产。

KV260视觉AI入门套件是AMD Kria™ K26系统模块（SOM）的

开发平台，专为高级视觉应用开发而构建，无需开发者拥有复杂

的硬件设计知识或FPGA编程技能。AMD Kria SOM适用于边缘

AI应用，开箱即用（production-ready），配备数量丰富的I/O

接口，高能效且具有成本效益，可加速视觉和机器人任务。结合

Prophesee突破性的事件视觉技术，机器视觉系统开发者可利用

Metavision平台的低延迟和低功耗优势，创建出传统基于帧的

视觉方案无法实现且更高效的应用。

该套件中包含一款突破性的即插即用主动光通信（A c t i v e

Markers Tracking）应用程序，支持>1,000Hz的3D姿态估计

（3D pose estimation），能够在像素级别上完全消除背景干

扰，同时在复杂的照明条件下提供极高的鲁棒性。该款应用程

序展现了Prophesee Metavision事件视觉技术的独特功能，为

实现一系列全新的超高速跟踪用例提供了助力，如游戏控制

器跟踪、建筑工地安全、重载防摇摆系统等。

此外，更多的即用型应用算法将在未来几个月内推出。

Prophesee联合创始人兼首席执行官Luca Verre表示，“通过与

AMD联手，我们打造了一款高效的开发辅助工具，让开发基于

事件的边缘应用变轻松。为了让开发人员充分体验事件视觉技术

低功耗和低延迟的独特优势，我们提供了全方位的资源支持，同

时打造了一个灵活的开发环境，让开发人员能够基于客户定制应

用和用例的具体 KPI，优化机器视觉系统。此举将进一步加速事

件视觉技术在关键细分市场的普及，而Metavision的独特优势

也将助推这些细分市场的创新发展。”

图 Prophesee Metavision入门套件，AMD Kria KV260和主动光通信

（ Active Marker）LED板

10 NEWS 行业新闻

长沙市电子工业学校与长步道进行校企合作签约

5月23日，长沙市电子工业学校与长沙雨花经开区企业举行校企

合作签约仪式。长步道总经理白振代表公司参与此次签约仪式，

并签订了校企合作协议，共同开启了一段全新的校企合作旅程。

此次签约，标志着双方将在人才培养、科研合作、实习就业等方

面展开全方位的合作。通过校企合作，学校将紧密结合产业发展

需求，优化专业设置和课程内容，为学生提供更多实践机会，增

强其就业竞争力。根据协议，长步道将为长沙市电子工业学校的

学生提供实习岗位，还将参与课程开发、教师培训等方面的工

作。同时，长沙市电子工业学校将依据企业的反馈调整教学计

划，确保教育内容与企业需求同步更新，实现共赢发展。

本次校企合作不仅是双方优势互补、资源共享的开始，也是双方致

力于培养更多高素质应用型人才、推动社会经济发展的重要举措。

未来，长沙市电子工业学校与长步道将本着互利互惠的原则，不断

深化合作内容，拓宽合作领域，共同书写校企合作的崭新篇章。

凌云光推出短波红外面阵相机中的六边形战士

5月24日，凌云光·红外最新推出短波红外面阵CB2000-GE640-

300ST-01相机，继CL1280、U31280系列的第三代产品，在传承了

前两代优秀基因的基础上同时打造优中选优短波红外面阵相机。

首先，可见光相机像人眼一样只可对水果的大小、颜色进行判

断，但是水果表皮内部淤伤却是可见光无法检测的，因水果表皮

内部出现淤伤处含水量会提高，利用凌云光GigE640短波红外相

机900~1700nm谱段，可以穿透水果看到暗伤。同时通过ROI开

窗处理，让客户降低处理一倍数据量，TEC二级制冷的加持进一

步减少噪声的干扰，对水果检测的图像大小需求而言640x512分

辨率是最佳适配。

其次，凌云光短波红外GigE640相机，可以有效消除由于光路中

颗粒散射、传感器玻璃抗反射层污染，确保实现激光光斑拍摄理

想的成像结果，同时相机高帧频可满足部分高速激光应用。

而在低照明度、天气环境恶劣状况时，凌云光GigE640短波红外

面阵相机15μm大像元可以获得更多光子信息，让灵敏度提升，

通过图像增强及LUT宽动态等特色算法功能开启调节，使清晰成

像，像孙悟空一样拥有火眼金睛可轻松穿云透雾。

采用15μm短波面阵主流像元尺寸可看见更多细节，900~1700nm

短波红外谱段，300fps高帧频，标准GigE Vision2.0可兼容第三方

软件，用户可选低/中/高三档不同增益模式。是一款小体积、高动态

范围、高信噪比的全能六边形战士，尤其适用于工业应用场景的短

波红外面阵相机。

既能+又能+还能=全能。凌云光GigE640短波红外相机拥有各种

特色算法功能和优秀的性能，是短波红外系列当之无愧的全能六

边形战士。

MACHINE VISION 2024/07

11

拓疆者与住友商事签订远程智控系统日本销售独家代理协议

拓疆者自研的硬件模块可无损后装到挖掘机上，最快2天可完成

对设备本体的智能化升级。在中国，除液压挖掘机外，拓疆者也

完成了装载机、推土机、电铲等设备的智能化升级（日本正积极

推进相应设备的引入）。

本次签约，住友商事将作为拓疆者在日本市场的独家进口和销售

代理商，负责为日本工程机械使用方提供挖掘机远程智能操控系

统解决方案。此外一起完成日本国内测试的株式会社大林组

（CEO莲轮贤治），也将一同推进挖掘机远程操控系统在日本国

内的覆盖，为缓解作业现场人手不足与危险事故发生、改善劳动

环境、创造多样化人才作出贡献。

5月21日，住友商事株式会社（CEO上野真吾）与北京拓疆者智

能科技有限公司（CEO隋少龙）签订了日本地区工程机械远程智

能操控系统销售独家代理协议。

本次提供的工程机械远程智控方案以挖掘机为核心设备，旨在解

决日本地区采石矿业、港口装卸业、工业废弃物处理业、制造业

等行业中与现场操作相关的问题。

日本国内作业现场面临着严重的操作员老龄化、人手不足、青

年人才培养等困境。因此能够改善振动、噪音、粉尘等恶劣的

工作环境，创造多样化人才就业的工作条件，减轻操作员的身

体负担，实现工作方式改革的工程机械远程智控系统的需求不

断上升。

拓疆者通过远程操控解决方案和人工智能技术，打造出稳定实

用，便于上手的远程操控系统。拓疆者自研视觉传感系统（摄像

头），可以从操作台实时掌握作业现场情况。远控系统支持

4G、5G、Wi-Fi等通信方式，能够依据客户需求进行组网并实

现工程机械的远程操控。在日本应用案例中，系统最远遥控距离

可达到1700公里（北京-大阪）。

博视像元发布NIR BC-GN25M12X4相机

标准要求。机身小巧、重量轻盈，70mm*70mm行业小体积, 为

同行同等机型体积的60%。

该相机近红外波段的响应效率显著提升，能够在近红外光环境下

保证成像效果，在常见的近红外应用中，如光伏、半导体晶圆检

测、激光检测、眼科医疗等应用中，能够确保细节的获取与图像

亮度效果的呈现。

5月15日，博视像元宣布面向高端科研、半导体芯片、激光、光

伏等工业等领域，打造了一款功能全面性价比极高的近红外相机

BC-GN25M12X4，相机搭载Gpixel-GMAX0505全局快门高速

CMOS图像传感器。

同时兼容可见光和近红外光谱成像，支持300nm至1100nm光谱

范围，同时具有高量子效率。一台相机实现同时拍摄可见光和

NIR光谱图像，从而降低系统总体成本！

B C-GN25M12X4近红外相机，5120*5120方形Sensor设计,

3D-AOI 多光机正方形成像视野的最佳匹配。像元尺寸

2.5um*2.5um，可满足检测系统画质、分辨率和精度等方面的高

12 NEWS 行业新闻

鑫图发布高灵敏高速大靶面相机Aries 6506&6510相关数据

6月3日，鑫图发布了使用Gpixel Gsense 6510BSI开发的新一代

高灵敏度高速大靶面相机：Aries 6506/6510相关技术参数。

另外，测量快速变化的信号不仅仅需要相机具有高速度，也需

要有足够的像素满井容量来分辨信号的变化。在我们的高速模

式下，用户可根据应用需要选择1,000 e-或15,000 e-的满井容

量模式，强度测量精度相比8 bit 和200 e-满井容量的相机有质

的提升。

Aries 6506/6510在产品设计上致力于实现高灵敏度、大视野和

高速性能的理想平衡。除了在产品开发上实现芯片本身的极致性

能外，还特别设计了丰富的数据读出模式，成像靶面和数据接

口，以满足科学成像极致应用需求。

其中，Aries 6506/6510新增了“极限灵敏度”读出模式。该模

式实现了95% QE和低至0.7 e-的读出噪声，大大拓展了弱光的探

测下限。

Aries 6510拥有29.4mm大靶面尺寸；而Aries 6506则搭配显微

镜标准22mm的C接口成像视野。Aries 6506/6510使用标准GigE

接口，无需昂贵的采集卡和笨重的电缆，也不要求复杂的系统启

动顺序，高速图像采集也能有即插即用的轻松体验。

长光辰芯发布4K真彩色高速线阵CMOS图像传感器

GL7004采用10bit ADC设计，通过12对Sub-LVDS接口进行数据

传输，单线最高行频可达250kHz，可满足绝大部分高速工业检

测应用。

GL7004采用高可靠性、紧凑型的CLCC封装，同时优化了芯片

设计，芯片仅需3路外供电源，降低芯片的整体功耗，使得芯片

在全速运行下的功耗仅为1W，方便用户的硬件开发与集成。

5月28日，长光辰芯发布全新4K线阵产品⸺GL7004，该产品

具备高行频、低功耗、高集成度等优势，同时相比于同类型产品

性价比更高。GL7004进一步拓展了长光辰芯的线阵产品线，为

用户在光伏检测、铁路检测、2.5D视觉等工业应用场景提供了

更加丰富的解决方案。

GL7004采用7um像素设计，具有10.5ke-的满阱和4.3e-的读出

噪声，单幅最高动态范围可达61.5dB。芯片的峰值量子效率为

76.8% ，通过近红外增强技术，使得GL7004在850nm处的量子

效率大于30%，以满足在新能源光伏检测中的需求。

GL7004的分辨率为4096 (H) x 4 (V)，为用户提供黑白和彩色两

种版本，彩色版本芯片采用RGBW真彩色像素阵列，采用了

7um的线间距设计，最大程度上减少颜色串扰，实现更好的色

彩还原效果。GL7004支持多种选线模式：单线、双线、三线和

四线模式，同时每行像素的曝光时间可独立控制，用户可根据使

用情况灵活调节以获取最优成像效果。

· 95% 峰值OE, 0.7e- 读出噪声

· 6.5 um 像元尺寸

· 22 mm FOV. / 29.4 mm FOV.

· 200 fps@5.8MP /150 fps @10.2MP

· GigE 数据接口

Aries 6506/ Aries 6510

Aires 6510

Diagonal: 29.4 mm

Area: 20.8 mm x 20.8 mm

Aires 6506

Diagonal: 22 mm

Area: 15.7 mm x 15.7 mm

Microscope FOV at 22mm

MACHINE VISION 2024/07

13

珩图科技VRH9-020B结构光3D相机正式发布

5 月 9 日，珩图科技宣布高精度迅猛龙（ H i g h - a c c u r a c y

Velociraptor）正式推出全新型号的面扫结构光3D相机⸺

VRH9-020B。这款产品不仅延续了VRH系列一贯的高性能高性

价比定位，更在配置性能上实现了全新的升级。

VRH9-020B以其更小、更精密的视野范围和显著提升的精度要

求，再次彰显了我们对行业需求的敏锐把握与不断创新。

VRH9-020B扫描速率高达1.4帧/秒，视野范围最小可达24mm；

采用DLP技术，具有强抗干扰能

力；Z轴方向重复精度可达0.6μm，

可应用于半导体、3C电子等行业3D

高精度检测。

高精度迅猛龙系列以其卓越的性

能、可靠的质量和广泛的应用领域

再次彰显了珩图科技在自主研发领

域的实力。

视科普正式发布SCAPE CoCreator

视比特推出模组式3D在线测量系统

4月26日，视科普正式发布SCAPE CoCreator。作为无序抓取(Bin

Picking)领域的全球市场领导者，该产品的推出正在掀起一场革

命，让各行各业达到新的高度。

SCAPE CoCreator在改变如今工业机器人解决方案正受到的成本、

复杂性和有限的适应性限制。该平台是为了协助所有技能水平的

用户而设计。它简化了开发机器人解决方案的过程，从最初的想

法到实际实施。CoCreator让用户能够充分利用机器人和人工智能

的潜力，具有运动规划、3D视觉和抓取控制等先进功能。在此可

享受一体化的经验，您可以构建机器人工作单元，并创建由3D视

觉和AI驱动的零代码机器人工作流程。在数字孪生环境和实际硬

件上测试和验证您的解决方案。

5月30日，视比特基于数字孪生+原生的架构设计，提出一套采

用多视角3D线扫+运动控制系统的模组式3D测量解决方案，充

分利用3D线扫激光成像技术中高精度、高帧率、动态扫描的特

性，结合运动模组提供的精准运动轨迹，完成不同尺寸工件的在

线扫描式3D成像，实现兼容相似尺寸工件的快节拍、高精度的

3D视觉测量目标。

模组式3D在线测量系统核心部件包括多视角3D线扫相机及多类

型的运动模组(直线电机、轨道、天车、皮带等)，根据不同行业

工件特征的区别，分为“环绕型”、“一字型”两种形态。该产

品自研自适应线扫点云的多类型(光孔、U形孔、台阶孔、螺纹

孔、铆钉孔、倒角孔)特征丝级精度提取技术，以及自研面向3D

线扫相机的运动畸变成因分析及校正技术。

SCAPE CoCreator真正提供了一个易于使用的平台，可以轻松地将

不同的硬件和软件部件组合在一起。可提供了一个完整的环境，

您可以在其中轻松地创建、开发、更改和部署机器人解决方案。

视比特模组式3D在线测量系统目前已在汽车、工程机械等行

业零件全尺寸在线测量项目中落地应用。可在数十秒内完成多

工件多测点的在线高精度检测，具备行业内领先的测量精度和

节拍。

14 NEWS 行业新闻

绎立锐光推出全新高亮度线光源模组MV480

日前，绎立锐光推出全新高亮度线光源模组MV480，采用特殊

荧光技术及高功率密度LED芯片，通过恒流12A电源驱动，可提

供24000流明光通量(典型值），色温范围6200K-6800K，全角

尺寸40°（长边）×5°（短边）。MV480自带收集透镜，有助于

集中光线，使光线在特定方向上输出更高照度（13米工作距离

可达4500lx），且具备更佳均匀度，便于在特定应用中实现精

确照明。

线光源模组MV480适合用于中长距离在2米至15米的机器视觉

行业应用，比如轨道检测、钢铁检测等需要高亮度、高稳定性和

精确照明的应用场景，有助于提高机器视觉摄像头对轨道的磨

损、裂缝、异物等检测及钢铁表面的裂纹、夹杂、划痕等细微缺

陷的检测有效率。

产品经过了多项可靠性测试，包括温度测试、电气测试、环境试

验等，具备良好的耐用性和稳定性，部件均符合 RoHS 、

REACH/POPs规定，对环境友好。MV480产品寿命可达2万小

时，并提供1年的质保期。

梅卡曼德超高精度3D线激光轮廓测量仪Mech-Eye LNX发布

轮廓线（Mech-Eye LNX-8000系列）。同等X轴线宽下，MechEye LNX可为每条轮廓提供更密集的数据点，更细腻地呈现物体

表面轮廓。

该产品，采用了自研光源模组和特殊的平行光路设计，减少成

像死角，扩大有效成像面积。还配备了自研大口径沙姆镜头，

相较于普通成像镜头受光能力提升4倍，高分辨率和低畸变的设

计可显著提升成像效果。支持单帧HDR功能，在一次曝光内，

同时对高反射率（反光）和低反射率（深色）材质的物体高质

量成像。

同时，Mech-Eye LNX可提供C++、C#等多语言SDK及丰富的开发

例程与文档说明，支持用户轻松对接各种开发环境。且适配

GenICam通用相机编程接口及GigE Vision传输协议，支持

Halcon、VisionPro、Matrox等第三方视觉软件，帮助用户轻松完成

相机到软件的适配。

5月30日，梅卡曼德正式推出了Mech-Eye LNX系列3D线激光轮

廓测量仪。Mech-Eye LNX系列采用了先进的光学设计及成像算

法，X轴轮廓点数高达4096点（Mech-Eye LNX-8000系列）、采

样速率最快可达15kHz（Mech-Eye LNX-8000系列）、Z轴重复

精度达0.2µm（Mech-Eye LNX-8030、Mech-Eye LNX-7530），

能够快速精准地捕获物体表面细微特征，实现在线、高速、全覆

盖高精度测量。搭配自研Mech-MSR 3D测量与检测软件，支持业

务伙伴高效便捷地完成3D测量/检测应用部署。

Mech-Eye LNX系列产品型号齐全，已推出LNX-8000、LNX7500两大系列，可满足不同场景对于视野、精度、速率的需

求，助力3C、锂电、汽车、光伏等行业客户提升产品质量及生

产效率。

Mech-Eye LNX搭载了高分辨率传感器，每条轮廓线可提供4096

个数据点（Mech-Eye LNX-8000系列），每秒最快可采集15000条

MACHINE VISION 2024/07

15

一

、综述

IV系列工业相机是方诚自主研发的第三代网口相

机，特别设计了Typ eC多功能口，可以实现多路

IO、对焦、IIC/RS232通信、光源控制等特殊功

能。自2005年进入工业相机行业以来，方诚开发了

USB2.0、1394及千兆网等多种接口的工业相机，

特别是千兆网工业相机，我们不断的进行产品迭

代，从具备基本功能的第一代千兆网工业相机，到

增加部分ISP功能、采用低功耗架构的第二代产

品，到现在的第三代I V系列，再次进行全面升

级。和第一、第二代产品一样，IV系列依然包含

了一个标准的6-pin接插件，并且其信号定义和市

面上很多厂商的工业相机一样，提供电源、1路光

耦输入、1路光耦输出和1路可配置GPIO，所以，

市面上很多标准的6-pin触发电源线和IV系列是兼

容的。

图1 工业相机背面

在标准的6-pin接插件之外，IV系列创新性的引入

了额外的TypeC接口做为扩展的多功能口，可以根

据需求实现不同功能组合的8根输入输出。

在工业相机背面尺寸仅为29mm*29mm的情况下，新

增加的TypeC接口还提供一颗线材固定螺丝孔，以保

证连接的可靠性，满足工业应用场合的苛刻要求。二、多路IO输出功能

IV的TypeC多功能口一种配置是提供1路光耦输入和3路光耦输出。这样，标准的6-pin接插件加上特

方诚第三代工业相机IV系列

多功能口的应用

上海方诚光电科技有限公司 张献祖

摘要：本文描述了方诚自主研发的第三代网口相机的 TypeC 多功能口的应用。首先介绍

了 TypeC 多功能口设计的背景。接下来，分别介绍了 TypeC 多功能口几种不同的应用场

景，包括，在标准的 6-pin 接插件提供 3 路 IO 之外，通过 TypeC 多功能口额外一路光耦

输入和三路光耦输出，实现类似 IO 卡的功能；通过 TypeC，控制 IIC/RS232 通信的调焦

和自动对焦镜头；内部集成恒流型光源控制，通过 TypeC 控制 LED 光源，实现类似光源

控制器的功能。

关键词：方诚第三代工业相机；TypeC 多功能口；多路 IO；自动对焦 IIC/RS232 通信；光

源控制

16 EXPERT REVIEW 专家综述

有的TypeC多功能口，我们可以提供6路光耦隔离

输出和一路可配置GPIO。在很多的应用场合下，

这些数量的IO已经足够使用，用户不需要额外采用

IO卡进行设备状态通信了，即节省了成本，又简化

了系统设计。所有IO均和相机的普通设置一样，只

需要通过网口，设置相机寄存器即可实现操作，客

户仅需要调用相机的SDK函数，即可完成工业相机

设置、图像获取和多路IO的控制。

图2 相机接口示意

新增的8根线定义为1路光耦输入和3路光耦输出仅

是我们考虑大多数工业应用的一种定义，不同应用

场合需要的输入输出不同，我们可以根据客户要求

实现多种组合，例如，我们可以定义为4路光耦输

出，如果客户不需要隔离输出，我们也可以实现7

路额外的GPIO。三、支持IIC/RS232通信，特别用于调焦和

自动对焦

随着客户对工业相机和镜头的柔性要求越来越高，

传统的定焦和手动调焦镜头已经不能适应某些应用

场景的需求了。有些优秀的镜头厂商已经推出基于

步进电机或液态镜头控制的变焦、自动对焦镜头。

然而，如何控制镜头是一个问题，一般只采用

6-pin接插件的工业相机，因为要提供电源输入、

基本的触发输入和闪光灯输出，很难再集成IIC或

图3 方诚TypeC多功能口连接CBC自动对焦镜头应用

RS232通信。而我们第三代IV相机集成的8根独立

接口的TypeC多功能口可以轻松完成，不仅可以进行IIC或RS232通信，还可以向外部IIC或RS232小

功耗设备提供稳定供电。

上图是方诚和CBC联合开发的一个自动对焦应

用。CBC的这款镜头是通过IIC接口控制的。

这种连接方式下，相机的6-pin接插件和镜头控制

是独立的，6-pin接插件依然可以采用标准线材连

接。相机的TypeC多功能口通过一根很短的线直接

连接镜头。控制镜头时，客户仅需要通过标准的网

络接口调用相机内部集成的IIC模块即可完成镜头

的控制。

对焦之外的一些应用也需要IIC接口。例如，为了

补偿温度对高精度测试的影响，有时会在镜头上加

装温度传感器，一般是IIC接口的。此时，同样可

以通过IV相机的TypeC多功能口给温度传感器供

电，并通过IIC实时读取温度。四、可内部集成恒流型光源控制

对于某些不需要精度很高的应用，客户往往直接用

工业现场的直流给光源供电。然而这样光源一般只

能常亮，不能进行频闪控制，可能会带来LED发

热、寿命缩短等问题。我们在相机内部集成MOS

MACHINE VISION 2024/07

17

图4 方诚TypeC多功能口控制光源应用

管，通过TypeC多功能口提供open drain输出，这样客户可

以完成对光源的频闪控制，且可以通过设置相机内脉冲频

率，实现对光源的PWM调光。

更多的的机器视觉应用需要光源控制器实现对LED光源的触

发、亮度控制。一般机器视觉应用，都是工业相机接收外触

发信号，然后控制感光芯片曝光，并在感光芯片曝光期间通

过6-pin接插件给出频闪灯信号，而外部的的光源控制器接收

到该信号时，完成对光源的控制。有些光源控制器只能通过

产品上的按键或旋钮调节光源，有些具有RS232或网口等数

字接口，PC可以通过这些接口控制光源。然后，因为相机输

出频闪灯控制一般通过光耦隔离的接口输出，而光源控制器

接收频闪灯控制信号也是通过光耦隔离的接口输入，因此，

从相机快门打开到LED颗粒点亮的时间延迟将会很大。

为了更好的同步光源和感光芯片，IV相机将LED的恒流控制

集成到相机内部，这样，相机在接收到外部触发信号输入

时，根据感光芯片的时序，同步控制感光芯片曝光和光源，

大大减小延迟。相机和光源之间仅通过Typ eC多功能口连

接，光源的控制也是和相机本身功能一样，和相机公用共用

一根网线进行控制。

IV相机相比方诚第二代工业相机，还升级了ISP算法，集成包

括降噪、锐化等多种ISP功能，图像质量卓越。

IV工业相机集成了工业用高端CMOS芯片，提供从30万像素

到2000万像素的广泛的选择。相机有着精巧的散热设计，可

灵活安装的定位孔设计。标准的IV相机仅提供底面安装方式

以利于散热，特殊应用时，IV可提供四面定位孔版本。

IV系列工业相机可以应用在半导体检测，电子检测、印刷板

检测、印刷质量检测、食品饮料检测、工件尺寸测量、电子

目镜和医疗影像等机器视觉、智能制造领域。

Shenzhen 2024

See You in 2024

2024年10月14-16日

Oct.14-16,2024

Shenzhen World Exhibition & Convention Center

（Bao'an New Hall）

China (Shenzhen) Machine

Vision Exhibition and

Machine Vision Technology

& Application Conference

深圳国际会展中心（宝安新馆）

深圳机器视觉展暨机器视觉技术

及工业应用研讨会

深圳

ShenZhen

与您相约

Shenzhen 2024

18 EXPERT REVIEW 专家综述

基于科惠力3D相机的汽车电

池包涂胶质量问题解决方案

上海科惠力自动化设备有限公司 吕敬国

摘要：本论文针对汽车电池包涂胶质量问题提出了一种解决方案，即基于科惠力 3D 相机 Z

向引导技术消除汽车电池包涂胶生产中的 Z 向波动。首先，论文介绍了实验背景、实验目的

和实验意义。其次，详细阐述了科惠力 3D 相机的原理和 Z 向引导技术的基本原理，并指出

其在电池涂胶质量问题中的应用。然后，论文分析了电池涂胶质量问题的现状和影响因素，

并提出了解决方案需求。接下来，论文设计了基于科惠力 3D 相机 Z 向引导的电池涂胶质量

解决方案，包括方案设计思路、系统硬件设计和系统软件设计。最后，进行了实验设计，并

对实验结果进行了分析和讨论。该研究对于提高电池涂胶质量具有一定的参考价值。

关键词：电池涂胶质量；科惠力 3D 相机；Z 向引导技术

一、引言

1.1 实验背景

在电动汽车快速发展下，汽车电池作为储能设备的

需求迅速增加。而电池的质量问题直接影响了其性

能和寿命，因此保证电池的涂胶质量至关重要。当

前常用的电池涂胶技术存在一些问题，例如粘度控

制不准确、胶液过量或不足、胶液流动性不稳定

等，加之新能源电池包生产过程中，工件、位置、

夹具、安装的波动、胶枪与工件距离过近导致的刮

胶、碰撞，胶枪与工件距离过远导致的波浪胶型、

胶体位置偏差导致电池涂胶产生质量问题。

传统的涂胶技术在保证粘接质量的同时，存在着

一定的不稳定性和人为因素的干扰。该研究可以

提高电池涂胶的质量和稳定性，减少涂胶过程中

的浪费，减少因工件表面的异常波动变化导致的

撞击事件，提高电池的生产效率。通过应用科惠

力3D相机，可以实现对电池涂胶质量的在线监测

和精确控制，提高电池的一致性和品质。因此，

本研究旨在借助科惠力3D相机的原理和Z向引导

技术，提供一种新的解决方案，以提高电池涂胶

质量的稳定性和精确性。以及为其他类似涂胶工

艺的优化提供参考。

1.2 实验意义

在当前的汽车工业生产中，电池包涂胶质量问题一

直是一个重要的研究方向。电池作为汽车的重要部

件，其涂胶质量的好坏直接关系到汽车的性能和稳

定性。因此，研究如何解决电池涂胶质量问题具有

重要的实践意义。

通过研究和解决电池涂胶质量问题，可以提高电池

的质量和性能。目前，电池涂胶质量问题主要存在

于生产过程中的人为操作失误和设备的不完善性。

而引入科惠力3D相机Z向引导技术可以有效地提高

电池涂胶的精确度和一致性，从而提高电池的整体

质量和性能。

MACHINE VISION 2024/07

19

2.2 科惠力Z向引导技术的基本原理

在电池涂胶过程中，保证涂胶的均匀性和准确性是至关

重要的。该技术的实现主要依赖于科惠力3D相机的原理

和算法。相机通过发射一束激光，利用激光光在物体表

面发生反射的原理，在电池涂胶过程中能够快速获取并

提供涂胶表面高度信息。再将高度信息发送至机器人，

机器人则根据获得的高度信息在涂胶过程中实时调整Z

向高度以规避自适应工件表面的高度度变化。

总之，Z向引导技术作为科惠力3D相机在电池涂胶质

量问题中的重要应用之一，能够通过获取电池表面的

三维形状信息，并结合特定的算法进行实时分析，从

而实现准确的Z向引导。这项技术的应用能够有效解决

电池涂胶质量问题，提高涂胶过程的准确性和一致

性，有效减少碰撞的风险。三、汽车电池包涂胶质量问题分析

3.1 汽车电池包涂胶质量问题的现状及影响因素

汽车电池包涂胶质量问题是目前汽车电池制造过程中

的一个重要挑战。涂胶质量的好坏直接影响到电池的

性能和寿命，因此对电池涂胶质量问题的深入研究具

有重要的意义。

目前，汽车电池包涂胶质量问题主要存在以下几个方

面的现状和影响因素：

1.材料因素：胶水是电池涂胶的关键材料，不同的胶水

具有不同的粘接性能，胶水时需要考虑到其物理和化

学性质，以满足电池涂胶的要求。

2.涂胶的工艺参数：涂胶的工艺参数也是影响电池涂

胶质量的重要因素。包括涂胶的速度、涂胶的厚度、

涂胶的均匀度等。如果涂胶太快或太厚，可能导致胶

水未完全粘接或过量涂胶而影响电池性能。因此，在

涂胶过程中，需要合理设置涂胶的工艺参数，以保证

涂胶质量的稳定和一致性。

3.生产因素：人工吊装时电池包与定位工装并未准确贴

解决电池涂胶质量问题可以提高生产效率和降低

成本。由于电池涂胶质量问题的存在，导致在生

产过程中需要进行大量的人工复查和修复。然

而，这些人工操作不仅浪费时间，而且增加了生

产成本。如果可以自动化检测涂胶质量，则减少

了人工操作，提高了生产效率，降低了生产成

本，提高产品竞争力。

综上所述，研究电池涂胶质量问题并引入科惠力

3D相机Z向引导技术具有非常重要的意义。通过解

决电池涂胶质量问题，可以提高电池包整体的质量

和性能，提高生产效率和降低成本，同时提高产品

的市场竞争力。因此，本研究的意义在于为汽车电

池包涂胶质量问题提供解决方案，推动汽车电池包

技术的发展。二、科惠力3D相机检测及Z向引导

技术概述

2.1 科惠力3D相机的原理

科惠力3D相机采用激光原理来实现对目标物体进

行三维图像的获取和检测。相机采用光源和感光接

收器一体的设计，光源部分包括激光发生器和光学

透镜系统。其工作原理是将一束激光以特定角度照

射到待测物体的参考位置上，然后激光在待测物体

上会发生散射、漫反射，将光敏传感器件放置在另

一特定位置接收经透镜汇聚后的散射光、漫反射

光。通过分析传感器采集到的图像的情况，可以推

断出目标物体的三维形状信息。

图2.1 激光器

光敏单元

20 EXPERT REVIEW 专家综述

合、工件本身产生形变、或者异物导致电池包被垫高。

如果机器人仍然以原来的轨迹运行涂胶这有可能导致刮

胶、漏胶的涂胶质量问题，甚至会导致胶枪与工件的碰

撞使胶枪或者电池包报废，造成严重的损失。

综上所述，电池涂胶的工件表面不一致的问题在当前

的电池制造过程中是一个亟待解决的难题。只有解决

了电池涂胶质量问题，才能提高电池的质量和性能，

降低生产成本，推动电池制造业的可持续发展。

3.2 汽车电池包涂胶质量问题的解决方案需求

电池涂胶质量问题的解决方案需求是确保电池在生产

过程中能够实现高质量的涂胶，从而提高电池的性能

和可靠性。为了解决电池涂胶质量问题，以下几个方

面需求需要被考虑。

需要实现电池涂胶过程中的高度稳定性。涂胶质量问

题的主要原因之一是涂胶过程中存在的Z向高度误

差。因此，我们需要设计一种解决方案，能够实时调

节机器人涂胶时胶嘴距离涂胶面的高度，保持涂胶的

均匀性和一致性。通过使用科惠力3D相机Z向引导技

术，可以实时获取电池表面的高度信息，从而实现对

涂胶过程中的机器人高度控制。

需要考虑Z向引导过程数据传输的效率和稳定。在生产中Z向引导的数据传输的效率和稳定在涂胶过程是非常

重要的，直接影响到机器人的反应速度和涂胶质量。

因此我们需要选择一个高效快速稳定的通讯方式，能

够在极短时间内完成对相机以及机器人之间的高度信

息传输交互，并保证稳定性。

需要关注电池涂胶过程中的视觉软件可操作性和易用

性。满足生产人员简易操作需求，提供直观的操作步

骤和参数调整。

综上所述，为解决电池涂胶质量问题，我们需要能实

时保持机器人胶嘴距离涂胶面高度的一致性，高效稳

定的数据传输功能，可操作性和易用性等几个方面的

需求。

四、基于科惠力3D相机Z向引导的汽

车电池包涂胶质量解决方案设计

4.1 方案设计思路

在本章节中，我们将介绍基于科惠力3D相机Z向引导的

电池涂胶质量问题解决方案的设计思路。我们提出了一

种新的解决方案，该方案利用科惠力3D相机的Z向引导

技术进行电池涂胶质量的监测和控制。

首先，我们对科惠力3D相机的原理进行了深入的研究

和分析。科惠力3D相机通过发射红外光并接收反射

光，可以实时获取被测物体的三维空间信息，包括其

形状和尺寸等。这为后续的涂胶质量检测提供了准确

的数据基础。

接着，我们介绍了Z向引导技术的基本原理。Z向引导

技术是一种基于视觉的三维高度检测技术，通过对目

标物体在相对相机空间中的高度进行检测和计算，实

现对其Z向（垂直方向）的引导和控制。在电池涂胶过

程中，我们可以利用Z向引导技术控制涂胶的高度，从

而实现精确的涂胶控制。

然后，我们探讨了Z向引导技术在电池涂胶质量问题中

的应用。通过与传统的涂胶方法相比较，我们发现利

用科惠力3D相机的Z向引导技术可以提高涂胶的精度

和一致性，减少由于工件高度不一致导致的涂胶漏涂

和不均匀涂胶的问题。因此，将Z向引导技术应用于电

池涂胶过程中能够有效地解决电池涂胶质量问题。

综上所述，我们的方案设计思路是基于科惠力3D相机的Z向引导技术，通过实时控制电池涂胶的高度，以解

决电池涂胶过程中因Z向高度波动导致的质量问题。

4.2 系统硬件设计

系统硬件设计是本次实验解决方案设计的重要环节。本节

将详细介绍系统硬件的设计思路和关键要素。

我们需要选择适合的硬件设备来支持科惠力3D相机的

应用，同时保证系统的稳定性和可靠性。其次，硬件

MACHINE VISION 2024/07

21

设计需要与软件设计密切配合，确保系统能够完整

地实现涂胶质量的实时监测和Z向控制。

相机的选择，科惠力3 D相机作为本研究的关键装

置，具有高精度的测量能力和强大的数据采集能力。

选择固瑞克涂胶系统来实现稳定的高质量的胶体涂

覆。

是机器人的选择，机器人的性能对于涂胶过程的稳

定性非常重要。我们将选择Fanuc机器人作为涂胶

设备及视觉系统的载体，Fanuc需配备DMP功能包

来实现引导功能。

硬件设计还需要考虑信息传输的交互方式。我们将

采用赫优讯NT151网关作为通讯工具，来实现相机

与机器人之间毫秒级的数据传输交互。

综上所述，系统硬件设计是基于科惠力3D相机Z向

引导的电池涂胶质量解决方案设计的关键环节。在硬

件设计过程中，我们将考虑相机、涂胶机和机器人选

择、交互通讯的构建和连线方式，并与软件设计相互

配合，以实现系统的稳定性、可靠性和功能完整性。

图4.2

图4.3

在涂胶路径规划方面，机器人则通过手摇示教的方

式在电池包等物料正确装配状态下，通过电池涂胶

的要求和限制条件，可以确定最佳的涂胶路径。并在DPM系统中实现相应的算法。该算法需要考虑Z

向引导技术的数据输入和处理，以及涂胶机器人的

运动控制。

在图像处理方面，系统软件需要使用科惠力3D相

机获取电池表面的图像数据，并对其进行处理。根

据电池涂胶质量问题的要求，通过对图像数据的处

理，可以提取出关键的特征信息，并用于涂胶路径

规划和结果评估。

在结果显示方面，系统软件需要将涂胶路径规划的

结果和图像处理的结果进行展示。可以采用图形界面

或者命令行界面的方式，将结果以可视化的形式展示

给用户。同时，还可以提供一些交互功能，如参数调

整和结果保存等，以增加系统的灵活性和易用性。五、实验与结果分析

5.1 实验设计

本研究的实验设计旨在验证基于科惠力3D相机Z

向引导的电池涂胶质量解决方案的有效性和可行

性。在实验中，我们将使用科惠力3D相机作为检

测设备，并结合Z向引导技术，以解决电池涂胶质

量问题。

首先，我们将选取一批具有不同高度电池样品作为

实验对象。（Z向偏移值分别为0mm、0.1mm、

0.5mm、1mm、2mm。）在实验开始前，我们将

对这些样品进行详细的检测和测量，以获取它们的

基本信息和特征。

4.3 系统软件设计

系统软件设计是基于科惠力3D相机Z向引导的电池

涂胶质量解决方案中的一个重要部分。如下图4.3.1

本节将详细介绍系统软件设计的主要内容。

系统软件设计基于科惠力的Icite软件平台来实现胶

体的实时监测，以及Z向高度的输出。

22 EXPERT REVIEW 专家综述

然后在涂胶过程中，我们将根据Z向引导技术的原理，

将科惠力3D相机放置在标准焦距，并调整相机的参

数，以确保其能够准确地获取涂胶过程中的关键信

息。同时，我们还将采集并记录其他与涂胶质量相关

的数据，如涂胶宽度、涂胶厚度等。对有无启用Z向引

导功能分别做高度记录，以验证功能的有效性。

为了评估涂胶质量，我们将使用合适的评价指标来对

涂胶样品进行定量分析。通过与传统涂胶方法进行对

比，我们将验证基于科惠力3D相机Z向引导的对电池

涂胶质量的改善。

实验完成后，我们将对实验结果进行系统性的分析和

比较。通过统计分析和图表展示，我们将展示出基于

科惠力3D相机Z向引导的电池涂胶质量解决方案在涂

胶过程中的性能和效果。

最后，我们将对实验结果进行讨论，并提出进一步的

改进和优化方案。我们将总结实验的主要发现和结

论，并展望基于科惠力3D相机Z向引导的电池涂胶质

量解决方案在工业应用中的潜力和价值。

5.2 实验结果分析

实验结果分析部分旨在对基于科惠力3D相机Z向引导

的电池涂胶质量解决方案的实验结果进行详细分析和

解释。通过对实验数据的统计和比较，我们可以评估

所提出的解决方案在改善电池涂胶质量方面的效果。

首先，我们对实验过程中所得到的数据进行了整理和

统计。对于每个实验样本，我们分别记录了启用Z向引

导时，和不启用Z向引导时的高度信息如下图红色为启用Z向引导、蓝色为不启用Z向引导。

实验1 电池包Z向0.0mm偏移

蓝色曲线，没有启用Z向引导，Coherix相机检测了Z

向的高度值，运行了4次检测Z向结果都十分接近。

红色曲线，启用Z向引导，Coherix相机时刻矫正Z向

距离，运行了5次，使Z向距离接近0.0偏移。

实验2 电池包Z向0.1mm偏移

图5.2.2

红色曲线，工件 Z 向偏移 0.1mm 启 用 Z 向 引

导，Coherix相机时刻矫正Z向距离，运行了5次，使Z向距离接近0.0偏移。

实验3 电池包Z向0.5mm偏移

图5.2.1

图5.2.3

蓝色曲线，工件Z向偏移0.5mm没有启用Z向引

导，Coherix相机检测了Z向的高度值，运行了5

次，每次检测Z向结果都十分接近。

红色曲线，工件 Z 向偏移 0.5mm 启 用 Z 向 引

导，Coherix相机时刻矫正Z向距离，运行了5次，使Z向距离接近0.0偏移。

实验4 电池包Z向1mm偏移

蓝色曲线，工件Z向偏移1mm没有启用Z向引

MACHINE VISION 2024/07

23

图5.2.7

导，Coherix相机检测了Z向的高度值，运行了5

次，每次检测Z向结果都十分接近。

红色曲线，工件 Z 向偏移 1mm 启 用 Z 向 引

导，Coherix相机时刻矫正Z向距离，运行了5次，

使Z向距离接近0.0偏移。

1mm偏移时未启用Z向引导，涂胶质量明显出现波

浪胶型。如图5.2.5

图5.2.5

图5.2.6

实验5 电池包Z向2mm偏移

蓝色曲线，工件Z向偏移2mm没有启用Z向引

导，Coherix相机检测了Z向的高度值，运行了5

次，每次检测Z向结果都十分接近。

红色曲线，工件Z向偏移2mm启用Z向引导，Coherix相机时

刻矫正Z向距离，运行了5次，使Z向距离接近0.0偏移。

5.3 结果讨论与总结

在本研究中，我们基于科惠力3D相机Z向引导技术，提出了

一种电池涂胶质量问题的解决方案。通过对电池涂胶质量问

题进行分析和实验，我们得出了以下结论和总结。

我们对使用科惠力3D相机的原理进行了电池涂胶质量问题的

研究。通过对科惠力3D相机的工作原理的分析，我们发现该

相机可以实时获取胶体表面的三维形状和高度信息。这为我

们解决电池涂胶质量问题提供了关键的数据基础。

其次，我们介绍了Z向引导技术的基本原理，并将其应用于电

池涂胶质量问题中。通过Z向引导技术，我们可以实现对电池

涂胶过程中的Z轴位置进行精确引导，从而提高涂胶的准确性

和一致性。

接着，我们分析了当前电池涂胶质量问题的现状。我们发现

目前存在着因工件高度波动导致的涂胶不均匀、刮胶、漏

胶、波浪胶等质量问题。这些问题严重影响了电池的性能和

寿命，因此需求解决这些问题。

根据以上分析和需求，我们设计了基于科惠力3D相机Z向引

导的电池涂胶质量解决方案。我们采用了一种新的方案设计

思路，结合了科惠力3D相机和Z向引导技术，实现了对电池

涂胶过程的精确控制。同时，我们设计了相应的系统硬件和

软件，以支持该方案的实施。

为了验证我们的解决方案的有效性，我们进行了一系列实验，

并对实验结果进行了分析。实验结果表明，采用基于科惠力3D

相机Z向引导的电池涂胶质量解决方案，可以显著提高汽车电

池包涂胶的质量和效率。涂胶均匀性得到了显著改善。

综上所述，本研究基于科惠力3D相机Z向引导技术提出了一

种解决电池涂胶由于Z向波动导致质量问题的方案。通过实验

验证，我们证明了该方案的有效性和可行性。该方案可以在

汽车电池包制造过程中提高涂胶的质量和一致性，从而提升

电池的性能和寿命。在实际应用中，该方案具有重要的实用

价值和推广价值。

1mm偏移时启用Z向引导后涂胶质量有明显改善，

未出现波浪胶型。如图5.2.6

图5.2.4

24 EXPERT REVIEW 专家综述

一、集成电路加工与量检测设备目

前的难点与痛点

1.1 更高量检测要求的困难

1.1.1 场景复杂多样的挑战

1.1.1.1 集成电路工艺段极多

集成电路生产制造主要分为晶圆制造段和封装测试

段。前者可以细分为提纯、拉晶、切片、减薄抛光、涂

胶显影、光刻、离子注入、薄膜沉积、电镀、抛光、测

试与检测等工艺段；后者可以细分为背面减薄、切割

与清洗、Die Bond与Wire Bond、Molding、激光

打标、固化、电镀、切筋与成型、电测、数道检测、包

装等工艺段。若将这些工艺段再次拆分，工序数量有

上千道，而每个工艺段都有显著的工艺特性，不同工

序的关注点大相径庭。

1.1.1.2 各工艺段光学量检测差异大

光学量检测在晶圆制造和封装测试段的若干工艺段

多有运用，光学量检测占集成电路生产制造过程中

整体量检测比例的95%左右，比较典型的诸如：成

品晶圆的光学量检测、晶圆切割清洗后的光学量检

图1 半导体生产制造光学量检测概览图

浅析AI在集成电路加工与

量检测设备中的应用

镁伽科技 孙新

摘要：伴随着集成电路制程与工艺的不断进步和对于集成电路产业链国产化要求的逐步提升，

国内集成电路产业迎来了发展机遇。然而在集成电路生产制造过程中面临更高的量检测要求

和柔性生产等挑战，借助人工智能的发展浪潮应对这些挑战成为了集成电路国产化过程中一

个充满无限可能的课题。

关键词：集成电路；加工工艺；视觉量测；视觉检测；人工智能；大模型；AI 视觉平台

测、Wire Bond后的光学检测、成品芯片外观的光

学量检测等。这些不同工艺段的量检测，在产品的

尺寸、缺陷的成因与外观表现、检测方法、后续处

理工艺等维度上面有很大区别，对于产品和工艺的

理解，在很大程度上影响着光学量检测最后的呈现

效果。

1.1.2 检测多尺度的挑战

1.1.2.1 复杂纹理低对比度的检测要求

集成电路若干工艺段的光学检测大多有两个共性特

点：一是产品表面的纹理复杂，晶圆表面不仅有形

态颜色各异、线路走向复杂的die、线路，有还有

在显微成像场景下常见却又无法忽略的落尘，不少

工艺段在实际生产过程中会产生或引入碎屑、液

MACHINE VISION 2024/07

25

体，封装完毕的成品芯片亦有各式的引脚、pad、

丝印，前序工艺的材料残留与各式凹凸则进一步加

剧了在光学成像下产品表面的纹理复杂度。二是对

于先进工艺和高附加值产品，成像低对比度却存在

较高质量不良风险的产品缺陷需检出，例如存在表

面细微隐裂缺陷的车规级芯片往往能通过电性能测

试，然而在车辆工作环境下却会加剧失效风险，其

导致的后果难以预料。

图3 不同尺寸的缺陷对比图

1.1.2.2 空间多尺度的检测要求

集成电路制程技术的不断迭代，从大规模向超大规

模和极大规模发展，晶圆尺寸从4寸、6寸、8寸向

12寸、14寸突破，硅通孔TSV、CoWoS封装、3D

堆叠封装WoW等先进封装技术不断涌现，集成电

路产品的光学检测面临着两大“小”和两个“大”

：即制程技术节点越来越小，而晶圆芯片等待检测

产品尺寸越来越大；产品工艺中潜伏的微小缺陷尺

寸越来越小，宏观缺陷的尺寸越来越大。这对光学

检测的成像、算法、软件和整体系统设计带来了更

大的挑战。

1.1.3 高精度要求的挑战

在其他行业的光学检测领域，较低概率的漏检往往

是可以容忍的。而集成电路产品的单值较高，产业

链下游包含IDC、汽车等对品质要求极高的行业，

因此对于产品的良率要求极高，尤其不允许出现缺

陷产品的漏检(under kill)，即零漏检要求。

集成电路生产制造行业的另一个特点是对产率的高

要求。集成电路生产制造的速度快、稼动率高，第

一次检测时检查出的疑似缺陷产品如果需要频繁做

复检，会影响整条工艺段的产率。因此，集成电路

产品光学检测往往要求极低的误判率。

1.2 柔性生产的困难

1.2.1 制造工艺设定的困难

1.2.1.1 复合人才与重复工作的要求

集成电路生产制造工厂中的诸多专业设备和生产过

程需要具备丰富经验和专业技术的工艺人才，由他

们设定设备的参数配方、制定工艺流程。而集成电

路工艺人才的培养涉及生产、工程、设备等多个领

域的专业知识，培养周期长、数量稀缺。即便是优

秀的工艺工程师在针对新产品新材料设定一套新工

艺配方和流程时，也需要多方验证、多次实验，中

间消耗的实验材料和等待工艺成熟的时间在任何一

家公司都无法忽略。

1.2.1.2 材料与工艺参数匹配的要求

集成电路加工设备的工艺参数设定是一个复杂的过

程，需要考虑包括设备类型、加工材料、目标产品

规格以及生产效率在内的多种因素。例如激光切割

的主要工艺参数是切割的激光功率、切口宽度、切

割速度和气体流量；而其他因素，如激光束质量、

透镜焦距、散焦和喷嘴等对激光效果也有较大影

响。越精细、越复杂的设备，参数越多；追求柔性

生产，产品的材料、特性千变万化，进而造成设备

工艺参数的设定在一定程度上依赖工程师的经验、

图2 集成电路复杂纹理低对比度产品缺陷图

26 EXPERT REVIEW 专家综述

1.2.2 生产换型的困难

1.2.2.1 高效部署的挑战

近几年，集成电路设备的国产化浪潮风起云涌，国

产化集成电路设备虽然这几年进步很快，但相对国

外设备仍存在品牌影响力偏弱、操作使用方法与国

外设备有差异、性能表现与国外设备各有侧重等问

题。如何高效地导入国产化设备、尽量缩短设备进

场后的调试和验证周期就成为了诸多集成电路生产

制造厂家使用国产化集成电路设备的第一道挑战。

1.2.2.2 快速换型的挑战

AI算法以数据为驱动，大规模的AI模型参数需经

由模型训练过程做更新，这与传统算法由人工根据

经验挑选特征、手动设定参数值的方式大相径庭。

如今多品种、小批量的生产模式在集成电路生产制

造过程中越来越普遍，以往人工提前设定若干套算

法流程与参数、在切换产品型号时同步切换配方的

方式在AI时代失去了作用。尤其当产品型号丰富、

生产制造工艺快速迭代时，即时训练AI模型几乎成

为了绕不过去的选项，是延长产品换型的等待时

间，还是勉强接受产品换型后有较长时间的磨合

期，成为了诸多集成电路生产制造企业的选择难

题。

1.2.3 零样本/小样本场景的挑战

1.2.3.1 客制化多样性

在使用集成电路设备的过程中，由于原材料变化、

上游工艺调整、本流程技术迭代等因素，即便是同

一尺寸、同一类型的产品，在不同批次上往往也存

在着明显的加工工艺或缺陷外观的差异。这种客制

化多样性给加工工艺和缺陷检测的AI模型的适应性

带来了额外的工作量。

1.2.3.2 数据样本丰富度有限

多品种、小批量的生产模式以及客制化多样性造成

了不同批次产生的数据量有限，异常数据量更加缺

乏，甚至有些不良品出现概率低至PPM级别。造

成了不良数据的采集需消耗比较长的时间，导致AI

模型上线周期久，进而明显影响工艺改善和检测效

果提升的进度。提升样本的丰富度，尤其尽快准备

好足够的异常数据是AI在晶圆制造量检测成功应用

落地的关键因素。

1.2.4 操作使用的困难

1.2.4.1 更低使用门槛的要求

AI的运行部署大多基于云环境，具体又分为公有云

和私有云。而集成电路工厂大多对数据隐私性要求

很高，禁止数据出厂，公有云的方案几乎无法实

施。而基于本地化部署服务器的私有云方案不仅成

本高，还对工程部署尤其是集成电路生产的无尘环

境带来了极大挑战。

AI的流程包括采集数据、清洗和标注数据、训练模

型和部署模型等步骤，整体流程比较长，其中的模

型训练与部署往往还需要人员具备AI算法、编程、

计算机硬件等相关基础知识，具体执行时还需要数

据增强方式、学习率调整等诸多技巧。集成电路工

图4 激光切割某集成电路的示意图

参照设备手册，另一方面需做实验验证，而实验验

证需额外花时间和耗材。因此，如何在较短时间

内、使用较少的人力和耗材即设定出符合生产制造

要求的工艺参数与流程，成为了集成电路生产制造

企业的重要课题。

MACHINE VISION 2024/07

27

厂在使用AI做生产赋能前，迫切需要降低这些门

槛。

1.2.4.2 学习使用设备的挑战

伴随着集成电路制程越来越复杂、第三代集成电

路、车规级等高要求芯片的旺盛市场需求，集成电

路设备的种类越来越多、设备的功能项越来越多、

操作愈加复杂、维护保养愈发精细，集成电路生产

制造工作人员面临使用设备的复杂性挑战。

1.2.5 解决方案更贴近客户需求的挑战

1.2.5.1 更低运行与维护成本的要求

集成电路设备在运行过程中，将不可避免地出现耗

材消耗、易损件损坏、零部件寿命到期、意外出故

障损坏等各种问题。功能模块越复杂的设备往往零

部件越多，工作人员熟悉查阅维修维护手册需要较

多的专业知识；另外，如果等到故障已经发生再去

修理，将消耗大量包括停机时间在内的维修成本。

整台设备的维护保养周期、运行成本是集成电路工

厂日常运行过程中无法忽视的重要事项。大规模部署AI应用时，每瓦功耗输出多少数量的token、处

理多少张图片数量也是无法忽略的运行成本。

1.2.5.2 更高效率与稳定性的挑战

集成电路生产制造工艺上千道，任意一道工艺流程

的效率和稳定性都会影响到整体。伴随着国内集成

电路从第一代向第三代做升级、从传统封装向先进

封装做迭代，引入了大量以往企业及从业人员未接

触过、不熟悉的工艺及对应设备，如何在较短时间

内提升这些新导入工艺的生产或检测效率、保持工

艺的稳定性和检测结果的准确性，成为近两年国内

集成电路企业的一个难题。二、镁伽自研MEGA AI集成电路解

决方案

2.1.1.2 晶圆检测解决方案

镁伽全自动晶圆AOI设备，适用于有图案晶圆的外

观缺陷检测，具备宏观和微观缺陷检测能力，可检

出晶圆表面的系统性缺陷和随机缺陷，具备3D结

构量测功能，是先进封装厂进行产品良率管理的高

性能检测设备。

图5 镁伽全自动Overlay量测设备

2.1 针对集成电路检测场景的深度开发

2.1.1 深耕集成电路晶圆制造和封测段切实解决行业

难题

2.1.1.1 晶圆量测解决方案

镁伽全自动 Overlay 量测设备适用于8/12寸晶圆厂

单面Overlay的自动量测，配置高性能成像系统、

实时聚焦系统，具备高精度、高速 Overlay 量测能

力，是集成电路光刻制程进行产品良率管理的关键

设备。

镁伽全自动Overlay量测设备兼容8寸和1 2寸晶

圆，满足90nm及以上工艺节点量测需求；高亮度光

源，支持低反射率膜层量测，可调超宽照明光谱，提

升对Thick stacks和不透明膜层的量测适用性；多

照明可选，保证产品片和工艺片的测量精度；配置纳

米精度的运动平台，确保高定位精度和运动稳定

性；尤其具备基于MEGA AI算法平台的AI自动图像

调优功能。

28 EXPERT REVIEW 专家综述

镁伽全自动晶圆AOI设备兼容8寸和12寸有图形晶

圆检测，兼容2D缺陷检测和3D量测能力。可通过

客制化兼容4/6寸晶圆及兼容划片后晶圆和重组晶

圆的检测需求。适用产品包括S I、化合物、陶

瓷、TSV等。其检测能力包括：缺陷定位、长宽、

面积、高度、深度、共面性量测、目标长宽/直径/

孔径、偏移、缺失等。

基于镁伽自研的AI视觉融合解决方案，镁伽全自动

晶圆AOI设备能有效提升缺陷检测能力，降低缺陷

过检率；尤其具备基于AI技术的ADC功能，缺陷

分类准确性大于98%，能够极大地降低工艺人员复

判的工作强度。

图6 全自动晶圆AOI设备

图7 镁伽MRS-ST系列激光切割机

2.1.1.4 刀轮切割解决方案

镁伽MRS-DT/DS系列晶圆切割机包含全自动双主

轴晶圆切割机和半自动单主轴晶圆切割机，可广

泛用于硅晶圆、砷化镓、氮化镓、蓝宝石、陶

瓷、铌酸锂，PCB等，具备高清图像精确定位、

自动刀痕检测、BBD刀破损检测、NCS非接触测

高等功能。

镁伽MRS-DT/DS系列晶圆切割机采用国际同类型

世界级高精度产品设计；兼容4寸、6寸、8寸、12

寸晶圆，工作界面简洁、易操作；具备行业最高标准UPH；尤其具备自动影像识别、BBD（刀破损

检测）、NCS(非接触测高)、AI视觉融合的刀痕检

测等优势功能。

2.1.1.3 激光切割解决方案

镁伽MRS-ST系列激光切割机是基于内聚焦技术的

激光精密全自动加工设备，应用于第三代集成电路

碳化硅（ SiC ）晶圆的切割。产品基于镁伽

InteVega AI视觉平台和MEGA AI算法平台，包含

自动轮廓识别、自动水平校正、自动设置基准点、

自动调焦等功能。整机设计为一键式启动，具备自

动读取条码调档、生产信息统计、稼动率统计及数

据上抛等集成电路晶圆产线规范要求的多种功能。

镁伽MRS-ST系列激光切割机可兼容4/6寸SiC晶

圆，使用高精度运动平台 , 切割轴速度高达

1000mm/s，高速运动波动性<1%,具备一键式自动 图8 镁伽MRS-DT/DS系列晶圆切割机

化生产功能。其切割精准度高，可适应±15μm片

厚误差；行业工艺领先，非接触式切割，崩边及热

影响区小；尤其具备AI辅助生成工艺参数功能，工

艺参数调试更便捷。

MACHINE VISION 2024/07

29

2.2 针对集成电路柔性生产场景的深度开发

2.2.1 针对制造工艺

在集成电路加工工艺流程中，由于产品和材料特性

与加工参数多方面关联，导致加工结果千差万别。

传统方法是基于工艺人员的经验来设定加工工艺流

程，而集成电路行业的新材料、新工艺不断涌现，

借助AI实现工艺参数的设定成为了可选路径。

镁伽科技结合积累的大量产品特性、工艺参数流

程、工艺加工结果与深度强化学习算法，自研了基

于强化学习的AI辅助工艺参数流程设定的解决方

案，经实际验证，可提升对新产品新材料调试工艺

参数效率50%以上。

2.2.2 针对生产换型⸺InteVega 零门槛一站式AI

视觉平台

镁伽科技自主研发的InteVega零门槛一站式AI视

觉平台以底层软件架构和创新的AI算法能力较好地

解决了频繁生产换型导致的问题。InteVega AI视

觉平台基于5项架构能力、5项算法能力、10项核心

技术，实现了：AI算法开发与视觉软件开发零门

槛，超大分辨率图像、超高速实时处理、复杂纹

理、低对比度、多尺度情况下的零漏检，引导对

位、识别、检测、测量四大应用场景全覆盖，本地

开发与部署、数据集管理、云/边/端部署、无缝工

程移植一站式支持，基于AI大模型的数据标注和分

析的50倍效率提升。

2.2.2.1 AI算法开发零门槛

InteVega AI视觉平台团队分析了近千个AI视觉项

目需求，归纳出了10类AI任务场景，结合镁伽自

主研发的MEGA AI算法平台，对这10类任务场景

训练了60余个适用于不同精度、速度要求的AI预

训练模型。

图9 镁伽六面外观检测设备系列

2.1.1.5 集成电路六面外观检测解决方案

镁伽六面外观检测设备适用于检测多种不同集成电

路元器件，如电阻、电容、电感、集成电路芯片

(QFN、DFN、LGA、SOP等)、LED等；采用模块

化的设计，可检测多种封装缺陷。镁伽六面外观检

测设备的检测项目包括：方向、印章、混料、异

物、溢胶、气泡、划痕、划伤、露铜、引脚变形、

载带破损、缝合线断开等外观缺陷和尺寸量测；具

备适应范围广、高通量、AI赋能零漏检、支持快速

换型等特点；尤其在镁伽InteVega AI视觉平台和

MEGA AI平台的加持下，具备在超高速分选情况

下对细微裂纹、细小划伤等易错判、漏判缺陷的高

精度检测能力。

表1 镁伽InteVega AI视觉平台10类AI任务场景

图10 镁伽基于深度强化学习的AI辅助工艺参数流程设定

30 EXPERT REVIEW 专家综述

平台提供各项指标来体现模型的精度与性能，用户

也可以添加测试图片来验证模型在测试集上的推理

效果。平台支持通过混淆矩阵来快速定位算法推理

与用户标注不一致的图片，协助用户对模型进行快

速的调试与迭代。

2.2.2.2 视觉算法流程搭建零门槛

训练好的AI模型会存储在用户创建的AI工程文件

中。用户可以将该模型文件导入至InteVega流程

图，作为一个AI算子来调用。InteVega流程图工

具还提供了超过500个标准算子工具，包括：2D几

何、2D视觉、3D视觉、数据计算等算法类算子工

具和图像采集、图像处理、逻辑判断、程序I/O等

流程类算子工具。

通过镁伽自研MegaFlow数据流引擎技术，实现了

算法的模块化封装，连线式操作即可完成应用配

置，进而实现了2D、3D、AI算子的无缝融合，并 图13 在InteVega 平台生产页面选择视觉算法

图12 镁伽InteVega平台流程图工具展示

2.2.2.3 视觉软件部署零门槛

InteVega视觉生产页面除了支持视觉算法流程的运

行与调试外，还支持各类外设的连接与通讯管理，

包括：

图11 镁伽InteVega平台AI模型训练测试展示

支持串行、并行、条件依赖等运行配置，帮助用户

零代码快速搭建出视觉算法的流程。平台还提供中

间过程记录、分析与回放能力，方便对视觉流程的

零代码调试。

为了方便生产现场的操作人员调试，平台支持将参

与算法流程搭建的若干算子封装成一个视觉算法，

支持自定义设置该视觉算法输入、输出参数。用户

可以在InteVega视觉生产页面为某个工位选择指定

的视觉算法。

用户基于实际的项目需求场景，选择合适的AI任务

场景，创建AI工程。通过以下5步即可训练出一款

可靠的AI模型：

操作步骤 操作介绍 特色功能

1.导入

图片样本 导入项目采集的图片样本 霆供如裁剪、旋转、缩放、彩色转灰

等致十种图片样本零代码预处理工具

2.样本

图片标注

对图片样本中的目标特征

进行标注

霆供多种标注工具及快捷操作，相投

开源标注工具，标注速度提升50%以

上;支持使用预训练樱堅預标洼

3.图片分组 对样本图片进行训练集、

验证集、测试集分组

支持图片一份随机分组、按比例分

组、指定分组等多种分组方式

4.参数设置 设置模型的训练参数与测

试参致

霆供参数说明及填写指导;支持参致烟

合效果快逮预笕

5.模型训林与

效果验证

进行慢壁训练并对校型效

果进行輪证

猩供到练进度、调城据标交化趋势、

模型整体指标统计、混淆矩阵等可视

化工具;支持零样本/少样本场鼠的校壁

调练

MACHINE VISION 2024/07

31

InteVega视觉生产页面还提供页面布局设置、生

产统计视图与报表定制、日志管理、用户权限管理

等关键视觉功能。用户可以按需使用、配置、扩

展，实现AI视觉算法零代码部署与生产运行。

2.2.3 针对设备使用与维护

不同类型的设备使用与维护是集成电路生产制造企

业员工日常工作中的重要一环。镁伽科技基于最新

的大语言模型技术，打造了适用于集成电路生产制

造环节辅助员工使用设备、查询使用中遇到的问题的AI助手，其特点包括：私有大模型本地化部署，

无网络延迟且数据更安全；工业级精度的模型训练

及提示词工程，杜绝大模型产生“幻觉”，结果更

可靠、更贴近实际使用操作要求。

针对设备各零部件维护周期不一、部分易损件的寿

命仅凭简单条件难以准确预估等维护问题，镁伽科

技结合大数据和强化学习等方法，打造了镁伽设备

AI维护工具，其特点包括：准确预测易损部件的更

换时间，与SECS/GEM系统无缝结合。三、镁伽科技与InteVega AI视觉平

台简要介绍

镁伽科技（MEGAROBO）成立于2016年，是一家

专注提供先进生产力工具的科技公司，致力于通过

机器人、自动化、人工智能等技术与行业应用的深

度融合，赋能生命科学、新药研发、临床诊断、应

用化学及先进制造等领域的创新突破和数字化革

新，为每个人创建更高效、更健康、更美好的世

界。

镁伽科技深度服务集成电路、新型显示、绿色能源

等行业。镁伽通过自主掌握的高精度运动控制、亚

像素图像处理、高速实时信号处理、2D+3D+AI视

觉等技术，结合自主研发的InteVega AI视觉平

台、MEGA AI算法平台，开发出多项具有行业先

进技术水平的集成电路、新型显示等领域制造和测

试装备及生产工艺，目前已覆盖多个行业主流客户

群体。

InteVega AI视觉平台是AI赋能的新一代机器视觉

平台。立足“Vision Beyond AI”的愿景，根据数

十年机器视觉行业项目经验总结，该平台基于数据

流引擎和500多个自主研发的2D/3D视觉+AI算

子，以流程图的方式搭建视觉流程，实现对生命科

学和先进制造领域的机器视觉需求进行零代码开

发。

InteVega AI视觉零门槛、一站式开发平台，历经

上千台设备运行的打磨，实现了需求快速响应、零

门槛使用、快速换型、样本数据高效利用与合成生

成、算法指标行业领先等目标；让更多机器视觉从

业者接触了解AI，并零门槛地使用AI；帮助企业

降低机器视觉解决方案的开发成本、提高开发效

率，进而推动AI技术在机器视觉行业的发展和应

用。

图14 镁伽InteVega 平台视觉生产页面展示

相机：支持基恩士、堡盟、海康、大恒、埃科、深

视等数十种业内主流品牌2D、3D相机的接入与管

理；

光源：支持接入满足RS232通信、以太网通信协议

的光源控制器；

PLC：支持接入满足HSL协议（如西门子、三菱、

欧姆龙、汇川等多个主流品牌）的PLC设备，并提供PLC标准事件集，方便用户零代码建立PC与PLC

之间的标准通信事件，协议支持扩展。

32 EXPERT REVIEW 专家综述

使用单目液体透镜光学系统

重建3D点云和深度图

Corning Varioptic Dr. Xavier Berthelon

SciCaTec GmbH Dr. Markus Jäger

译 / 吴悦

摘要：液体透镜是由特定的外部控制驱动的可调焦元件，重复精度高。如果对焦距离在足够

大的范围内变化，则每一个物体都会被图像传感器清晰地捕捉到一次。利用这些条件和已

知的液体透镜的光学特性，可以创建周围环境的全景对焦图像，也称为拓展景深（EDoF）的

图像。此外，仅使用一台相机或一个图像传感器就可以创建整个视野的 3D 描绘（更准确地

说是 2.5D）。

在本文中我们介绍了一种使用 Corning® Varioptic® Lenses 来演示以上描述的原理的

技术路径和实现方法。所需的图像和视频处理其中包含了算法内核由嵌入式系统 NVIDIA

Jetson Nano 中的 GPU 来实现。另外，还给出了图像处理速率、空间分辨率和 3D 表达采

集时间等性能数据。

关键词：液体透镜；拓展景深；EDoF；全景对焦；3D 重建；3D 模型；图像处理；GPU；SoC一、液体透镜介绍

受到人眼的功能的启发，液体透镜为制造商和

OEM厂商提供了比机械方案更快的速度和更高的

可靠性。人眼能够以难以想象的高速调节对周围环

境的对焦。同样，康宁的液体透镜模拟了眼睛的流

体特性和适应性，对变化的环境形成快速响应。这

一过程是通过一项被称为电润湿的技术来实现的，

该技术使用电信号来操纵液体溶液，使之成为切实

可用的透镜。

传统的机械式解决方案在连续并可靠地提供清晰图

像方面的能力受到限制。Corning ®Varioptic ®

Lenses（图1）为复杂的光学挑战提供了创新的解

决方案。Varioptic液体透镜可在无移动部件的情

图 1 Corning Varioptic生产的液体透镜

况下实现快速对焦和微距对焦。传统的相机需要移

动部件，这些部件可能会在设备的使用期间开始磨

损并出现故障。相比之下，液体透镜无需使用机械

移动部件即可运行，从而免除了通常跟视觉系统有

关的许多维护工作。

MACHINE VISION 2024/07

33

图2 光学系统的景深及其光学参数的图示

四、确定清晰度和深度信息

当传感器的图像信息包括它的宽度、高度、和逐像

素颜色在像素阵列的记录中可供使用时，考虑到一

定的邻域，有多种可能性来提取每个像素的清晰度

信息。一种常见的实现方法是在像素颜色值转换成

灰度后应用著名的拉普拉斯滤波器。图3显示了当

液体透镜的电压从47V到27.3V扫描时相机图像中

的一个特定像素的拉普拉斯滤波结果的绝对值行

为。该结果可以用作清晰度的测量。我们可以估计在38V时清晰度达到了最大。当选择的电压步长足

够小的时候清晰度就可以在最大值附近形成一个分

布。分布的宽度可能因系统的光学参数和用于分析

清晰度的算法而异。每种组合都会导致其特定的清

晰度探测效率。能够跟探测效率相同方式行为的典

型的指标有峰值清晰度幅度和模糊区域（背景）清

晰度的比值，或用作测量清晰度探测分辨率的峰值

宽度。总体的清晰度探测效率将决定3D点云的深

度信息的精度和噪音。

二、3D成像的方法

在过去十年中，人们对于3D信息的捕捉、处理和

成像的兴趣日益增长。这类成像模态的应用范围很

广，从信息技术到生命科学，近期甚至应用到娱乐

行业中。3D信息是指由成像系统捕捉到并添加到

标准2D图像中的额外的深度线索。已经有很多种

技术开发出使用专门的软件和／或硬件来估计深

度。最常见的技术有：

立体视觉：其原理是使用多个图像的采集或双目系

统在不同视角下捕捉3D场景来估计物体的深度。

ToF或相移：通过分析由专用传感器发送并接收的

激光脉冲或调制信号，根据接收到的光信号的反射

来确定物体的深度。

结构光：结构化图案被投影到场景中的不同深度的

物体并变形，从而可以用单目系统进行3D重建。

用对焦／离焦获得深度：使用可调焦系统的图像处

理和对比度分析提供物体的深度信息。

最后一种通过对焦／离焦来获得深度信息的技术得

益于单目系统的简单硬件（仅需要一台相机），无

需特定的光源或外部传感器，依靠成像光学系统的

可调焦特性。液体透镜在这里发挥着关键作用。根

据施加到透镜电极上的不同电压，液体透镜的工作

原理使得它的光焦会发生变化。将液体透镜集成到

成像设备中，比如相机模组，并结合一些图像处理

（对比度分析）就能创建一个光学系统，具有使用

对焦模式获得深度信息来执行3D重建的能力。三、对焦/离焦获得深度背后的理论

当施加到液体透镜上的电压发生变化时，透镜的

光焦会改变。在光焦扫描的过程中，成像系统看

到的物体逐渐由虚焦到对焦再到虚焦。物体呈现

清晰图像的区域称为景深。几何光学的定律将焦

距和物距联系在了一起，通过将系统的光焦和物

体的清晰度相匹配，我们就可以确定清晰物体的

深度（图2）： m是物体到物方焦点的距离， m'是像到像方焦点的

距离， f'是光学系统的焦距。

景深以及确定物体深度的精度取决于系统的光学特

性。任何真实的光学系统受其光学元件的尺寸的限

制，通光孔径的尺寸都是有限的。空间分辨率也受

限于传感器像素的尺寸，小于该尺寸的就难以分辨

出焦点了。因此只要图像点的尺寸仍然小于像素尺

寸，就会有数点的范围呈现清晰对焦。这一范围定

义了景深，如图2所示。

34 EXPERT REVIEW 专家综述

图 3 当液体透镜的电压从47V扫描到27.3V时相机图像中的一

个特定像素的拉普拉斯滤波结果的绝对值

图 4 在一个特定电压下锐度面（3）跟图像传感器（1）和液体透

镜（2）的关系

（3）为在连续施加的透镜电压下在z方向上的凹

面变形。五、GPU实现

我们开发了一套算法，该算法使用液体透镜的电压

扫描一个给定的范围，获取所有的信息，并在扫描

完成后生产新的EDoF图像和3D点云。

当图像中的每个像素上透镜的电压和最佳清晰度的

匹配都确定时，就可以将原始相机图像的对应像素颜

色合成到EDoF图像中了。并且，在顾及以下状况的条

件下每个像素都可以转变为3D空间上的一个点：

1.在图像传感器上显示清晰（锐度面）的正确深度

会随方位角和仰角在光轴周围变化。在这种情况

下，锐度面不再是球面。

2.根据所选的液体透镜的类型和施加的电压，该锐

度面可以是延光轴的平面、凹面、或凸面。

3.第一点中提到的关系不需要以光轴对称。

4.图像传感器和光轴无法居中对齐，这会导致第一

点中提到的关系的偏移。

5.在3D空间每个点的x和y坐标也取决于确定的深

度（z坐标）信息。图4说明了上述的原理。蓝色线表示图像传感器

的偏移，也就是对于光轴的横向位移。锐度面

图5说明了算法的流程图。一个关键点是对于相应

透镜电压的图像采集同步化。两者的同步化偏差可

能影响整体空间分辨率，尤其是当运行未能按所需

的次数来执行。此外，需要指出的是在图5中为了

将所有像素电压转换为3D云点的处理密集型运行

只在完成电压扫描的终点时执行。所以最耗时的处

理部分在图5中用虚线边框的形状标示出来。

为了将整个工作原理装到一个紧凑的演示设置中，

我们创建了一套开发工具包，使得图6中所示的算法

能够在嵌入式系统中执行。它显示了开发工具包的

硬件和接口的图式结构。作为基础，我们使用了C-S25H0-075液体透镜模组，通过适当的后焦调节它

可以在70mm到30mm的范围内对物体进行对焦。

开发工具包还提供更大视野角的镜头，可以覆盖水

平和垂直超过55°。作为图像传感器系统我们选择了

具有高清图像分辨率（1280x720）和至少100帧每

秒（FPS）图像采集速率的MIPI相机，以缩短电压的

扫描时间。帧频越高，完成任意范围电压扫描的整

体时间就越短。当电压扫描时间最小化时，生成的

EDoF图像和3D点云的可实现帧频就会最大化。为

了通过软件实现处理尽可能多的采集图像，我们决

图5 建立EDoF图像和3D点云的图像处理管线流程图和算法

每个像素的运行

是

是 不是

不是

设置下一个

透镜电压

将电压和颜色

信息转换为

EDoF图像和

3D点云

储存当前

透镜电压和像

素颜色

清晰度是否

比之前所有的

都高？

整个电压

扫描完成了吗？

获取

相机图像

确定

清晰度

MACHINE VISION 2024/07

35

图7 CORNING XXX开发工具包，用于3D和EDoF重建。A：

Maxim驱动电路板、B： 液体透镜模组、C： Nvidia Jetson

nano、D： Econ相机模组

图6 CORNING开发工具包的图示结构，含接口

在Jetson Nano SoM上，一个嵌入式的Linux系统

正在运行，以Open GL ES图形提供相机图像、生

成的EDoF图像和3D点云描绘。通过将屏幕、键

盘、和鼠标连接到Jetson Nano的载板，就可以控

制应用软件并与之交互。可以从任何角度观察重建

的3D点云。以下的两张图显示了实际的CORNING

XXX开发工具包的设置（图7）和嵌入式Linux桌

面应用输出的屏幕截图（图8）。

通过这一实现和Jetson Nano SoM作为处理单元，

我们获得了高达44 FPS的图像处理速率。按使用的

图像分辨率，这是高达每秒40.5M像素的处理速

率。这一处理量对于图6中的算法在透镜电压扫描

时处理获取的图像具有重要性。每次完成电压扫描

后，生成的图像（EDoF图像和3D点云）会立即显

示在屏幕上，没有任何耗时的后处理。这意味着

EDoF图像的最终帧频和3D点云的刷新频率取决于

扫描的电压范围和使用的电压步长。在这里，对于

标称3D点云分辨率低于1mm的典型场景，一次完

全的透镜电压扫描并完成整个3D重建需要8秒，即

帧频或刷新频率为0.12 FPS。

六、结论

由于液体透镜的可调焦特性，我们可以根据一组图

像的清晰度分析来估算3D场景中的深度。图像采

集和液体透镜电压控制的同步可以实现清晰的像素

与物体距离匹配。使用适当的图像处理管线，可以

重建场景的拓展景深以及可以在不同角度下查看的

3D点云。

成像的可能性由光学相机模组及其参数（焦距、光

圈、像素尺寸）决定，并且可适用于不同的应用场

景。图像点云的精确性取决于采集参数，主要是电

压步长和景深的宽窄度。在正常日光条件下精确性

测试显示我们的方法可以实现标准偏差为0.25mm

的空间分辨率。

该3D成像方法的主要好处在于液体透镜可以简单

地驱动。这些可调焦透镜的自动电压扫描使其成

为用单目系统从离焦成像技术获得深度的最佳质

量选项。

定采用GPU处理器来执行算法中的对于时间有严格

要求的部分。一种合适的低成本嵌入式系统类型是

NVIDIA Jetson Nano模块化系统 (SoM) ，它包括

一块载板作为开发工具包 。

图8 EDoF和3D点云的估算结果。A：相机拍摄的原始图

像、B：EDoF图像、C：3D点云、D：颜色深度图

· CUDA by Example: An Introduction to General-Purpose

GPU Programming by Jason Sanders, Edward Kandrot

· DATA SHEET NVIDIA Jetson Nano System-on-Module

· JETSON NANO DEVELOPER KIT User Guide

36

EXPERT REVIEW 专家综述

38 COVER STORY 封面故事 COVER STORY 封面故事让“中国制造”

成为高品质

代表

随着科技的日新月异，光学技术在各领

域的应用日益广泛，对光学元件和镜头

的性能要求也越来越高。福建优恩立光

电科技有限公司凭借其卓越的研发实力

和精益求精的工匠精神，渐渐在光学领

域崭露头角。值此公司成立十周年之际，《机器视觉》杂志邀请了该公司的

联合创始人沈银女士，一起回顾优恩立

的成长历程，探讨其发展战略和影响，

并展望未来的无限可能。

⸻访福建优恩立光电科技有限公司

联合创始人 沈银

38

39

MACHINE VISION 2024/07

S 沈银 M MACHINE VISION

记者｜安卓

M今年是贵司成立的十周年，您能否与我们分享一下您与优

恩立共同走过的历程？

S 当然可以。这十年，对于优恩立来说，是一个从青涩到成

熟、从艰难起步到稳步前行的过程。如果用一句话来概括这

十年，我想应该是“砺光十载，目有繁星”。在这十年里，

我们经历了三个关键的发展阶段。

第一阶段：奠定基石（2014-2019年）。在这个阶段，我们坚

信“做难而正确的事⸺走自主研发与生产之路”是发展的关

键。我们深知只有自主研发和生产，才能在光学领域取得长足

发展。尽管初期我们只是一个小团队，但我们顶住了快速扩张

的诱惑，坚决将资源聚焦于技术研发和产品打磨上，致力于为

客户创造最大的价值。几年的坚持下来，我们成功发展出光学

元件和机器视觉镜头两大核心业务，显著提升了产品的性能、

一致性和稳定性。通过快速响应海外客户的定制化需求并提

供专业服务，我们赢得了众多客户的信赖，实现了销售业绩的

迅猛增长。在这个阶段，我们不仅实现了业绩的快速提升，还

扩大了生产规模，并于2019年正式开拓国内市场，为行业客户

提供量身定制的光学系统，完成了优恩立1.0的华丽转身。

第二阶段：不忘初心，砥砺前行（2019-2023年）。随着国

家工业智能化改造的加速和全球疫情的影响，优恩立多年来

对品质和研发的坚持获得了丰厚的回报，国内外市场均取得

了突破性进展。我们成功打造了激光、生命科学、工业自动

化、航空航天、新能源和军事科技等多个高精尖领域的典范

案例，并推出了基于行业场景应用的线扫、短波红外及FA三

大系列标准工业镜头。在这个阶段，我们的业绩增长了近10

倍，实现了优恩立2.0的升级。

第三阶段：追求卓越，再启新程（2023年及以后）。优恩立

的十年历程，对于我们全体成员而言，是践行光学领域“长

期主义”和“专业主义”的十年，也是打造基业长青企业的新

起点。值此十周年之际，公司主动发起变革与转型，未来我

们将继续坚持专业创新和卓越品质路线，关注深度学习和

3D视觉检测等新技术场景的应用拓展，打造更高性能的光

学产品。同时，我们将进一步强化“光、机、电、算”全制程光

学设计开发和精密制造能力，以保持在一站式光学解决方案

方面的专业领先地位。

M您总结了公司10年成长的3个阶段发展

历程，在这个发展过程中遇到了哪些挑战，从中获得了哪些宝贵的经验教训？

S 在优恩立的成长过程中，我们确实遇到

了多方面的挑战。首先，激烈的市场竞争

是我们面临的最大挑战之一。当前光学市

场仍由国外厂商主导，中国厂商起步较

晚，起初只能从低端市场切入，逐步向高

端市场渗透。这导致光学镜头市场的竞争

尤为激烈，国内外企业的角逐使得价格战

愈发严重。

其次，技术上的挑战也日益凸显。随着机

器视觉行业的快速发展和应用场景的拓

宽，客户对光学产品的性能、开发效率和

交付速度都提出了更高的要求。新技术和

新应用场景不断涌现，企业若无法跟上这

种快速变化，就只能停留在低端市场。

40 COVER STORY 封面故事 再者，研发技术的积累和人才储备也是一大难题。机

器视觉企业需要持续投入研发资金，而成本控制的难

度可能影响公司盈利。同时，光学领域的高端人才供

不应求，企业在“技术投入与商业变现”之间常常面

临艰难抉择。

然而，正是这些挑战和教训，推动了优恩立不断进

步。公司秉承“优于品质、恩于团队、立于光学”的

宗旨，坚持专业创新及卓越品质，通过定制服务满足

客户的专业化需求。同时，公司注重核心人才的培养

和发展，打造了稳定且具有战斗力的团队。在面临挑

战时，优恩立始终专注于光学行业，致力于成为细分

市场的“隐形冠军”，通过深耕细分领域，建立起自

己的护城河。这些努力共同促成了优恩立成长为国家

高新技术企业。 M在创立和引导优恩立公司发展过程中，您发挥了关键

人物的关键作用，请问您在工作中是如何发挥领导哲学的？又是如何深刻影响公司文化和推动公司发展的？

S 在领导优恩立的十年成长历程中，我深刻体悟到作

为一名领导者，就要像攀登一座未知高峰的攀登者，心

存高远，方可登临峰巅。这种哲学不仅塑造了我们的企

业文化，还深刻影响了公司的决策和发展。

我们始终保持向上的目标感，以勇攀高峰为使命，这

种韧性不仅是我作为领导者的特质，更是整个组织的

共同信念。我们致力于将这一愿景传递给每一位员

工，确保大家对未来的期待保持一致。这种目标感催

生了我们的“军队文化”，即高效执行、勇于担当，

始终保持对工作的热情和投入。

同时，我们强调敏锐的市场洞察，这不仅需要坚韧不

拔的精神，更要有明确的方向选择。这需要领导者和

组织具备战略定力和洞察力。因此，我们倡导长期主

义、专业主义和客户导向，力求在复杂多变的市场环

境中保持清醒的头脑和敏锐的洞察力。

此外，我们重视持续成长的活力与动力，这主要体现

在我们的“家庭文化”和“学校文化”中。在优恩

立，员工之间亲如家人，共同为公司的成长努力。同

时，我们也推行“学校文化”，为员工提供完善的培

养和发展体系，让他们在不同阶段都能获得学习和成

长的机会。这不仅促进了员工的个人成长，也为公司

注入了源源不断的活力。 M优恩立是如何凭借自身优势在市场中脱颖而出的？

S 优恩立的竞争优势主要体现在两个方面。深度

客户订制化源于我们在光学冷加工和设计领域的

丰富经验及强大的技术团队。我们能够在极短的

时间内灵活响应客户的个性化需求，为特定应用

场景开发出定制化镜头。同时，结合成本优化、

品质稳定和快速量产等因素，我们提供最具性价

比的解决方案。

产品品质化则体现在我们镜头产品的光学设计上，始

终坚持产品的可靠性、一致性、可测试性和可生产

性。这一坚持从源头上为我们的产品赋予了独特的竞

争优势。

这些优势使我们在市场中脱颖而出：不仅成功打造了

优恩立的品牌，赢得了客户的信任和满意，而且避开

了红海市场的激烈竞争，实现了“专业订制”与“行

业标品”双轨并行。由此，我们在高度竞争的市场中

构建了坚实的“护城河”，使公司能专注于细分市场

和产品领域的持续发展。 M在竞争激烈的光学镜头市场中，贵公司如何维持

领先地位并实现了持续发展？

S 在机器视觉镜头市场竞争加剧的背景下，优恩立

团队从市场、产品、供应链到经营管理采取了一系列

策略来实现持续发展。在国内，我们聚焦重点市场和

核心客户，同时开拓海外新兴工业市场。我们不断丰

富产品线，强化光学定制业务的研发，以满足多样化

市场需求。其次，我们加强供应商管理并推动数字化

转型，确保供应链的稳定性。在经营管理上，我们追

求精细化管理，并重视员工激励。这些综合举措助力

我们在内卷激烈的市场中保持领先，实现持续发展。

41

MACHINE VISION 2024/07

M身为民族企业与企业家，您如何看待应承担的社会责任？贵

公司在履行这一责任上有哪些实实在在的行动？

S 过去的十年，不仅见证了我们优恩立的成长，也见证了

中国工业智能化改造和视觉行业的飞速发展。作为民族企

业家，在工业领域，我深知我们的社会责任。我们的使命

就是要勇于挑战“难但正确”的事情，这也是优恩立自创

立以来的核心理念。我期望携手国内同仁，共同为民族品

牌争光，打破国外技术的封锁，让“中国制造”的镜头也

能成为高品质、高性能的代表。

为了践行这一社会责任，我们采取了以下具体行动：我们

主动涉足更为复杂的工业制造环节，致力于构建更完善的

行业生态。通过深入了解下游应用场景的需求，我们努力

实现技术上的突破，力求在细分行业和产品应用领域，打

造出能够媲美甚至超越国外品牌的中高端镜头。

M 对于未来，贵司有怎样的战略布局与

规划？

S 在公司迎来十周年庆典之际，我们对未来

发展抱有坚定信心。优恩立将持续践行我们

的宗旨与使命，以创新为驱动，追求卓越，为

客户和社会贡献更大价值。

国际市场拓展：我们将加速布局海外市场的

新兴区域，积极参与国际专业光学及应用

行业展览，与海外合作伙伴携手，进一步提

升我们的国际品牌知名度和市场影响力，

探寻更多元化的产品创新与突破机会。

国内市场深耕：在国内，我们将进一步聚

焦关键细分市场及核心客户，强化大客户

服务意识，并构建行业内的标杆客户案

例。通过深入理解客户需求和行业趋势，

不断提升公司在研发、产品、供应链及运

营等方面的综合实力。

产品研发升级：我们将持续加大研发投

入，在巩固现有产品定制与品质控制能力

的基础上，推动产品多元化发展，打造细

分行业的标准化产品系列。同时，我们将

探索产品价值链的延伸，将现有光学、机

械产品升级为光机电一体化高端产品。

市场拓展策略：我们将采用多元化的市场

策略，致力于构建行业生态，深化与行业

联盟伙伴的合作，以拓展业务范围。这包

括进军前沿应用领域，如生物医疗与新能

源等，以实现公司的快速增长。

可以看出，我们的战略规划和布局是多元

化的，旨在确保优恩立在激烈的市场竞争

中保持领先。我们坚信，通过不懈的创新

与努力，优恩立将继续为客户和社会创造

更多价值。

⸺访东莞市大相智能科技有限公司

总经理 黄健健

在机器视觉技术的蓬勃发展中，线材作为确保系统稳定、高效运行

的关键因素，其重要性日益凸显。近日，《机器视觉》杂志采访了

大相智能科技有限公司（简称大相智能）总经理黄健健先生，请他

介绍了该公司的情况，并就机器视觉线缆产品的创新与发展、行业

痛点、未来增长及竞争格局等方面的情况进行了探讨。

机器视觉一“ 线”牵

42

CHARACTER INTERVIEW 人物专访

43

MACHINE VISION 2024/07

立志开创机器视觉线材市场，精心打造行业国产化

硬件

黄总是个细心的人，在过去十多年的工作经验中，他

发现很多工业相机厂家主要把重心放在相机的更新

迭代上，而对线材的关注度相对较低。这导致了很多

相机用户在使用线材时面临各种困境，比如产品线

多样但小批量生产导致的高成本、低效率问题，以

及线材供应商对相机通讯协议和应用场景理解不足

等。这些问题都让他深感必须有所改变。

基于行业发展的问题短板，黄总决心开创线材市场，

但他深知这既是一次机遇，更是一次重大挑战。大相

智能就在这样的压力和希望中宣布成立，但黄总更

相信，以他亲身经历的机器视觉器件国产化进程，更

懂得除了光源、镜头、工业相机，线材也是这个领域

不可或缺的一部分，凭着在机器视觉领域多年的从

业经验和深刻的行业洞察，他立志一定要打造机器

视觉领域线材这第四个国产化硬件，希望大相的产

品能与国外一流的视觉线材厂家相媲美。

黄总表示，大相智能就是致力于解决这些行业痛点，

他们专注于提供高品质、高性能的线缆产品，以确保

工业相机的使用者能够拥有稳定、可靠且高效的线

材解决方案。他希望通过他们的努力，让工业相机的

用户不再为线材问题而烦恼，能够更专注于他们的

核心业务。

视觉行业最懂线缆，线缆行业最懂视觉

电线电缆是一个历史悠久的行业，从富兰克林的风

筝实验前的“导体”概念，到电气化时代的电能传输，

再到如今的智能化时代的芯片间通讯，线材始终扮

演着关键角色。作为线材行业的新进者，大相智能在

众多潜在市场中选择了机器视觉领域作为核心发展

方向，这背后有两个主要原因。

首先，他对机器视觉有着十几年的深厚情感和专业

经验。这份长情让他对这个领域的市场需求、技术发

展和未来趋势有着深入的理解和敏锐的洞察力。他

相信，随着智能制造和工业自动化的快速发展，机器

视觉领域的线缆需求将持续增长，这为他们提供了

广阔的市场空间和发展潜力。

其次，大相的创始团队汇聚了来自日本著名线材厂

家的核心成员，拥有丰富的行业经验和专业技术知

识。这让他们有信心能够打造出高品质、高性能的机

器视觉线材产品，满足市场的严苛需求。正是这份底

气，让他们坚定地选择了机器视觉领域，并致力于成

为该领域的佼佼者。

而机器视觉是个应用科学领域，致力于通过不同的

软硬件组合，为客户提供切实可行的解决方案。机器

视觉市场的应用广泛且多样，遍布于各种工厂自动

化场景中，与传统制造业的大批量生产模式形成鲜

明对比。

在这个复杂的系统中，线材虽然只是一个小小的配

件，但其作用却不容忽视。尽管它常常被视为不起眼

的耗材，但在某些情况下，它甚至可能成为决定项目

成败的关键因素。在实际设备生产中，线材的安装往

往先于其他部分，然而其采购却常常被后置处理。由

于设备在机械、电气和软件方面的投入巨大，一旦机

构部分确定，就很难再进行大的改动。因此，很多时

候，问题就被转嫁给了线材供应商。

特别是在机构安装空间有限、电器出线方向受限、线

材拖链的最小折弯半径要求苛刻，或者传输距离超

出常规协议范围等复杂情况下，选择合适的线材就

显得尤为重要。此外，线材还需要应对各种恶劣环

境，如防油污、耐腐蚀、耐低温和抗高温等。

经过六年的深耕与发展，大相智能在机器视觉行业

的线缆产品已经形成了丰富的产品线，并具备了强

大的定制能力。从机械性能角度来看，他们的线缆

产品主要分为三大类：适用于固定安装的线材、坦

克链内部安装的拖链线材，以及专为机器人外部安

44

CHARACTER INTERVIEW 人物专访 装设计的正负180度抗扭线材。在传输协议方面，他

们支持当前主流的各种接口，包括Usb2.0、Usb3.0、

1394A、Gige、10Gige、CoaXPress和CameraLink

等。此外，针对不同的应用环境，他们还研发了具有

防油污、耐腐蚀、耐低温和抗高温等特性的线材。特

别是在半导体行业，他们专门开发了无尘拖链线缆，

该线缆已经通过了欧洲IPACLASS1认证，能够满足

无尘车间的严苛环境要求。

不得不说，大相智能被业界公认为“视觉行业最懂线

缆，线缆行业最懂视觉”的企业！

做线如做人，品质如生命

“百炼‘铜’为绕指柔”，这一理念不仅代表了他们大

相智能对产品的极致追求，更彰显了他们的企业精

神。这一理念不仅影响了他们的产品设计，更深远地

影响了他们的创业和业务发展。他们所有的柔性线

材均采用6类无氧铜制造，主打的高柔（拖链和抗扭）

线缆就是这一理念的完美体现。

在大相智能，他们深信“做线如做人”，产品的品质

就是他们企业的底线。即便在消费者看不见的电线

内部，他们也绝不妥协，始终坚持使用真材实料，尤

其是优质的铜材。铜虽然占据了电线成本的七成，但

它在所有有色金属中导电性排名第二，且成本相对

适中。更重要的是，铜的高热稳定性和低电阻率确保

了线材在高温环境下的稳定性和低损耗，而其出色

的机械性能则保证了线材在各种运动状态下的安全

性和耐用性。简而言之，铜的用量直接关系到线材的

电气性能，而导体规格则决定了线材机械性能的可

靠性。

在激烈的市场竞争中，坚持高品质并非易事。面对价

格压力和市场上充斥的劣质产品，他们始终不为所

动。有些商家为降低成本，不惜改变线材规格，甚至

使用铝镁合金、铜包铝等替代品。特别是在铜价飙升

的当下，这种诱惑更为强烈。然而，他们大相人深知，

品质才是企业的生命线。

“百炼‘铜’为绕指柔”，这不仅仅是一句口号，更是他

们大相人的信仰和承诺。它激励他们在创业的道路

上不断追求卓越，也为他们赢得了客户的信任和市

场的认可。这一理念已经深深烙印在他们大相的每

一个产品和服务中，成为推动他们不断前行的动力

源泉。

以高质量锻造高品质

大相智能作为少数从铜丝和胶料等基础材料做起的

成缆源头厂家，他们拥有完整的视觉线束加工生产

线。这一优势使得他们能够全面掌控产品质量，确保

产品的一致性。据了解，当前市场上许多线束加工厂

都无法做到。

在成品线束设计方面，他们始终注重易用性和创新

性。例如，他们设计了多角度异性接头和8倍OD最小

折弯半径，以确保产品的灵活性和耐用性。同时，他

们还对线束长度进行了超越传输协议长度的测试，

以验证其在实际应用中的可靠性。最后，大相智能创

始团队的技术实力与多样小批量的快速交付及定制

化能力，都是大相极具竞争力的体现。

黄总善于总结经验，他说客户对线缆的诉求主要集

中在稳定性、耐用性、性价比以及交付速度等方面。

面对这些诉求，他们公司采取了多项措施来应对。首

先，大相坚持用“铜”底线，始终保持对用材底线的敬

畏，绝不因为追求利润而牺牲产品质量。

其次，为了应对机器视觉市场少量多样的特点以及

线材后置采购的问题，他们建立了自己的成缆工厂，

并保持线束成品和半成品的安全库存。这样，他们能

够在客户需要时迅速交付，确保项目的顺利进行。他

们的交付速度甚至超过了相机的供应速度，为客户

提供了极大的便利。

此外，他们还注重线材的耐用性和稳定性。拖链线材

作为配件和耗材，在短期内可能看不出机械性能的

差异。因此，他们提供了第三方的拖链测试报告，以

MACHINE VISION 2024/07

证明他们线材的优异性能。这些测试报告为

客户提供了有力的质量保障，让他们能够放

心使用他们的产品。

总的来说，大相智能致力于为客户提供高质

量、高性能且具有高性价比的线材产品，以满

足机器视觉领域的多样化需求。通过不断优

化产品性能和提升服务质量，希望能够成为

客户信赖的合作伙伴。

未来眼光俯瞰未来

黄总认为，机器视觉未来的增长可能在半导

体行业的崛起。为此，公司花了3年的时间在

努力研发半导体行业需要的无尘拖链线缆，

这款产品不仅满足了半导体生产环境对无

尘、防静电等严苛要求，还具备优异的耐磨、

耐弯曲性能，确保机器视觉系统在长时间高

强度运行中的稳定性。目前已经实现给国外

品牌贴牌生产的量产，同时客户贴牌生产的

无尘拖链线缆已经过德国IPACLASS1的认

证。虽然目前的量还没有传统拖链线缆的量

大，但是每年保持着翻倍的增长。

展望未来，机器视觉行业的竞争格局将不断

演变。随着机器视觉国产化的深入推进，国外

品牌和国产品牌将逐渐形成一个动态平衡，

并长期共存。然而，国产化进程也将带来激烈

的同质化竞争。由于机器视觉应用本身是一

个碎片化的市场，未来几年行业洗牌在所难

免。在这一过程中，规模较小的公司可能会局

限于更细分的行业领域。而大相智能将凭借

自身的独特竞争优势，努力在行业中脱颖而

出，为客户提供更优质的产品和服务。

45

当光学

遇见视觉

⸺访山东菲涅尔光电科技有限公司

总经理 杨全卿

菲涅尔光电科技有限公司的成立，自然受到法国物理学

家奥古斯丁·菲涅尔的启发，该公司总经理杨全卿毫不避

讳这个说法。公司一直致力于光学领域的前沿探索与创

新，正体现了致敬这位光学巨匠的初衷，也表达了中国

一群“光学人”对光学技术进步的不懈追求。近日，《

机器视觉》杂志特邀该公司总经理杨全卿先生介绍公司

的成立与成长之路，与大家一起分享他对光学领域的独

到见解与追求。

46

CHARACTER INTERVIEW 人物专访

47

MACHINE VISION 2024/07

M杨总好，贵公司为什么取名为菲涅尔公司？这背后

有什么联系和其他深意？您个人在公司如何定位的？

您前进的驱动力又是什么？

Y “菲涅尔”这个名字，受到法国著名物理学家奥古

斯丁·菲涅尔（1788.5.10—1827.7.14）的深刻影响。他

对光的本质进行了深入探索，在光的波动理论及衍射理

论作出杰出贡献，并奠定晶体光学的基础，是我们团队

在光学研究领域的灯塔。以“菲涅尔”为公司名称，不

仅致敬了这位伟大的科学家，更是传承了他那种不断探

索和创新的精神。我们以“菲涅尔”命名，也是团队致

力于学领域的研究与发展，尤其专注于研发先进的光学

测量与检测设备，希望延续菲涅尔的科学精神，力求在

光学技术的进步中贡献自己的一份力量。

公司成立初期，我们对光学领域满怀热情。我们深知

光学在多个领域的重要性，因此致力于通过创新推动

光学技术的发展。我们的目标是，满足不同行业对精

密测量和高质量检测的需求，为客户提供更优的解决

方案。

至于我个人，主要利益于公司的发展，在公司的学习

与工作经历，为我锤炼了出色的项目管理、创新思维

以及市场分析能力。尤其在远心镜头行业长达14年的

深耕中，我积累了丰富的行业经验和知识，特别在新

产品开发和市场推广方面。

每个人的成长都与公司发展分不开的，当公司步入快

速发展轨道时，我深入参与了新产品的研究与市场推

广。凭借对市场的敏锐洞察和对竞争的深刻理解，我

能够精准制定产品策略，并高效地推动团队协作，确

保我们的产品能够迅速且准时地推向市场，这也为司

在五年内推出365款产品提供了可能。

此外，通过持续学习和实践，我逐渐磨练出强大的领导

力和团队管理技巧。这使我能够有效地调配资源，点燃

团队的创造激情，进而推动整个团队的迅猛成长。多年

的经验积累使我在实战中游刃有余，能够快速应对各种

挑战，为公司的飞速发展贡献了自己的力量。

M公司在追求极致成像精度的过程中，如何

理解光学技术的影响，并克服相关技术难

题？请分享您的经验和策略。

Y 在追求极致成像精度的过程中，我们深刻

理解到光学技术对成像质量的关键性影响。

光学技术不仅直接决定了图像的清晰度、对

比度和色彩准确度，其中光学元件的质量和

设计决定了光线的聚焦和衍射极限情况，进

而影响图像的清晰度。同时，光学镀膜和滤

光片的选择也会影响图像的色彩和对比度。

因此，我认为在追求成像精度时，更需要重

视光学技术在系统中的应用和优化，以确保

获得高质量的成像结果。

同时，在追求极致成像的路上，我们面临了

诸多技术难题，如光学系统的精度要求、传

感器的灵敏度和噪声问题，以及图像处理算

法的精度和效率等。为了克服这些难题，我

们采取了以下策略。

Y 杨全卿

M MACHINE VISION

记者｜安卓

48 CHARACTER INTERVIEW 人物专访 首先，我们投入大量的研发资源，对光学系统进行深入研究和优

化。例如，我们引入了热噪点消除技术、高NA的APO远心成像

技术等，这些都是直接影响成像精度的关键技术。

其次，我们鼓励团队成员打破思维定式，进行创新思维，积极提

出新的技术方案。我们倡导跨界学习，借鉴其他领域的创新思维

和技术手段，以期在解决问题上实现新的突破。

最后，我们积极寻求外部合作和专家咨询及供应商的支持，这不

仅可以使我们获取最新的技术和设备来帮助解决难题，更可以汲

取更多的观点来完善解决方案，同时投入大量的资金和资源进行

技术研发和测试，确保我们的解决方案的可行性和可靠性。

通过这些经验和策略，我们成功地提高了成像精度，并克服了诸

多技术难题。我们相信，在持续的努力和创新下，我们一定能够

实现极致成像精度的目标。 M在这些技术和策略的支持下，公司推出了哪些代表性产品？如

何体现了公司所追求的高成像精度和技术创新？ Y 在这些技术和策略的支持下，公司推出了“亚微米级全自动

AOI光学检测系统”这一代表产品。该产品是一款高精度的光学

检测系统，是我们技术创新和高成像精度的集中体现，集成了多

项尖端的光学技术，以实现对微小细节的精确检测和分析。主要

应用于半导体行业，针对微小缺陷进行高精度的检测。

系统配备了高分辨率光学镜头（CMU9.72X-K-DIC）和线扫相

机，确保对微小瑕疵实现超高清晰度与高效率的成像。此外，其

内置的尖端图像处理算法和AI识别技术，能对捕获的图像进行迅

捷而精准的分析与比对。更值得一提的是，高精度的三维成像技

术使得系统能对目标物体进行三维层面的精确测量和分析，从而

大幅提升了检测的精确度与可靠性。

当然，研发之路并不顺利，团队仍旧面临了多项技术难题：

首先是图像处理算法的优化的问题，尤其是针对亚微米级颗粒的

高清晰度图像处理，需要精细化调整算法以实现迅速且准确的分

析比对；

其次是高精度三维成像技术的开发，因系统要求对亚微米级颗粒

48

49

MACHINE VISION 2024/07

进行三维成像与测量，这带来了极高的技术挑战；

以及如何确保系统集成后的稳定性和可靠性，以实

现对不同类型亚微米级颗粒的准确检测与分析。

虽然过程艰苦，但我们最终取得了胜利，这主要得

益于团队的不懈奋斗和持续的技术革新，上述技术

难题被一一攻克，“亚微米级全自动AOI光学检测

系统”成功研发并投入量产。该系统在半导体领域

的应用效果显著，极大地提升了晶圆的生产质量和

稳定性，展现了公司对高成像精度和技术创新的坚

定追求。 M在努力提升产品精度时，公司市场业务会受到

哪些具体影响？同时，公司是如何在实现高精度与

市场利益最大化之间找到平衡点的？ Y 追求产品的高精度无疑会对公司的市场业务产

生深远影响。高精度产品能显著提升公司的市场竞

争力，因其卓越的准确性和可靠性，能更好地满足

客户的品质需求，进而为公司带来更多的销售机

会，助力扩大市场份额。同时，也为公司带来了全

新的市场机遇。例如，它们可以帮助公司拓展新的

市场领域，吸引新的客户群体。高品质的产品也有

助于塑造公司的优质形象，增强客户忠诚度，并通

过口碑传播提升品牌影响力。

当然，对高精度的追求并非没有代价。首先，研发

高精度产品往往需要更高的成本投入，这无疑会增

加公司的经济压力。其次，市场对高精度产品的需

求并不总是旺盛，这就要求公司必须深入了解客户

需求，以确保所开发的产品具有市场前景。

可以看出，提升产品精度对公司的市场业务既有挑

战也有机遇。为了平衡高精度追求与市场利益最大

化之间的关系，公司需要综合考虑成本控制、市场

需求洞察以及产品品质保证等多方面因素。通过这

样的策略性平衡，公司可以在确保产品质量的同

时，实现市场利益的最大化。

M您对视觉与光学结合应用的未来发展有什么看

法或预测？贵公司有哪些市场规划和战略部署？ Y 在我看来，视觉与光学结合的应用在未来将在

各行各业中发挥日益重要的角色。技术的持续进步

预示着以下几个方向将迅速发展：

首先是增强现实（AR）技术的广泛运用。随着AR

技术的进步，视觉与光学结合将在娱乐、教育、医

疗、军事等多个领域大放异彩。借助AR眼镜等设

备，人们能实时获取多元信息，从而提升工作效率

与生活品质。

其次，光学传感技术将在智能手机等设备中发挥更

大作用。随着用户对画质与速度的要求提升，光学

传感技术将迎来更广阔的应用空间。例如，借助新

型镜头和传感器，智能手机摄像头将能捕捉更加清

晰的影像。

此外，医疗诊断与治疗技术也将因视觉与光学的结

合而取得突破。利用红外成像等光学技术，医生能

够更早地发现并治疗一些难以诊断的疾病。

同时，光纤通信技术的发展也值得关注。面对日益

增长的网络速度和带宽需求，光纤通信技术的广泛

应用将成为必然，而光学传感技术的进步将进一步

推动其高效发展。

还有新能源汽车的发展同样展现了视觉与光学结合

的巨大潜力。如今，新型的AR显示系统已经逐渐

取代了传统的HUD技术，在新能源汽车领域得到

了广泛应用，为乘客提供了全新的视觉体验。

菲涅尔公司目前主要深耕于半导体和屏显两大行

业。同时，我们紧跟市场脉搏，依据客户需求，不

断探索和开发新产品及其应用场景。我们的目标是

稳固自身竞争优势，进一步拓展市场份额，为整个

行业注入更多便利与创新活力。我们深信，视觉与

光学的融合将在未来发展中成为多个行业的关键驱

动力，引领整个行业的创新与进步。

50 CHARACTER INTERVIEW 人物专访 解码未来

视觉赋能⸺访深圳市研祥金码科技有限公司

全国销售总监 周启航

在智能制造的大潮中，机器视觉技术凭借其独特的

优势和潜力，正在逐渐成为推动产业升级和数字化

转型的关键力量。深圳市研祥金码科技有限公司，

作为机器视觉领域的佼佼者，凭借其在读码与屏检

领域的深厚积累和不断创新，赢得了业界的广泛认

可和赞誉。请看深圳市研祥金码科技有限公司的全

国销售总监周启航先生，如何解读机器视觉行业及

研祥金码发展的现状与未来？