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2024/10

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机器视觉产业联盟

公众号二维码

始于学术热爱，忠于视觉创新

从“做生意”

到“做企业”的蜕变

-访苏州阿普奇物联网科技有限公司创始人兼董事长 陈坚松

-访杭州灵西机器人智能科技有限公司创始人 丁丁

针对超高清摄像头的自适应白平衡优化算法 五轴 AI-AOI 外观检测设备在 3C 零部件行业检测中的应用

卷首语

于晓娟

2024年09月25日

金秋启航，值VisionChina二十华诞尾声，我们共聚此刻，开启下一轮新征程。这里有行业

20年的总结与回顾、有新老朋友的欢聚与交流、有联盟对会员及四方朋友的诚挚答谢！

回首一望，时光如梭，我们在忐忑与期许中如期举办了北京和上海机器视觉展及研讨会。与

往年相比，喜忧参半，喜的是行业和各企业继续保持良好的发展势头，不断创新创造，甚至达到

或领先世界先进水平，继续为中国智能制造增添亮丽的色彩。忧的是受全球政治经济形势的复

杂影响，我国经济下行压力还在不断增大，行业总体发展遇到不小阻力，个别企业甚至出现经

营发展困难的情况。当这些客观事实清晰地呈现在我们面前，企业该如何保持发展和创新，如

何应对不利局面造成的强烈冲击，这既是行业发展的首要任务，也是我们大家共同的责任。正

所谓，一荣俱荣，一损俱损，单打独斗自成体系的时代已成为遥远的过去，只有在逆境中抱团取

暖，顺境中携手共进才是智者的选择。

当前，世界局势更加错综复杂，美联储于近日宣布将联邦基金利率目标区间下调50个基

点，这是美联储自2020年3月以来的首次降息，也标志着由货币政策紧缩周期转向宽松周期。无

疑，中国资产迎来全面回暖态势，我们的汇市、股市乃至期货市场，相关品种均显著走强，美国

降息对我国和我们行业都是利好，中国资产吸引力显著增强，我们的行业在大势之下一定会出现

许多新的转机。

但机中有危，危中有机，我们既要看到美国降息后对我们行业有利的一面，同时更要看清

楚国际政治经济的复杂性。美国在无奈降息的同时，对我们的打压并没有停止。近日，美国贸易

代表办公室对华301关税最终措施发布公告，大幅上调中国产电动汽车、半导体、医疗等产品的

进口关税。美方将经贸问题政治化、工具化、武器化，一意孤行加征关税，严重冲击多边贸易体

制，严重破坏国际贸易秩序和全球产业链供应链稳定。美国的态度影响着整个西方体系，我们

“走出去”的发展战略变得更加充满不确定性。

所以，我们在练好内功的同时，既要充分利用好国内这个大市场，也需要继续深化和拓展

“一带一路”合作，同时向东南亚、中东、南美洲，甚至非洲发展，这既是国家的大战略，也是我

们行业发展的迫切需要，只要我们保持清醒的头脑和足够的定力，机会就会与我们如期相遇。

我们相信，事物向前发展的普遍规律不可阻挡，任何国家势力或个人都无法逆转。只要我们

团结一致，保持信心和耐心，冰雪融化后必将迎来美丽灿烂的春天！

保持定力 静待花开

6

CATALOGUE 目录

14/ 针对超高清摄像头的自适应白平衡优化算法

P36 PRODUCT&TEK

产品与技术

08/ 安森美完成收购SWIR Vision Systems

08/ 思特威正式宣布其全资子公司品牌⸺飞凌微电子

09/ LMI宣布收购Liberty Robotics

09/ 宇瞳光学与中科皓烨达成战略合作，共探冷加工与

车载镜片新篇章

10/ 北大团队与微亿智造联合开发RRAM存算一体芯片

10/ 鹏力智造推出多款3D工业相机

11/ 深慧视3D医疗智能相机，挑战肿瘤治疗手术机器人精度极限

11/ 长光辰芯发布16MP全局快门CMOS图像传感器

12/ 堡盟IDC多码读码产品线再添新成员

12/ 长芯盛推出微型有源光缆

P08 NEWS

行业新闻

P14 EXPERT REVIEW

专家综述

36/ 联瑞10G图像采集卡赋能工业视觉突破丢帧难题

38/ 车载同步技术创新

⸺多相机系统如何实现精准数据采集与实时处理？

41/ 2.5D特征检测攻克微瑕难题⸺悟空相位成像系统

43/ 迈德威视自动对焦工业相机⸺平台化设计，灵活定制

45/ SMARTTECH 3D扫描仪⸺专为质量控制与精准数字化而生

48/ 短波红外线阵列相机⸺超越可见光的感知之眼

25/ 始于学术热爱，忠于视觉创新

――访杭州灵西机器人智能科技有限公司

创始人 丁丁

28/ 光，这样改变“视界”

⸺访成都恒坤光电科技有限公司

董事长 霍永峰

31/ 扬帆深海正当时

⸺访东莞市磐鑫自动化科技有限公司

总经理 何鑫

P25 CHARACTER

INTERVIEW

人物专访

20/ 从“做生意”到“做企业”的蜕变

⸻访苏州阿普奇物联网科技有限公司

创始人兼董事长 陈坚松

P20 COVER STORY

封面故事

34/ 感恩有您，我们携手走过

⸻VisionChina机器视觉展20年回顾

P34 SPECIAL REPORT

特别策划

7

MACHINE VISION 2024/10

65/ MEMS微镜原理及其在3D视觉中的应用

68/ 翌视科技3D智能传感器在光伏领域的应用

73/ iEi威强电iVEC虚拟化解决方案驱动机器视觉新飞跃

75/ 五轴AI-AOI外观检测设备在3C零部件行业检测中的应用

77/ 国产8英寸碳化硅商用加速慕藤光方案助力缺陷检测

80/ 光虎远心镜头⸺精密检测中的光学利器

82/ 英特尔®赋能机器视觉⸺塑造工业自动化新未来

87/ 樱田立卧两用闪测仪⸺解决测量工作中的实际问题

89/ 阿丘科技AI视觉检测技术⸺消费电子行业案例实践

91/ 高动态相机Tri054S-CC助力全球首辆Level-4自动驾驶

电动巴士

92/ 映美精高分辨率工业相机让跳水运动实现精准技术突破

94/ 创视自动化显示面板检测视觉集成方案

96/ 视觉光源在光伏硅片上的应用

98/ 深视智能超高速激光三维轮廓测量仪助力锂电行业

高质量发展

102/ 奕目线扫光场赋能半导体封装检测

P65 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、潘津 Pan Jin、孙磊 Sun Lei、

王华 Wang Hua、王林 Wang Lin、王振宇 Wang Zhenyu、

王学瑞 Wang Xuerui、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)

50/ 高速高精度工业视觉检测与柔性控制系统关键技术

52/ 华睿科技A Pro系列面阵

⸺全功能低功耗开拓工业视觉新纪元

55/ 研祥金码R-6000系列读码器⸺工业人工智能“专家”

57/ 3D5S光学高清成像模组在半导体检测测量中如何体现

核心价值

60/ 如何保护你的视觉模型不受侵害？

62/ 深度学习新动力⸺如何通过新技术提高再训练效率

63/ 以高性能计算平台助力工业数智化未来

安森美完成收购SWIR Vision Systems

近日，安森美（onsemi）宣布已完成对SWIR Vision Systems®

的收购，作为其持续致力于提供强大、前沿的智能图像感知技术

的举措之一。SWIR Vision Systems是胶体量子点（CQD®）短

波红外（SWIR）技术的领先供应商，该技术扩展了可检测光的

光谱范围，可以透视物体并捕捉以前无法捕捉到的图像。安森美

将这一专利技术整合到其业界领先的CMOS传感器中，将显著增

强公司的智能感知产品组合，并为工业、汽车等关键市场的进一

步发展铺平道路。

CQD使用具有独特光学和电子特性的纳米颗粒或晶体，可以精

确调节以吸收更宽范围波长的光。这项技术将系统的可视性和

检测范围从标准CMOS传感器波长扩展到了SWIR波长。迄今

为止，由于传统砷化镓铟（InGAas）工艺的高昂成本和制造

复杂性，SWIR技术的应用受到了限制。通过此次收购，安森

美将把硅基CMOS传感器和制造专长与CQD技术相结合，以更

低的成本和更高的产量提供高度集成的SWIR传感器。这将带

来结构更紧凑、成本效益更高的成像系统，具有更宽的光谱，

可广泛应用于商业和工业领域。

这些先进的SWIR传感器能够透视高密度材料、气体、织物和

塑料，这在许多行业都非常重要，特别是在监控系统、硅检

测、机器视觉成像和食品检测等工业应用中。在自动驾驶汽车

成像领域，更高的光谱范围将产生更好的可视性，使得在极端

黑暗、浓雾或冬季眩光等恶劣条件下也能更好视物。

SWIR Vision Systems现已成为安森美的全资子公司，其技术

精湛的团队将并入公司的智能感知事业群。该团队将继续在北

卡罗来纳州运营。此次收购预计不会对安森美近期至中期的财

务展望产生重大影响。

思特威正式宣布其全资子公司品牌⸺飞凌微电子

近日，思特威正式宣布全资子公司品牌⸺飞凌微电子。同

时，飞凌微 M 1 车载视觉处理芯片系列正式亮相，包括

M1(Camera ISP)以及M1Pro (Camera SoC)和M1Max (Camera

SoC)。三款车规级产品具有优异的图像处理性能、低功耗、小

封装尺寸、功能安全、信息安全等优势，可为车载摄像头的图

像性能提升与视觉预处理提供更丰富灵活、稳定可靠的选择，

以高精度、低延迟的车载影像解决方案，推动智驾视觉系统应

用的升级和发展。

M1作为飞凌微首颗车载高性能Camera ISP产品，内置高性能

暗光降噪和图像增强算法，显著提升暗光环境下的影像清晰度

和动态范围，支持高分辨率RGB-IR处理及最多4帧HDR合成，

动态范围可达144dB，能有效保留并凸显画面的明暗部细节，

保障车载摄像头在复杂光线场景下图像捕获的准确性。支持

LED闪烁抑制（LFS），有效避免成像闪烁问题，为ADAS应

用提供完整精准的影像信息。支持双路3MP@30fps HDR图像

同步处理，灵活实现多种车载多目视觉应用场景。其小巧封装

尺寸促进了车载摄像头的小型化设计。

M1Pro内置了0.8TOPS@INT8轻算力自研NPU、Arm®Cortex®

-A7 CPU、1Gb DDR3L内存。M1Max在核心模块配置方面进行了

相应升级，包括1.5TOPS@INT8轻算力自研NPU、Arm®Cortex®

-A7×2 CPU、2Gb DDR3L内存等，以更强劲的处理和计算性

能，进一步满足智驾系统在端侧的视觉处理应用需求。

三款新品均符合AEC-Q100 Grade2认证及ISO26262 ASIL-B功

能安全等级要求，以高安全性、高可靠性等优势，保障车载视

觉处理和计算的稳定运行。

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NEWS 行业新闻

LMI宣布收购Liberty Robotics

近日，LMI Technologies宣布收购Liberty Robotics公司，Liberty

Robotics成立于2005年，总部位于密歇根州德克斯特，是汽车行业

自动化领域的关键供应商。以其创新的VFix和VGuide系统而闻

名。这些系统可实现精确的机械臂引导，应用包括物料搬运以及涂

层和密封相关应用。Liberty Robotics的系统正被积极部署于许多

世界领先的汽车制造商中。

Liberty Robotics公司还凭借其丰富的行业经验和专业知识，

开发了用于物料搬运、包装和物流应用的机器人视觉引导系

统。其中VPack和VPick可实现单箱和混箱自动码垛和拆垛，

从而在物流仓储应用中实现完全自主的物料处理。

LMI Technologies首席执行官Mark Radford表示，“我们非

常欢迎Liberty Robotics加入LMI大家庭。这次收购标志着LMI

战略发展的又一个重要里程碑，进一步扩大我们在汽车、包装

和物流行业的解决方案能力。Liberty Robotics在机器人与大

视野快照扫描集成和强大的应用软件上积累了专业应用知识，

包括其行业领先的基于视觉技术的机器人引导和混箱码垛解决

方案，与LMI先进的智能3D传感技术形成互补，进一步增强全

球市场影响力。”

通过此次收购，LMI借助Liberty Robotics在北美的强大立足

点，扩大其全球足迹。通过LMI现有的广泛网络，加速在北

美、亚太和欧洲市场的增长。随着包装和物流领域对自动化的

高需求，LR的解决方案适用于处理不同尺寸、颜色和品类的混

箱码垛，将推动物流应用业务的快速增长。

Mark进一步补充说明:“LMI与Liberty Robotics将实现协同

效应。凭借Liberty Robotics成熟的技术方案和卓越的团队实

力，我们将致力于为全球客户提供集成化且高价值的解决方

案，共同在工业自动化效率与创新方面树立新的标杆。”

宇瞳光学与中科皓烨达成战略合作，共探冷加工与车载镜片新篇章

7月17日，东莞市宇瞳光学科技股份有限公司与中科皓烨（东

莞）材料科技有限责任公司正式签署战略合作协议，双方将在

冷加工技术及车载镜片领域开展深度合作，共同推动光学技术

的创新与应用，进一步拓宽市场边界。

根据协议内容，宇瞳光学与中科皓烨将携手在冷加工技术方面

进行深入研究与开发。冷加工技术作为光学镜头制造中的重要

环节，对于提升镜头的成像质量、降低生产成本具有重要意

义。宇瞳光学作为光学镜头领域的领军企业，拥有丰富的生产

经验和强大的研发实力；而中科皓烨则在透明陶瓷材料领域具

有显著的技术优势，其高折射率透明陶瓷材料在光学领域具有

广泛应用前景。双方的合作将充分整合各自的技术资源，共同

探索冷加工技术的新路径，提升光学镜头的整体性能。

此外，双方还将在车载镜片领域展开深度合作。随着智能驾驶

技术的快速发展，车载镜头作为实现智能驾驶的关键部件之

一，其市场需求正不断增长。宇瞳光学凭借在光学镜头领域的

深厚积累，在车载镜头的研发和生产方面具备明显优势。而中

科皓烨所开发的高折射率透明陶瓷材料，在超高清、超薄摄像

镜头模组以及电子消费品领域均有重要应用价值，这将为车载

镜头的创新提供有力支持。双方将共同研发具有更高性能、更

低成本的车载镜片，满足市场对智能驾驶技术的更高要求。

此次战略合作协议的签署，标志着宇瞳光学与中科皓烨在光

学技术领域的合作迈出了坚实的一步。双方将共同致力于技

术创新与产业升级，为推动光学技术的发展和应用贡献自己

的力量。

MACHINE VISION 2024/10

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北大团队与微亿智造联合开发RRAM存算一体芯片

微亿智造与北大团队达成产学研合作共识，全力推进国产RRAM存算一

体AI芯片在智能机器人领域的技术研发和销售推广，加快推进RRAM存

算一体芯片的商用落地和产业化进程。

这一里程碑式的合作，标志着微亿智造与北大团队以技术创新为核心驱

动力，以实际应用场景为创新切入点，在AI赋能的工业视觉感知领域，

正以坚定的步伐迈向未来。双方将共同对产品创新迭代，突破技术瓶

颈，携手开创智能制造的新篇章。通过这一强强联合，双方不仅将加速

科研成果的转化应用，还将推动工业机器人行业向着更高层次的智能

化、自动化迈进。

日前，常州微亿智造科技有限公司，与北京大学蔡

一茂教授-王宗巍副研究员领衔的顶尖科研团队（以

下简称“北大团队”），达成战略合作协议，旨在

依托北大在新型存储器RRAM和存算一体技术的深

厚底蕴，联合开发RRAM存算一体芯片在工业领域

机器视觉AI应用，并将目光投向产品的商业化推

广，力图在智能制造的浪潮中引领未来。

北大团队作为最早在国内大陆开展钽基阻变存储器

（RRAM）研究的先驱，已成功研发出高密度、高可

靠性的RRAM成套自主知识产权关键技术及相关IP，

并实现了存算一体融合架构的设计与研发。其基于商

用40nmCMOS平台的多核高阶矩阵-向量计算芯片系

统，在镜头畸变校准中展现出卓越性能，校准算力达

到158Mpixels/s，能效达到3.81Gpixels/W，校准效

果达到专业软件相同校准水平，展现出基于RRAM的

存内计算在光学畸变矫正系统的应用潜力。

鹏力智造推出多款3D工业相机

近日，鹏力智造推出了多款可以应对复杂工业环境

识别和检测的3D工业相机，以视觉引导装备进行系

统运作，从而实现工业制造的智能化。

产品结合AI技术，内置多种视觉算法，以其卓越的

智能识别性能，突破了复杂光照环境下的点云生成

难、定位精度差等技术难点，可实现3D测量、识别

和检测等场景，成功应用于机器人引导领域，适用于压缩机的高精度上

下料、料包的快速破包、纸箱的高效拆码垛以及金属零件的鲁棒抓取等

多种场景。

该系列3D相机在复杂工业环境中表现突出，尤其是无序分拣领域，通过

先进的视觉引导和定位技术，可以高效地满足复杂工况下的分拣需求。

值得一提的是，智能化点云处理软件平台，也是中船鹏力3D工业相机的

一大亮点，拥有丰富的点云处理算法作为支撑。未来，中船鹏力将继续

致力于技术创新，为客户提供更高效、更智能的解决方案。

10

NEWS 行业新闻

深慧视3D医疗智能相机，挑战肿瘤治疗手术机器人精度极限

近日，深慧视推出定制研发的SSM-2000高精度医疗相机产

品，在SSM-1000高精度相机的基础上进行了进一步的提升。

新升级版本采用医疗AI核心算法与机器人轨迹规划核心技术，

满足精细化要求的作业场景，赋能医疗设备行业智能制

造。SSM-2000系列强大的性能优势，能够适用于高精度机器

人轨迹规划，手术导航等高精度需求设计，可安全集成到放射

治疗的套件工作流程中。

深慧视高精度SSM-2000医疗相机与AI算法的结合，为医疗智

能体提供了强大的技术支持。AI+3D视觉技术具备适应复杂环

境，通过3D机器视觉获取医学影像的三维信息，结合AI算法

进行深度学习和分析，可以实现人类医生无法实行的手术动

作，完成电子束流针的放射治疗。通过精准控制手术动作，可

以显著降低手术风险，提高治疗效率和效果。

长光辰芯发布16MP全局快门CMOS图像传感器

输出模式，STD模式、HDR模式、以及片上binning HDR模式。在

STD模式下，芯片以全分辨率输出，其最高帧可达到80fps；在

HDR模式下，在保证全分辨率输出的同时，可以获得最优的动态

范围；Binning HDR模式，其满阱可以提升4倍，达到60ke-, 其动

态范围进一步提升至79.1dB。在保持80fps 帧频不变的条件下，进

行了功耗优化，三种模式用户可以通过软件进行自由切换。基于以

上特性的加持，使得GMAX4416成为在航空测绘、AOI检测等需

要高信噪比、高动态、高速的应用场景中的完美方案。

9月11日，长光辰芯发布1600万像素分辨率全局快门CMOS图像

传感器 — GMAX4416。该产品不仅继承了GMAX系列产品的低

噪声、优异的PLS等特性，同时增加了片上binning、HDR等新

的功能，进一步拓宽了GMAX系列产品在运动捕捉、航空测

绘、AOI 检测等领域应用，为用户提供更多的选择。

GMAX4416采用4.4um电荷域全局快门像素设计，有效分辨率

为4096 (H) x 4096 (V)，对角线尺寸为25.4mm，最大满阱为

15ke-，读出噪声仅为3.0e-，在双增益HDR模式下动态范围最

高可达73.9dB。由于采用了近红外优化工艺，该芯片在550nm

和850nm处的量子效率分别为70.5%和30%。GMAX4416其独

特的1：1的长宽比，可实现最大视场利用率，为高通量生物显

微成像、动捕相机提供理想选择。

得益于先进的光管技术，GMAX4416具有优异的角度响应以及出

色的快门效率。同时，为了满足不同场景的需求，该芯片支持三种

此相机已部署于某大型医疗行业头部客户，项目技术难点，将

直径1.2mm电子束流针插入1.6mm的导针管，下针150mm180mm，不碰壁。解决了视觉引导束流针精准定位差、装配

时效低，三维精度视野范围不足的痛点。

深慧视AI与3D机器视觉配准聚类算法对点云处理后，运用AI

点云配准计算束流针轴线，高精度机器人运动轨迹规划

（100um），引导机器人束流针下针，装配时效缩短至30秒以

内，效率提高30倍。

MACHINE VISION 2024/10

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堡盟IDC多码读码产品线再添新成员

日前，堡盟IDC多码读码产品线迎来了新产品的加入⸺

IDC230。IDC230，不仅能够实现多码读码的功能，还能实现

字符（OCR）的识别，可谓在功能性与创新性上再进一步。可

以读取各种材料上所有常见的工业字体以及1D和2D码，包括

印刷、固定和激光DPM（直接部件打标）码。

该产品集成读码和读字符功能于一体的新产品，拥有众多技术

优势。它拥有高像素及高扫描速率，像素等级1280x800，最

高速度40码/秒；设置简单一键即可自动配置，方便工程师直

接输出结果；通过轮廓即可进行目标定位，输出位置和角度；

简单访问，快速交互，IDC230可以直接进行web界面访问和设

置，快速简单；支持多重网络协议，包括TCP/IP，USBC，Profinet，Ethernet/IP和FTP/SFTP。

在实际操作中，IDC230的使用流程非常简单，工程师可以直

接通过web界面访问，点击自动配置按钮，便可自动完成对焦

和参数配置等设置，并直接输出结果，过程非常流畅。

堡盟IDC230的出现为IDC多码读码产品线再次增添了新的力量

除了多码读码功能之外，升级的字符识别功能为其在产品追溯

领域，打开了新的市场，如标签及胶签打印行业、芯片制造、

高端零部件、医疗及生命科学，等领域的复杂数据采集开辟了

新的方法。

长芯盛推出微型有源光缆

随着工业4.0时代的到来，机器视觉与机器人技术的飞速发展

对数据传输提出了更高要求。传统铜线传输方式在面临带宽激

增及复杂环境干扰时显得力不从心，特别是在需要长距离、高

清图像传输的机械臂等应用中，这一问题尤为突出。为解决这

一瓶颈，长芯盛（武汉）科技有限公司推出了微型有源光缆，

为工业数据传输带来革命性变革。

长芯盛微型有源光缆，具备优异的耐弯折，抗干扰，轻量化等

特性，非常适合应用于机器视觉、机器人、医疗、无人机、FA

相机、测量仪器等领域。该产品的推出标志着工业数据传输技

术迈入了一个新的阶段。

该微型有源光缆单通道带宽高达

12Gbps，四通道更是可达48Gbps，远

超传统铜线方案，同时保持线径仅

1mm，重量不足50g，实现了高速传输

与产品轻量化的完美结合。其纯光纤

线芯支持20米高速隔离传输，有效解

决了长距离传输中的信号衰减问题，

更能在机械臂电机电磁波、大功率激

光设备等复杂环境中保持信号稳定，

抗干扰能力显著提升。 实物照片

该产品采用了弯贝光纤技术，弯折半径小至1.5mm，经一亿五

千万次拖链测试验证，信号传输依然稳定可靠，误码率保持在

10-15。此外，产品还集成了先进的器件设计，将高速信号传

输与I²C数据传输功能集成于不足28mm²的面积内，简化了电

路设计，降低了主板空间占用，为用户提供了更为简洁高效的

连接方式。此外，它还支持双电源供电，功耗＜170Mw。

连接器尺寸（单位：mm）

方案对比

类型 带宽

（Gbps）

距离

（米）

信号衰减

（dB）

弯折半径

（mm） 抗干扰 主板

电路

主板

空间 I²C/EQ

铜线方案 5 3 ≥2 ＞30mm 差 复杂 大 支持

微型有源

光缆 48 20 ≤0.5 5 优 简洁 小 支持

12

NEWS 行业新闻

MACHINE VISION 2024/10

13

针对超高清摄像头的

自适应白平衡优化算法

刘征 ¹, 郑慧明 ¹, 姜春桐 ¹

(1．国家超高清视频创新中心 / 四川国创新视超高清视频科技有限公司，成都 610095)

摘要：自动白平衡（Auto White Balance，AWB）是图像传感器图像处理最重要的步骤之一，

目的是确保在不同色温光源下拍摄的图像颜色的稳定性。 现阶段现有的白平衡算法往往仅使

用于一个或多个特定场景，对于复杂环境不具备普适性，在实际应用中会出现大范围失效或

矫正错误。为解决这一问题，本文对各个算法原理进行了分析，通过优化拟合关系，进一步

提升了传统算法的性能。同时，创新性地引入各个色彩通道的频率信息作为先验判断，根据

色彩分布特点将原始图片划分为“低亮度强偏色”，“低亮度弱偏色”，“高亮度强偏色”，“高

亮度弱偏色”四类，并设定阈值机制，自适应选择算法实现白平衡矫正。此外，本方案针对

8K 超高清摄像机获取的图像，设计了降采样预处理，通过减少图片像素值进而提高直方图统

计与计算效率。实验结果表明，该自适应的白平衡解决方案不仅能正确地选择合适的算法，

同时对具有不同色彩丰富度的偏色图像都可以获得较理想的白平衡效果。算法复杂度较低且

具有普遍的适应性。

关键词：自动白平衡；自适应；频率分布直方图；曲线拟合；降采样

中图分类号：TP394.1；TH691.9 文献标识码：A

Adaptive White Balance Optimization Algorithm for UHD Cameras

LIU Zheng¹，ZHENG Huiming¹，JIANG Chuntong¹

（1. /National Innovation Center for UHD Video Technology / Sichuan National Innovation

New Vision UHD Video Technology Co., Ltd, Chengdu 610095, China）

Abstract:Automatic white balance (AWB) is one of the most important steps in image sensor image processing, aiming

to ensure the color stability of images taken under different color temperature light sources. The existing white balance

algorithms are often used for one or more specific scenes, which are not universally applicable to complex environments

and can lead to widespread failures or correction errors in practical applications. To solve this problem, this paper analyzes

the principle of each algorithm and further improves the performance of the traditional algorithm by optimizing the fitting

relationship. At the same time, the frequency information of each color channel is innovatively introduced as an a priori

judgment, and the original images are classified into \"low luminance strong color bias\", \"low luminance weak color bias\",

\"high luminance strong color bias\", and \"high luminance weak color bias\" according to the color distribution characteristics.

\"The solution also sets the threshold mechanism and adaptive selection algorithm to achieve white balance correction.

In addition, this solution designs a downsampling pre-processing for the images acquired by the 8K UHD camera, which

improves the efficiency of histogram statistics and calculation by reducing the pixel values of the images. Experimental

results show that the adaptive white balance solution not only correctly selects the appropriate algorithm, but also obtains

a better white balance effect for off-color images with different color richness. The algorithm has low complexity and is

universally adaptable.

Key words: AWB; Self-Adaptive; Frequency distribution histogram; Curve fitting; Down-sampling

14

EXPERT REVIEW 专家综述

1 引言

颜色是图像的重要特征，对于人类视觉与机器视觉

应用的研究都具有重要的意义。由于人眼视觉系统

具备色彩恒常性，当照射在物体上的光源发生变化

时，在一定范围内人类视觉认为该物体的颜色不

变。然而，图像传感器拍摄的图片却极易受到光源

的影响，造成图片的色彩出现偏差。

自动白平衡算法旨在对图片信号进行分析，模拟人

类对色彩感知的恒常性，从而克服光源颜色对成像

的影响，还原图片本身的真实色彩信息，是数字图

像信号处理流程中的重要一环。

目前，自动白平衡算法的研究已经取得了一定的进展，

可大致分为两类：基于假设的算法与基于直方图的算

法。基于假设的算法根据图片颜色信息，对图片整体

颜色或最亮像素做出假设，主要包括灰度世界法，完

美反射法，QCGP法以及动态阈值法等[1]-[3]。灰度世界

法较为简单，其针对色彩丰富图片做出“RGB通道像

素平均值为灰色”的假设，对于存在大量单色块的图像

会失效。完美反射法与动态阈值法通过分析与计算，

对原始色偏图像中的白点做出假设，但当原图中最亮

点不是白点或原图不存在白点时，色彩矫正则会出现

较大偏差。QCGP法（Q-uadratic Combining GreyWorld Perfect-Reflection Resumption）整合改进了

灰度世界与完美反射假设，通过定义色彩方程，求解

各通道补偿系数。尽管该方法有效改进了白平衡效

果，然而，对于整体偏暗，且存在大量单色块的图像，

其仍无法准确还原色彩。基于直方图的算法以直方图

平移与匹配为主，通过处理不同通道，确保其重叠面

积达到最大，该方法可以有效适用于存在严重色偏的

图像（三个通道直方图重叠面积极小，整体色调明显偏

向R，G，B中的某个颜色）。然而，对于8K超高清摄像

机的拍摄画面，该方法依旧存在两个挑战：一是算法复

杂度，8K图像像素量极为庞大，统计全局直方图会带

来极大的时间负担；二是场景的随机性，对于轻微偏色

或亮度较低的图像，调整不同通道直方图的中心位置

或形状会导致图片丢失颜色细节。

可见，目前现有算法均有适用的场景，鲁棒性极

差。本文对各个算法的原理进行了剖析，基于拟合

关系进一步优化了QCGP算法，并在此基础上，建

立了一种自适应的白平衡解决方案，创新性地引入

各个色彩通道的频率信息作为先验，实现了不同算

法的自适应选择，更加高效准确地实现了白平衡。

2 常见白平衡算法综述

2.1 灰度世界算法

灰度世界算法以灰度世界假设为理论基础，即认为，

对于一幅存在大量色彩变化的图像，三个色彩通道的

平均值趋于统一灰度值[4]。对于一幅M×N的图像，

采用灰度世界算法对其进行色彩校正的步骤如下：

首先，计算图像RGB各通道的均值：

其中R(i,j)，G(i,j)，B(i,j)分别表示(i,j)位置点的R通

道，G通道，B通道像素值。 表示各个通

道的像素均值。随后，基于灰度世界假设，即可计

算各个通道的矫正增益系数：

其中，K=( )/3。最后基于Von Kries[5]对

角模型，即可得到处理后的RGB通道新的像素值，

如公式(3)所示：

2.2 完美反射算法

完美反射算法基于“图像中最亮的点是由镜面反射

得到的点”的假设，以输入图像中最亮的点作为白

MACHINE VISION 2024/10

15

其中，R(i,j)表示原图像(i,j)位置点的R，G，B通道可

采用一样的方法处理。

2.4 动态阈值算法

类似于完美反射，动态阈值算法以所判断定义的最

亮点为参考，对图像进行白平衡矫正处理。对于一

幅M×N的图像，采用动态阈值算法对其进行色彩

校正[7]的步骤如下：

首先，将原图像由RGB空间转换至YCbCr，转换关系

如下式所示：

点参考，对图像进行处理。对于一幅M×N的图像，

采用完美反射算法对其进行色彩校正的步骤如下：

首先，计算RGB各通道的最大值，如公式(4)所示：

以R，G，B三个通道像素数值和作为亮度的评价指

标，取前5%的像素作为白色参考集合，计算白色参

考集合各通道的均值Rm，Gm，Bm，进而得到各个通

道的矫正增益系数：

采用公式(3)所示的对角模型，即可实现自动白

平衡。

2.3 QCGP算法

QCGP算法实现了对灰度世界算法与完美反射算法

的正交组合，设定正交组合方程求解二阶矫正增益

系数[6]。对于一幅M×N的图像，采用QCGP算法对

其进行色彩校正的步骤如下：

首先，计算图像在R，G，B三个通道的最大值（如

公式(4)所示）及第一变换系数Kmax：

遍历图像中的点，依据判断条件（如公式(11)所示）

确定白点粗集合，再取集合中前5%的点作为白色参

考点QW：

其中Mb和Mr分别为B和R通道的均值，Db和Dr分别

为B和R通道的方差

计算集合QW在R，G，B三个通道的平均值Ravgw，

Bavgw，Gavgw，并按照如下算法计算各个通道的矫正

增益系数：

计算图像在R，G，B三个通道的平均值（如公式(1)

所示）及第二变换系数Kavg：

求解二阶正交方程（以R通道为例），计算R通道一

阶矫正增益系数vR与二阶矫正增益系数uR：

随后，根据正交关系方程，即可得到处理后的R通

道新的像素值为：

其中Ymax=max(Y(i,j)),i=1,2,···M,j=1,2,···N代表图像的

最大Y值。随后，采用公式(3)所示的对角模型，即

可实现自动白平衡。

3 针对8K图像的自适应算法流程

尽管现阶段存在较多成熟的自动白平衡算法，但其

往往根据图片颜色信息，对图片整体颜色或最亮像

素做出假设，所适用的场景极为单一，不具备普适

性[9]。同时，对于8K超高清摄像机的拍摄画面，8K

16

EXPERT REVIEW 专家综述

图像像素量极为庞大，传统白平衡算法复杂度过

高，实时性极差。为进一步提高白平衡算法的场景

鲁棒性，同时降低时间损耗，以适配于8K摄像机。

图1 算法整体流程图

图2 DIV2K数据集部分示例图片

图3 像素平均值拟合关系图

图4 像素最大值拟合关系图

拟合结果如图3所示，可以看到，对于各通道像素均

值而言，其与所有像素均值大致按照二次曲线分布。

然而，当各通道最大值为255时，像素呈现竖直散乱

分布，拟合关系并不明显。直接采用公式(9)计算，会

导致矫正增益系数出现误差，影响白平衡效果。

应用，本文对传统QCGP的正交方程做出优化，并

提出了一种基于直方图统计信息的自适应白平衡算

法框架，框架总体流程如图1所示。

3.1 改进的QCGP算法

尽管QCGP算法整合改进了灰度世界与完美反射假

设，通过定义色彩方程，求解各通道补偿系数；尽

管该方法有效改进了白平衡效果，然而，对于整体

偏暗且存在大量单色块的图像，其仍无法准确还原

色彩，校正后的图像存在较为突出的偏色。

如公式(8)所示，QCGP算法在对图像处理时，将各

通道像素均值、最大值与三个通道所有像素均值、

最大值拟合为二阶正交函数关系。

为进一步深究像素之间的关系，采用图像超分辨率

常用数据集DIV2K训练集中所包含的900张色彩丰

富2K自然图像（如图2所示）重新拟合了单通道与

总体图像信息的像素关系。

因此，本文针对拟合关系，做出如下改进：当某个

通道最大值为255时，该通道均值的关系采用幂函数

拟合，以R通道为例，即：

其中，α根据经验与大量实验数据，设置为0.9。

3.2 基于直方图的自适应白平衡算法流程

算法整体框架如图1所示，本文提出的框架核心在于

两次对图像的判定，首先通过直方图统计获取图片

的亮度信息与偏色程度，综合参数自适应选择白平

衡算法对图像进行白平衡矫正。

3.2.1 预处理

考虑到8K超高清摄像机的拍摄画面像素量极为庞

大，直接对其进行直方图统计，时间复杂度极高[8]。

同时，颜色总体分布情况不受分辨率限制，因此，

首先对输入图像进行降采样预处理，设定将采样间

图5 预处理效果图（左：原8K图像；右：预处理2K图像）

MACHINE VISION 2024/10

17

隔Delta，按照间隔Delta采样像素。本框架中Delta

设置为4，即将8K预处理为2K再进行直方图信息统

计，效果如图5所示。

3.2.2 直方图先验信息统计

考虑到图像亮度与偏色程度是影响不同白平衡算法效

果重要参数，本流程首先通过直方图信息统计获得相

关参数信息，作为后续自适应选择的判断依据。

对于下采样预处理后大小为M×N的图像，首先，

统计其各个通道的直方图信息，即量化像素值区间

为[0，255]，统计每个像素值的像素数量，如图6所

示。 并计算三个通道重合像素数比例：

图6 通道直方图示意图

此外，考虑到算法复杂度，图像的亮度信息简单采

用像素和表示。首先获取图像各通道像素和S：

量化区间为[0，766]，统计每个区间的像素数量。

并记录[0，TH_I]范围内像素数量占比，作为亮度评

判指标I。其中，Th_I为设定的亮度判定阈值。经过

多次测试验证，将其设定为400。

3.2.3 算法流程与分析

算法整体流程如图1所示。在对输入8K图像预处理

后，计算像素直方图，并从统计信息中获取色偏参

数O和亮度参数I。之后根据判别参数，建立阈值机

制，分为如下四种情况，自适应选择白平衡算法：

(1)O>TH1且I>TH2：画面整体偏暗，且偏色不明显。

采用动态阈值算法进行白平衡矫正。同时，为了进一

步提高图像质量，在通过公式(3)所示的对角模型获

得调整后的像素值后，采用截断方式处理溢出数值：

其中，Clip(·)表示截断函数，对于像素值x有：

(2)O>TH1且I≤TH2：画面整体偏亮，且偏色不严

重。采用动态阈值算法进行白平衡矫正。不同之处

在于，在通过公式(3)所示的对角模型获得调整后的

像素值后，采用映射的方式处理溢出数值，即：

Scale(·)表示归一化函数（Min-Max Scaling），对

于像素值x有：

其中，Xmin代表各通道调整后像素最小值，Xmin代表

各通道调整后像素最大值。

(3)O≤TH1且I>TH2：画面整体偏暗，且偏色严重，

采用3.1中所述的改进QCGP算法进行白平衡矫正；

(4)O≤TH1且I≤TH1：画面整体偏亮，且偏色严重，

直接平移各通道直方图使重叠面积增大即可。具体

来说，分别计算R，G，B三通道直方图峰值位置

rmax，gmax，bmax，并按照由小到大的顺序排序，以

rmax<gmax<bmax为例。

根据峰值差值即可矫正偏小与偏大的颜色通道：

本算法中阈值根据经验设置，分别为TH1=0.15，

TH2=0.7。

4 实验结果与分析

白平衡算法算法通常可通过主观评价标准与客观评

价标准进行衡量。主观评价标准直接利用观察者的

视觉感受，对图像颜色质量进行视觉评价。客观评

价标准则则利用设定的计算规则，对图像颜色质量

18

EXPERT REVIEW 专家综述

图7 自动白平衡算法效果对比

度，不同偏色程度复杂场景的8K图片数据集（如图

11所示）上进行了测试。

图8 原图

图9 原始QCGP白平衡效果图

图10 改进QCGP白平衡效果图

实验结果如图7所示，相较于其他算法，本文所提出

的自适应使用范围极广，在不同类型的场景中均取

得了较好的白平衡效果，改善了人眼视觉感官。

5 结论

针对现阶段白平衡算法算法存在的鲁棒性差，只适用

于部分特定场景的问题，本文提出了一种基于8K超

高清摄像机的自适应白平衡算法，综合考虑了动态阈

值算法，QCGP算法以及直方图均衡（平移）算法的

适用范围与区域，并采集图像各个通道的直方图信

息，以计算图像的亮度以及偏色程度，从而自适应选

择采用的白平衡模式，有效提升了AWB算法在不同

场景中的鲁棒性。同时，为了降低直方图统计的复杂

度，设计了直方图降采样预处理方案，针对降采样后

的图片统计直方图信息，在不影响分布统计结果的前

提下提升了8K图像像素分布计算效率。此外，基于

拟合关系进一步优化了QCGP算法，进一步提高白平

衡算法性能。

给出评定[10]。考虑到自动白平衡算法主要服务于人

眼视觉，本文仅给出主观可视化对比结果，以证明

所设计方法的可行性。

4.1 改进QCGP算法的实验结果与分析

为验证改进QCGP算法的有效性，本文在某款8K超

高清像机所拍摄的16张白平衡算法失效的图片上进

行了实验。

图8显示了两幅严重色偏图片以及经过各算法处理后

的效果图。可以看到，原始QCGP算法虽然有效减

弱了色偏，但却引入了一些额外的色彩偏差，如天

空略偏紫。相比于原始的QCGP算法，本文改进的

方法具有更佳的AWB效果，处理后的图像的颜色更

接近于物体的真实颜色。

图11 部分原始偏色数据

参考文献：

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报,2010,39(03):559-564.

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[3]鲜玲霞,何彦穅,夏欢,等.数字图像的自动白平衡算法设计与FPGA实现[J].自

动化与仪器仪表,2023,(12):5-8.DOI:10.14016/j.cnki.1001-9227.2023.12.005.

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改进[J].工业控制计算机,2018,31(11):90-92.

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究,2009,26(02):775-777+780.

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化,2021,11(04):244-247.DOI:10.19335/j.cnki.2095-6649.2021.4.091.

4.2 自适应颜色矫正的实验结果与分析

为验证所涉及的自适应白平衡算法的有效性，本文

在某款8K超高清摄像机所拍摄的存在不同明暗程

MACHINE VISION 2024/10

19

20

COVER STORY COVER STORY 封面故事 封面故事

在智能制造与工业4.0的浪潮中，机器视觉技术成为引领制

造业智能化转型的重要引擎。作为连接终端与云端的关键枢

纽，IPC在视觉系统中扮演着至关重要的角色。苏州阿普奇

物联网科技有限公司是行业的佼佼者，公司从专用设备到工

业AI边缘计算，再到AI+工业领域的深耕，阿普奇的故事不

仅是技术革新的生动实践，更是对未来工业机器视觉发展

路径的深刻洞察与引领。近日，《机器视觉》杂志特邀该公

司创始人兼董事长陈坚松先生，请他为我们深度剖析阿普奇

如何通过创新产品与理念，利用IPC+AI为视觉行业注入新

活力的新故事！

⸺访苏州阿普奇物联网科技有限公司

创始人兼董事长 陈坚松

20

从“做生意”到

“做企业”的蜕变

21

MACHINE VISION 2024/10

C 陈坚松

M MACHINE VISION

记者｜安卓

M 陈总您好，首先请您简要回顾一下阿普奇这十五

年的发展历程，您认为最大的收获是什么？阿普奇

为何始终坚持不断革新的理念？

C 的确，阿普奇这十五年的旅程就像一本充满故事

的书。我们从专用设备的深厚根基起步，借助物流

业的蓬勃发展逐步转型，并深耕于工业领域。这一

路上，我们经历了上市退市、总部搬迁等跌宕起

伏，但正是这些经历让我们从单纯的“生意人”成

长为更有社会责任和价值的“企业家”。

要说这十五年来最大的收获，我认为是从“做生

意”到“做企业”的蜕变。初期，我们为了生存什

么赚钱做什么，但随着时间的推移，我们意识到只

有不断创新和变革，才能在激烈的市场竞争中立

足。因此，阿普奇始终坚持不断革新的理念，从传

统IPC起步，逐步转向AI+工业，不断自我学习、革

新，这个过程虽然痛苦，但绝对是必要的。因为社

会需求在不断变化，脚步很快，即使我们不主动求

变，社会的需求也会推动着企业不断革新，不破不

立，不塞不流、不止不行。

M 对于过去，您有哪些深刻的感悟与宝贵的经验可

以与我们分享？

C 首先，产品是企业的命脉。阿普奇始终追求产品

的深度行业理解和客户价值的创造，不仅是产品的

好看、好用、好玩。只有用产品力说话，才能在竞

争中立于不败之地。我们始终立足于产品，强调服

务质量，力求带给客户更高的性价比。

其次，人才是企业的基石，亦是竞争力的源泉。虽

说我时常自嘲自己没有颜值与实力，但我可以非常

骄傲地说，这个实力阿普奇有！我们的实力来自于

团队的智慧和毅力，我们的竞争力来自我们对人才

的重视。近几年，阿普奇与高校合作成立了“星火

学院”，就是为了聚集那些有潜力的火花，共同燃

烧，照亮阿普奇的前行之路。

再者，感恩心、利他心和自省心，是阿普奇的企

业内核。企业的发展不仅要追求利润，更要回馈

社会，让合作伙伴和团队都能看到未来的希望。

商业成功，不仅仅是数字的增长，更应该是价值

的共享。

最后，这十多年里每一次的跌宕起伏都是成长的阶

梯，我很庆幸，每次都有一群兄弟姐妹坚定的站在

我身边，支持阿普奇发展。正是基于这种团队凝聚

力，阿普奇正稳健地走在加速工业更智能的路上，

我们期待阿普奇的成功，更期待与行业、客户、合

作伙伴的共同进步。

M 可以谈谈阿普奇近几年的“蛰伏”与“新生”阶

段吗？在这个过程中，有哪些至关重要的转折点或

决策时刻，促使您作为领导者引领企业迈出了关键

步伐？

C 在“蛰伏”与“新生”阶段，阿普奇主要聚焦于

技术革新和总部搬迁这两个主线任务上。技术层

面，我深刻认识到，传统IPC已触及发展瓶颈。若我

们安于现状，不主动寻求变革，不提升IPC在工业场

景中的价值，阿普奇的产品终将难以在市场中脱颖

而出。因此，我们提出了行业内开创性的产品理

念⸺E-Smart IPC，我们也称之为“工业智脑”。

从简单的IPC硬件供应商转变为融合AI技术的智能

设备提供商是阿普奇从第一阶段到第二阶段的转

变，这个决策让阿普奇的产品从冰冷的硬件走向了

有自感知和自恢复能力的智能解决方案，这使我们

的产品力又有了显著提升，同时也使阿普奇有了更

强的市场竞争优势。而下一个阶段我们将进入“工

业智能体”阶段，即让AI+的价值更大化赋能工

业，加速工业更智能。

22

COVER STORY 封面故事

此外，迁址苏州是我们战略地图中的一个重要里程碑，

苏州的产业、人才和客户资源对阿普奇带来了极大的助

益。这里的人才优势为阿普奇注入大量新鲜血液，推动

公司持续在技术上的创新和发展。

M 能否请您简要阐述“E-Smart IPC”的产品核心理念？

相比机器视觉领域传统的边缘计算控制器，它有哪些独特

的亮点或创新之处？

C E-Smart IPC是阿普奇提出的行业开创性产品理念，

其产品核心是指具备自运营能力和集中运维能力的工业

智脑。它不仅仅是一个硬件设备，更是在可靠稳定的硬

件基础上集成了AI技术，就像给相机配置了一个智慧工

业大脑，助力其高效、精准进行图像采集和处理，相比

机器视觉行业中常用的传统边缘计算控制器，E-Smart

IPC有三个显著的创新点：

1.模块化设计：E-Smart IPC采用模块化架构，例如E-Smart

IPC旗舰产品AK系列，可以通过网口弹匣灵活接入2到4个

工业相机或第三方的GigE视觉相机，取代传统4U IPC+网卡

+光源的方案，极大地节省了部署空间、优化了系统集成

度、提升了方案灵活性。

2.自感知能力：支持增配IPC小助手，能够进行全面的设

备健康状况监控并记录，支持如CPU温度、CPU负

载、GPU温度、风扇转速等10类86项设备状态的采集，

通过查看历史运行状态，协助客户分析如视频掉帧、图

像处理结果不准确等问题。

3.集群控制能力：支持增配IPC大管家进行集群控制，能

够实现视觉软件的统一更新，保证软件版本的一致性，

另外，可以直接通过浏览器跨网远程操作、控制IPC。通

过以上能力为客户提供IPC管理的工具集，一站式解决系

统管控，大幅度降低运维成本。

这些亮点使得阿普奇产品在工业视觉市场中具有独特的

价值，不仅提升了产品的性价比，也帮助客户无缝过渡

到新一代的智能视觉应用。

23

MACHINE VISION 2024/10

M“IPC+AI”在工业机器视觉领域，针对哪些关键

的痛点问题提供了创新性的解决思路或方法，助力

企业提质增效？

C 首先，工业视觉领域的传统IPC产品标准品存在

固定的产品配置限制，无法匹配实际场景需求，而

客制化产品成本又过高。因此，我们通过模块化设

计实现了硬件和软件的灵活组合。这种设计允许根

据实际项目需求选择最合适的组合，就像搭建积木

一样自由适应不同场景，从而实现了降本增效。

其次，为了解决工业视觉设备故障导致的生产中断

问题，阿普奇的E-Smart IPC配备了IPC小助手和IPC

大管家这一套工业物联网平台，实现了硬件运行状

态和外设工作状态的全面监测，就像给设备装上了

智能大脑，自主感知和处理问题，现已支持8类53种

事件上报，显著提高了设备的运行稳定性。

再者，结合自主研发的智能视觉系统，在提高计算

精度方面，采用亚像素计算和双模板识别模式，结

合MPEG-7编码方式，以增强算法框架的扩展性。

最后，我们还在算法库之外，提供了误差反馈机制

和框架，也就是算法的“自学习”能力，通过反馈

调整后台模型，形成负反馈，才能使得系统越用越

聪明，进一步提高生产效率和检测质量，减少企业

成本。

所以，\"IPC+AI\"不仅仅是技术的融合，更是生产力

的提升，它让工业边缘设备能够更智能，更自主地

工作，真正实现了工业的智慧升级。

M 考虑到视觉数据的高容量特性，选择适合的边缘

计算控制器显得尤为重要。请问在为客户推荐设备

时，阿普奇会从哪些关键维度进行考量？

C 在为客户推荐边缘计算控制器时，阿普奇会从两个

关键维度进行考量：一是场景需求，二是算力需求。

首先，我们会深入评估客户所在的行业，检测场

景、目标物体、检测标准，以及外接相机、光源的

类型与数量等因素。其次，由于传统算法与深度学

习算法在算力需求上存在显著差异，我们会对客户

的图像处理算法进行算力评估。

面对以上的评估需求，阿普奇推出的视觉控制器具

备高度的兼容性，能够适配不同数量和种类的相

机。在性能方面，CPU性能提供从低配到高配，覆盖

Intel三大平台以及NVIDIA Jetson的多种选择，以

满足不同客户应用不同视觉算法时对算力的需求。

同时在接口方面也具备高度的灵活性，以满足多样

化的连接需求。比如我们今年的旗舰新品A K系

列，是阿普奇主推的弹匣式视觉控制器，首创了视

觉弹匣加光源弹匣，取代传统4U IPC加视觉卡加光

源的解决方案，AK系列在2-4相机场景中具有极致

性价比。此外，AK系列还可以使用运控弹匣加光

源弹匣，作为视控一体的最佳解决方案，具备极高

集成度。

总的来说，我们立足于客户实际应用需求，为客户进

行设备选型，确保推荐的设备在满足客户需求的同

时，也具备最佳的性价比，这是我们的显著优势。

M 在视觉数据的“端-边-云”协同处理框架下，阿

普奇采取了哪些策略或技术来有效平衡并显著减小

数据传输与处理过程中的延迟问题？

C 在视觉数据的“端-边-云”协同处理框架中，阿

普奇采取了一套综合策略来优化延迟，确保数据的

有效流动和处理。我们深谙数据即时性的重要性，

尤其是在工业环境中，实时决策可能是生产效率的

关键。

首先，在终端设备上，我们通过E-Smart IPC为配备的

IPC小助手，确保终端设备的稳定运行和数据产生的

源头稳定可靠。

24

COVER STORY 封面故事

其次，在边缘端通过阿普奇大模型，利用AI算法在边缘

端就进行初步的视觉分析和预处理，减少需要传输到云

端的数据量，这大大降低了延迟，提升了响应速度。同

时IPC+AI设备硬件上配备了高性能的处理器和内存，专

为处理这类高吞吐量数据设计，确保在边缘端的计算效

率。针对低延迟通信，我们优化了无线通信协议，如

Wi-Fi或5G，确保数据在边缘和云端之间的传输能尽可

能快速和稳定。

最后，云侧的智能调度，我们利用云平台的计算能力，

进行深度学习和大数据处理，同时通过智能调度系统，

根据实时需求和资源状况，动态调整数据处理路径，进

一步优化延迟。

在这样的策略和技术支持下，阿普奇不仅提

升了数据处理的实时性，也确保了在整个“

端-边-云”体系中，数据的流动就像电流一

样顺畅，为工业应用中的快速响应和智能决

策提供了有力支持。

M 阿普奇在工业机器视觉领域有哪些深耕

的目标计划？其市场布局又有哪些侧重点？

C 在工业机器视觉领域，阿普奇正致力于深

耕多个细分市场，以满足不同行业的特定需

求。我们特别关注那些对智能化程度要求高

的应用，如物流业的物料搬运、物流分拣和

仓储管理；以及智慧工厂质量检测等。至于

目标合作客户，我们始终保持着开放的态

度，不断寻找那些追求卓越、对技术有前瞻

性需求的合作伙伴，例如人形机器人、视

觉、运控等典型行业的头部企业。也期待与

其他视觉系统集成商合作，共同开发创新的

视觉应用，推动行业内的技术进步。

未来，阿普奇的市场布局将兼顾全球化布局

与品牌建设营销。在品牌建设方面，我们正

着力打造国内外IP，包括我个人IP形象“阿

普奇陈坚松”的视频号，旨在充分利用线上

流量提升品牌知名度及影响力。而纵观全球

化布局，我们将拓展国际视野，深入研究不

同地区的市场特点和客户需求，确保我们的

产品和服务能够适应全球工业环境的多样

性。目前，我们已经在海外多个行业展会上

亮相，并积累了部分的意向客户，建立了合

作伙伴网络。我们将积极寻找海外的合作伙

伴，向全球展示阿普奇的品牌实力与技术先

进性，树立可靠和创新的品牌形象，期待与

全球的同行和合作伙伴一起，共创工业智慧

的未来。

MACHINE VISION 2024/10

25

创新是一个国家发展的不竭动力，更是一个企业发展的

灵魂。杭州灵西机器人智能科技有限公司就是这样一家

以创新为立身之本的新型科技企业，尤其是以2.5D线扫

相机入围机器视觉创新产品TOP10，为锂电行业乃至更

广泛的工业制造领域带来了深刻的变革与贡献。近日，

《机器视觉》杂志特邀杭州灵西机器人智能科技有限公

司创始人&CEO丁丁先生，详细解读了这一创新产品的技

术亮点，并就公司的创立初衷、技术创新、市场前景以

及未来趋势等话题进行了深入交流与探讨。

忠于视觉创新

始于学术热爱

⸺访杭州灵西机器人智能科技有限公司

创始人 丁丁

26

CHARACTER INTERVIEW 人物专访

M 丁总您好，能谈谈灵西机器人创立的初衷吗？

为什么会选择视觉方向创业呢？

D 好的，这其实主要源于两大方面：首先这和我个

人的学术背景、梦想密不可分。当年我在北大求学

时的研究方向就是机器人视觉和操作规划，也结识

了好多“大牛”，大家一块搞研究，特别有激情。正是

这段宝贵的经历，让我萌生了创业的想法，将所学

应用于实际、实现产学研良性循环的梦想。

另外，市场给了我一个清晰的信号，机器视觉市场

正展现出强劲的增长动力。这主要归功于制造业正

积极向智能化转型，产业链各环节协同推进，以及

技术的不断进步。随着制造业对智能化需求的不断

增加，企业将更倾向于采用机器视觉来提升生产效

率和产品质量。

特别是，机器视觉技术与工业机器人的结合，为生

产线的自动化和智能化升级提供了强大助力。机器

视觉技术能够引导机器人进行精准操作，实现复杂

工序的自动化生产，这既减轻了工人的工作负担，

又提高了生产的安全性。说到底，这种结合是未来

制造业发展的重要趋势，将显著提升生产效率、降

低人力成本，可以在各行各业推动智能化转型。

M 能否为我们详细介绍一下贵公司新推出的2.5D线扫相机？

D 经过四代产品的不断演进，灵西机器人推出了适应整线

40PPM高速蓝膜电芯标准化自动检测设备。这款设备融合

了2.5D、2D、3D以及AI技术，配合高精度伺服环形导轨线和

直线运动平台，实现了锂电池外观的全方位自动检测、精准

挑选、缓存不良品、抽检以及人工复判上料等功能。其中，在

这套设备中2.5D相机作为我们的核心检测手段，采用了先

进的8相位图融合技术。能够生成多种不同视觉侧重点的效

果图，使不同瑕疵呈现出截然不同的效果，从而实现对多种

缺陷的高效检出及精确分类。经过持续的迭代优化，我们的

检出率和误判率均已达到行业领先水平。

M 那它在实际项目中表现怎么样呢？

D 在这里我分享两个实际项目中的例子，可以进一步说明

2.5D线扫相机的产品优势。

一个是锂电池蓝膜缺陷检测：这是业内首套完整落地的解

决方案。在锂电池单体电芯包绝缘蓝膜后，分档打包前，我

们的设备能够对其进行全面的外观检测，确保电芯绝缘性

能完好，有效排除后期封装为模组PACK的破损风险。相比

传统的人工目检，我们的设备不仅提高了检测效率和一致

性，还大大降低了企业的客诉风险。

另一个是圆柱电池外观缺陷检测：针对圆柱电芯包热缩套

分档后，装盒打包前的外观检测需求，我们开发了集检测、

NG挑选、扫码绑定、装盒及码垛出货等功能的一体化设备，

采用2D+2.5D+3D+AI的技术路线，配合高精度的伺服循环

治具线，整机效率可达200PPM以上。这不仅极大地节省了

人力成本，还提高了检测的准确性和自动化程度。特别是我

们的2.5D相机，其相对传统2D技术更复杂的打光方案，使得

安装换型更加方便，易于客户日常维护。

M 工业机器人与视觉技术的结合在工业制造中发挥着怎样

的重要性？

D 首先，从技术角度来看，人类凭借天生的视觉能力，能迅

速观察、判断并采取行动。工业机器人作为现代工业的得力

D 丁丁

M MACHINE VISION

记者｜安卓

27

MACHINE VISION 2024/10

助手，其发展目标之一是实现这种“智能化”的能力。

当机器人拥有视觉，便能像人一样“看”到生产现场，

进行更精准、灵活的操作。这是机器人技术发展的必

然趋势。

再者，随着高端制造和智能制造的不断推进，工业制

造对精度、效率和质量的要求日益提高。单靠机器人

或视觉技术往往难以满足这些复杂的需求。而当它

们两者结合起来时，就能相互弥补，形成强大的的合

力。机器人负责执行具体的操作任务，而视觉系统则

提供精确的信息反馈和指导。这样，它们不仅能在生

产检测中准确捕捉到产品的微小瑕疵，还能实现从

检测到处理的全过程优化，从而大幅提高生产效率

和产品质量。

M 近期“人形机器人”成为热门话题，您对此有何

看法？灵西机器人未来是否有计划涉足这一领域？

D 人形机器人是科技产业界的的一个研究热点，其

发展前景广阔且研究价值越来越高。将机器人与视

觉技术相融合，是人形机器人技术发展的关键。我认

为，在推进人形机器人的设计时，不仅需要注重外观

设计，更重要的是加强基础技术能力的构建，这涵盖

了运动能力、操作能力以及感知能力等多个方面。

当前人形机器人领域仍面临诸多关键性技术挑战。

特别是3D视觉大模型技术尚未成熟，与当前主流的

自然语言处理大模型相比，视觉类大模型在应用上

还存在较大差距。同时，在操作类大模型技术方面，

如何实现端到端的训练，使机械手能够执行类似人

类的复杂抓取动作，也是个难题。这类大模型的输入

输出特性与常规大模型不一样，其输出更侧重于控

制指令，但市场上尚缺乏相应的模型支持。

灵西机器人目前对“人形机器人”这一热门领域的发

展趋势和潜在优势非常感兴趣。目前，我们已经开始

着手了一些视觉和操作类研发工作。未来，我们将持

续关注人形机器人领域的发展。

M 咱们顺着时下的趋势，不妨聊聊您对锂电行业海外

发展的见解？

D 锂电行业的海外拓展，可以说是产业结构调整与产

能过剩双重作用下的自然流向，也是企业探索新增长点

的关键路径。灵西作为锂电出海的积极参与者，今年有

幸承接了宁德时代在匈牙利的首个海外项目，这对我们

来说是一次宝贵的经验和挑战。

在我看来，要想在海外市场中站稳脚跟，企业首先得有

过硬的产品实力，同时还需要具备强大的项目管理能

力，确保我们的项目在海外也能顺利推进。除此之外，跨

文化的交付能力同样至关重要，它要求企业能够适应不

同国家和地区的文化差异，确保产品能能够真正满足当

地市场的需求，符合当地的标准。

因此对企业来说，只有全面提升自己的综合竞争力，才

能在出海道路上走得更远、更稳。我相信，那些能够成功

出海并做好交付的企业，将在未来的市场竞争中占据先

机，成为行业的佼佼者。灵西也会继续努力，不断提升自

己的综合实力，为锂电行业的海外发展贡献更多力量。

M 展望未来，您认为机器视觉技术将在哪些细分领域

发挥重要作用？

D 机器视觉技术主要聚焦于检测、定位引导、测量和识

别这四大关键应用场景，基本上覆盖了你能想到的各个

应用领域。随着中国科技的飞速进步和产业的不断壮

大，机器视觉技术找到了不少独一无二的用武之地，这

是国外市场所难以匹敌的。特别是新能源领域，如锂电

池产业、光伏产业以及汽车整车产业，都是机器视觉技

术的重要应用场景。同时，人工智能的快速发展也给3C

行业带来了巨大机遇，为机器视觉技术提供了更广阔的

应用空间。

灵西已经在这些发展迅速、规模庞大的行业中取得了产

品和服务的突破。我坚信，以新能源领域为代表的众多

行业，将成为未来中国机器视觉技术发展的主要方向，

并持续引领机器视觉技术的创新与应用潮流。

28

CHARACTER INTERVIEW 人物专访

光这样改变

“视界”

⸺访成都恒坤光电科技有限公司

董事长 霍永峰

在光的世界里，每一次细微的发现都可能开启一

场新的技术革命。作为无处不在却又难以捉摸的

存在，“光”正悄然改变着我们的“视界”。在这个

充满机遇与挑战的时代里，《机器视觉》杂志有

幸对话成都恒坤光电科技有限公司董事长霍永峰

先生，他以其卓越的学术背景、敏锐的市场洞察

力和深厚的技术积累，为我们揭示了光学技术如

何一步步“改变视界”，为智能制造与工业检测注

入新的活力。

29

MACHINE VISION 2024/10

M 霍董您好！您作为行业光学领域的领军人物，在

机器视觉行业取得了令人注目的成就，能否先分享

一下您的学术背景及创业经历？

H 我大学本科学的是光学，硕士学的是计算机视觉，

这样的学术背景让我能够跨领域思考，为我的工作

提供了独特的视角。毕业后我专注于能量光学的设

计与研发中，有幸被评为成都市特聘专家，LED照明

行业配光专家。我拥有超过十年的紫外集成电路曝

光光源研发经验，并在LED照明配光领域首次引入了

微积分技术和自适应胶体技术，实现了技术上的重

大突破。这些努力让我在该领域获得了超过200项专

利技术及多项专有技术，为行业的发展做出了自己

的贡献。

创业多年，我深刻体会到做企业“唯有创新才是出

路”的道理，所以，在国家倡导新质生产力的背景下，

我们团队积极响应，在稳固LED常规照明领域的技术

领先的同时，进军机器视觉照明领域及紫外固化领

域，相信假以时日一定会崭露头角。

M 请您简要介绍一下恒坤光电的发展历程，有哪些

关键转折点奠定了今日在行业中的基础？

H 成都恒坤光电科技有限公司自2012年成立以来，

便踏上了创新驱动的快速发展之路。公司目前已申

请的专利300多项，已获得专利授权287项，其中授权

发明专利19项，申请PCT专利三项；软件著作权两项。

获得了四川省首批瞪羚企业、国家专精特新科技小

巨人等荣誉，更奠定了公司在LED照明配光领域的领

先地位。

进入2023年，恒坤光电迎来战略转型的关键期，标志

着公司发展的新篇章。同年5月，恒坤视讯光电科技

有限公司应运而生，专注于视觉照明技术的研发与

制造；次年5月，恒坤朗宇光电科技有限公司成立，聚

焦于紫外固化设备领域，双轮驱动，加速布局工业照

明市场。截至2024年8月，恒坤视讯已取得显著成果，

包括1项发明专利授权、8项发明专利受理中、15项实

H 霍永峰

M MACHINE VISION

记者｜安卓

用新型专利及3项外观专利授权，另有2项发明专利正

在申请中。而恒坤朗宇亦不负众望，斩获2项发明专利

授权，设备订单已排至2025年底，彰显了公司在工业

照明领域的强劲增长势头。

公司经过这一系列战略部署，恒坤光电已从传统的

LED常规照明领域成功跨界至工业照明领域，并通过

多项创新专利迅速抢占行业制高点，形成较强的技术

壁垒，为行业转型升级做好了准备。

M 请谈谈机器视觉照明与传统照明在光学设计上的

核心差异在哪里？从光学设计到实际用应用的过程

中，公司克服了哪些难题实现产品化？

H 传统商业照明，侧重于远场照明，主要追求的是整

体环境的亮度与舒适度，确保光线覆盖广泛区域，满

足日常照明需求。相比之下，机器视觉照明则更倾向

于近场照明其设计精细复杂，旨在捕捉目标物体的每

一个细微特征。这种差异体现在光谱覆盖的广度上，

机器视觉照明需覆盖更宽的光谱范围，以便在不同波

长下准确识别物体细节；同时，在光场分布上，它不仅

要求照度均匀，更强调亮度及光强角度分布均匀性，

这是确保图像质量、提高检测精度的关键。

在实际应用中，这种差异尤为显著。以线光源产品拍

摄高反光物体为例，最初我们设计的方案通过建立建

立均匀的光场，通过减少光源数量实现高效光输出，

视觉上达到光斑的良好截止效果，我们以为这就能满

足客户的使用需求。然而，在客户测试中，反馈在输出

图像中有一道道的灯珠影子，我们这才恍然大悟，原

来工业相机的抓拍频率远高于人眼的分辨率及抓拍

频率，光源能量密度、表面亮度均匀性及光强角度分

布的均匀性对于最终的成像质量起到决定性影响。

随即我们修改灯珠密度再设计研发了一款专用的菲

尼尔透镜膜便轻松解决了该问题，并且相较于同行采

30

CHARACTER INTERVIEW 人物专访

用扩散膜消灯珠影子的方案大幅提高工作面照度，帮

助客户轻松应对终端客户大幅提高检测速度的要求。

这个例子不仅彰显了我们在光学设计领域的深厚实

力与快速响应能力，也进一步强调了机器视觉照明相

较于传统照明在光学设计原理、技术应用及实际效果

上的根本性差异。

也正因机器视觉照明的特殊需求与传统照明不尽相

同，我们在研发视觉照明产品的初期确实经历了不少

试错与调整。这主要源于我们对行业应用经验的相对

缺乏，因此我们积极向同行学习，坚持理论与实践相

结合的原则，与客户保持紧密沟通，不断迭代优化产

品设计，最终成功量产了几个系列产品，为公司的长

远发展奠定了坚实的基础。

M 研发“弧面无影光源”的过程中，遇到了哪些技

术难题？又是如何克服这些困难和挑战的？

H 在与客户接触的过程中，我们发现弧面检测领域

是众多厂商面临的共同挑战，尤其是弧面高反光物体

的外壁缺陷检测，其难度更是让业界头疼不已。这激

发了我们研发“弧面无影光源”的决心，旨在从根源上

解决“平面无影光源”难以触及的难题。

虽说采用线扫方案可以解决该难题，但费用高昂且

客户需对其生产线进行大幅改造，我们选择了更为

经济高效的道路。这一过程中，最大的技术瓶颈在于

如何在曲面上实现光线的均匀分布与无阴影效果。

为此，我们利用专利的微结构技术巧妙解决了光场

均匀性问题，帮助客户大幅降低检测成本，提高了检

测效率。

当然，我们还遭遇了诸多细微而关键的挑战。如何在

弧形的导光板上精准布局微结构反射点以实现光线

的均匀散射？如何优化占空比以平衡光强分布与成本

控制？以及如何解决光刻胶在精细加工过程中易碎的

问题，确保微结构的完整性与稳定性？面对这些问题，

我们通过一系列实验，成功攻克难题并率先通过专利

审查，抢占市场先机。

M 面对当前机器视觉行业光源技术的同质化竞争，

恒坤光电如何探索并确立自身的创新点与差异化

优势？

H 市场竞争是不可避免的，这既是同质化竞争也是

差异化竞争，是风险也是机遇，恒坤光电应抓住产业

升级的绝佳时机，利用自身的光学技术及产业加工配

套优势，迅速进入与专业相匹配的领域，积极配合系

统方案商解决困扰行业的痛点问题，如已解决的大幅

面玻璃、薄膜缺陷检测难题。

未来将计划进一步攻克电路板检测行业的AOI、AVI

光源技术难题，以及半导体检测行业超高亮度灯箱光

源和2.5D、3D结构光技术的挑战。这些举措不仅能够

为客户创造价值，推动行业进步，还能使恒坤公司在

激烈的市场竞争中脱颖而出，确立其独特的创新点与

差异化优势，实现可持续发展。

M 您对“光学改变视界”抱有怎样的长远愿景？

H 在追求极致图像检测的征途中，高质量计算机视

觉图像的获取是基石。而这样的图像，不仅依赖于工

业相机及传感器的性能，被检物高质量照明光场的建

立也至关重要。而高质量照明光场的建立，它不属于

基础材料、基础工艺、基础理论的范畴，它仍然属于

应用技术领域的范畴，同样承载着推动行业前行的重

任。我们坚信，我们可以利用光走出一条更便捷的检

测之路，这项技术不应成为限制中国创新的桎梏。

凭借恒坤光电在光学配光领域积累的深厚经验与技

术底蕴，我们有信心在不久的将来，通过洞察行业需

求，解决技术难点，把握行业隐形痛点，为行业带来全

新的光学技术解决方案，为视觉检测提供一个更清晰

的“视界”。

MACHINE VISION 2024/10

31

随着中国机器视觉市场的快速发展，光源行业竞争也日益激烈，如何在这个新的时代背景

下提升市场竞争力，是行业企业共同面对的新课题与新挑战。近年来，东莞市磐鑫自动化

科技有限公司在行业中受到高度关注，是什么让大家把目光聚焦到这里？《机器视觉》杂

志特邀该公司总经理何鑫先生，请他为我们揭示在变化莫测的市场环境中，磐鑫如何凭借

清晰的市场定位与持续的技术创新，从而实现自我突破并稳健前行。

⸺访东莞市磐鑫自动化科技有限公司

总经理 何鑫

扬帆深海正当时

32

CHARACTER INTERVIEW 人物专访

M 何总您好，可以先介绍一下磐鑫如何定位自己的

吗？面对行业微利化的挑战，公司采取了哪些战略

措施？

H 磐鑫在机器视觉光源市场上有着明确的定位，我

们力求成为客户最信赖的合作伙伴，而不仅仅是一个

简单的产品提供者。我自己是机械设计专业出身，已

经在机器视觉领域耕耘了13年，我深信产品研发和

技术创新是企业持续发展的基石。

面对微利化挑战，我们秉持“深淘滩，低作堰，拥抱微

利时代”的理念。这一理念源于古老的治水策略，它告

诉我们，在有限的资源下，只有深入挖掘细节，释放潜

能，稳固基本盘，才能在激烈的市场竞争中立足。

具体来说，我们将这一理念贯彻于磐鑫的市场

实践中，通过精细化产品设计、优化生产流程

来降本增效，同时调整产品线，灵活满足客户

多样化、定制化的视觉需求。而“拥抱微利时

代”意味着我们要始终保持市场敏锐度，快速

响应变化，并以客户需求为导向，基于应用场景

量身定制解决方案，成为帮助客户应对市场挑战的

可靠伙伴。

M 光源技术是磐鑫的核心竞争

力。能否概述一下公司的光源

产品线及其在各应用场景中的

表现？

H 磐鑫的光源技术是我们

长期投入与持续创新的焦

点。我们的光源产品线主要

包括三大类：标准产品线、

定制产品线以及配套控

制系统。标准产品线涵盖

了环形、条形、背光、线

光源以及AOI光源、防

水光源、穹顶光源等

各种类型。此外，我

们还根据特定行业需

求，推出了高度定制化的光源产品，并配备先进的控

制系统，从而实现光源的精准调节和与自动化生产线

的无缝对接。

在不同行业中，我们的光源技术都展现了出色的性能。

例如，在3C电子行业，我们的高对比度光源配合分时

频闪控制技术，能精准捕捉高速生产线上的微小缺陷。

在光伏领域，我们研发的1300nm线光源可检测硅片

内部裂纹，提升产品质量。在半导体行业，我们的激光

光源实现了纳米级检测精度，甚至能识别出亚微米级

的线宽变化。而在汽车制造领域，多光谱照明技术能全

方位检测车身各类缺陷，全面提升质量控制效率。

在我看来，磐鑫之所以能提供如此丰富的产品线，得

益于我们对各行业需求的深刻理解和不断的技术革

新。我们的研发团队精通光学、电子、结构、图像等多

领域知识，紧密结合行业生产工艺和质控要求，精准

地满足客户需求，研发出契合实际应用场景的理想

产品。

M 磐鑫提供一站式解决方案，包括光源、工业镜头

与相机，您如何看待这种服务模式？这种方案如何

帮助客户在效率和成本上实现优化？

H 磐鑫所提供的一站式光学成像解决方案，不仅是

产品的简单组合，更是一种高度集成的服务理念。自

2013年成立以来，经过11年与众多客户的深度合作，

在多种实际应用场景中，我们深刻认识到，在构建机

器视觉系统时，组件之间的兼容性与协同性至关重

要。当光源、镜头、相机来源于不同的供应商时，即便

每个组件性能卓越，它们之间的整合与调试也常常耗

费大量资源。而我们的一站式方案，依托丰富的行业

服务经验，在设计和配置阶段就确保了组件间的优化

匹配，有效规避了兼容性问题。

从效率层面看，一站式方案显著缩短了客户的研发周

期。我们提供的整套方案是基于应用场景进行过深度

测试的，客户可直接应用，无需额外调试。即使出现问

题，我们的技术团队也能迅速响应，实时提供现场的

技术支持，提升项目实施效率。

H 何鑫

M MACHINE VISION

记者｜安卓

33

MACHINE VISION 2024/10

在成本控制方面，一站式采购不仅能让客户享受到更优

惠的价格，我们还秉持“性能最优而非价格最贵”的选型

原则，避免造成不必要的成本浪费。此外，由于整合式

方案确保了各组件间的高度兼容性，系统稳定性得以提

升，故障率降低，也减少了客户的运营成本。

M 请问，是什么促使磐鑫进行生产扩张、产线增设及

全球布局？

H 磐鑫决定扩产和增设产线，这一决策背后有多重因

素推动。首先，市场的强劲需求和持续增长是我们扩大

生产规模的主要动力。磐鑫经过在国内市场的十余年稳

定发展，已经积累了足够的信心和实力，去迎接更大的

产能挑战。同时，随着光源领域的竞争加剧和客户对产

品要求的提升，如稳定性、均匀性、光源照度、交付速度

等，我们意识到必须进一步优化产品性能和运营效率。

因此，我们不仅在技术层面持续创新，还致力于通过扩

产来增强整体生产能力，同时严格成本控制，降本增效，

更好地满足市场需求的变化。

全球布局与扩产计划相辅相成。鉴于国内市场增速放

缓，我们将目光转向海外，尤其是东南亚和欧美地区，这

些市场正展现出巨大的增长潜力。东南亚市场的快速发

展和对机器视觉技术的旺盛需求，欧美市场对高精度、

高品质产品的偏好，为我们提供了广阔的市场空间。

此外，国际产业链的变革和全球供应链的重组，国际市

场对中国制造技术的认可，为我们进军海外市场创造

了有利条件。国家政策的大力支持，如“一带一路”倡议

及相关出口优惠政策，进一步增强了我们全球化布局

的信心。而为了能够迅速响应不同地区的市场需求，我

们必须在生产端做好充分准备。

M 磐鑫跟随CMVU参加德国Vision展是否标志其海外

布局的重要一步？对于海外市场的拓展，磐鑫有哪些

具体的策略与规划？同时，请分享此次参展的亮点以

及对未来海外市场发展的期望。

H 对我们而言，跟随机器视觉产业联盟（CMVU）参加

德国Vision展无疑是公司海外布局的关键一步。此次参

展不仅是我们进军欧洲市场的开端，更是一次全球视野

下的学习交流机会。我们深感欧洲市场技术深厚，标准

严格，是全球机器视觉行业的重要引领者。这次参展的

目的，一是深入了解并学习欧洲的技术和市场运营经

验，二是展示磐鑫的实力和创新成果，特别是在光源和

光学解决方案上的优势。

对于海外拓展，我们秉持“先学习，后发力”的原则。在德

国Vision展上，我们根据欧洲市场需求，精选了代表性

的光源产品和行业解决方案，期望通过与欧洲同行的深

度交流，共享经验，共同进步。

展望未来，我们的海外市场拓展策略明确而稳健，希望通

过与当地代理商和分销商合作，逐步扎根国际市场。这种

合作模式不仅能帮助我们快速融入新市场，降低风险，还

能根据合作伙伴的反馈，持续优化产品与服务。在选择合

作伙伴时，我们重视他们在本地的资源和影响力，更看重

共同的价值观与发展目标。我们相信，通过这种开放、合作

的方式，能够与志同道合的伙伴共同探索全球市场的广阔

机遇。希望在未来3-5年内，磐鑫能进一步扩大在东南亚、

日韩等市场的份额，同时在欧洲市场逐步占据一席之地。

M 展望未来，磐鑫看好哪些新兴应用领域？公司将如

何布局以实现产品线覆盖机器视觉全产业链的战略目

标，并引领行业创新？

H 展望未来，我们看到半导体、自动驾驶、新能源以及

医疗影像等新兴领域的需求正在迅速增长。我认为，这

些行业将是机器视觉技术大有可为的领域，也是磐鑫未

来发展的重点。

之所以看好这些领域，主要是因为它们对机器视觉技术

的要求越来越高，尤其是在精度、稳定性和智能化方面，

这恰恰也是我们在光源产品和整体解决方案上不断提

升的方向。未来，磐鑫会紧跟市场需求，加大研发投入，

不断创新，力争在新兴领域中抢占先机。

同时，我们会继续深化产品线的布局，不仅要在光源品

类上保持优势，还会在镜头、相机等品类上加速拓展，强

化上下游资源整合的能力，朝着覆盖机器视觉全产业链

的战略目标稳步前行。

今天是一个特殊的日子，一个值得大家倍加珍视的日子。因为

VisionChina这个我们共同抚育的孩子，在艰难和辉煌中迎来了20

周岁！

大家还曾记得，2004年春夏之交，VisionChina这个不起眼的名

字，在北京一个叫小汤山的小镇上诞生了，也由此拉开了中国首届

机器视觉大会的序幕。可曾想，20年后的今天，VisionChina不仅

羽翼丰满，欣欣向荣，这项事业更与国家和民族的命运紧紧地联系

在了一起，承载和推动着中国机器视觉行业发展的责任和使命！

我们清楚地记得，当年参加会议展示的企业寥寥无几，主要有北京凌

云光、重庆港宇、大恒图像、北京闻亭科技、北京微视凌志、北京微视

图像、北京嘉恒中自等本土品牌，以及加拿大DALSA、C ore c o

Imaging、比 利时Euresys、美国 Cognex、Navitar、丹 麦

JAI&Pulnix、德国PhotonFocus、日本CCS等国外知名厂商。国产产

品展示的基本上是几款图像采集卡和品种单一的黑白摄像头，市场

90%被国外品牌占据和主导。更让我们惊讶的是，报名的参会人员只

有240多人，甚至有的在电话咨询中问到“机器视觉是什么？用来干

什么？能解决哪些问题？”等等。

但为了办好这次展会，大家没有气馁，没有后退，而是群策群力，

迎难而上，如凌云光、大恒等公司还派出多名工作人员参与策划和

现场支持，这让我们深深地感受到了行业企业的团结友爱与和谐

美好，看到了行业更加广阔的前景和光明的未来！

万事开头难，最初的中国机器视觉如同蹒跚学步的孩童，

VisionChina也在蹒跚中艰难起步。但伴随国家经济的加快转

型，机器视觉的应用更加广泛，我们的行业也随风起航，为了让

更多的人了解机器视觉，我们在酒店连续举办了3年的视觉知识

科普宣讲，对市场特别是行业人的认知能力起到了较好的普及

和推动作用。

2007年，VisionChina初步成型，并勇敢地迈出了移师北京展

览馆的步伐。这是一个大胆并冒险的决定，因为尽管中国市场

不断壮大，但展览行业的竞争也随之加剧，缺乏办展经验更是

摆在大家面前的难题。前方的道路虽然光明，但市场更像是摇

摆不定的时钟，成败仅一步之遥。

信心比黄金更重要。正是这勇敢的一步，为我们打开了更广阔

的世界。很快，我们与业界同仁达成共识，并在北京展览馆首

次成功举办展览，展出的面积达2000多平方米，共有来自美

国、德国、加拿大、日本、新加坡、瑞士、芬兰以及中国香港等

国家和地区的43家参展企业，吸引了1500余名的专业观众。

特别值得一提的是，为了行业的快速发展，更为了VisionChina

展会的发展壮大，2011年我们迅速与在工业展领域具有一定展

会基础和丰富办展经验的慕尼黑展览（上海）有限公

34

SPECIAL REPORT 特别策划

司开展了合作，令人欣慰的是双方愉快地合作至今已长

达14年之久，这是一件非常幸运的事情，这份合作情谊

值得双方永久珍视！

同年，随着VisionChina的发展壮大，在机器视觉同仁

的呼吁与倡导下，中国机器视觉产业联盟（CMVU）在

上海成立并召开了第一次会议。联盟的成立，既是一个

创举，也是中国机器视觉发展的必然产物，这是时代的

呼唤，也是行业同仁的心声，更是中国机器视觉走向世

界的冲锋号！

联盟不仅是工作的平台，也是休憩的港湾，让大家感受

到“家”的温馨。深圳市视觉龙科技有限公司勇敢站出

来承担了第一届理事长单位，联盟也由最初的30多家会

员企业，发展到现今的300多家。联盟的工作也更加多

元化发展，先后为行业建立专业网站和媒体发布平台、

出版《机器视觉》杂志、发布行业标准及报告、举办国

际标准大会、培养机器视觉人才、评选创新产品、组织

项目评估认定、开展国际交流与合作、发布行业白皮

书、促进会员互访借鉴与交流等等。现如今，中国机器

视觉的科技能力、经济创造力和社会影响力已今非昔

比，也预示着未来更加广阔的前景！由联盟主办的

VisionChina系列展会亦从北京出发，走向上海、深

圳，进而辐射全国乃至国际市场，走向东南亚和引领世

界科技几百年的西方列国。研讨会也从单一的研讨模式

发展成为集“方向研究、学术交流、需求对接、产品研

发、成果展示”等多功能于一体的综合平台。

我们也从最初的摸索到如今的展商数量近400家，展览

面积从2000平米扩展到现今的三展近60000平米，参会

国家和地区增加至 3 0 多个，累计观众人数 4 0 万

人。VisionChina系列展会的成功举办，不但扩大了行

业的影响力，也增强了企业产品的吸引力，有力地促进

了行业企业的持续健康发展，有的不断扩大生产规模，

有的加快创新步伐，有的企业成功上市，并带动行业整

体上市步伐。这一桩桩一件件，二十年的积淀与发展，

成就了中国机器视觉行业和企业，也成为了助推国家经

济发展的一道亮光。

而随着A I时代的到来，中国机器视觉企业的声音已

成为了智能制造领域A I时代的最强音。展望未来，

VisionChina将更加坚定地走自己的路，坚决践行“有立

有破”的发展理念。我们致力于构建完善的展会平台，覆

盖机器视觉上、下游产业链，吸引众多国际知名企业和展

团的参与，为行业提供了宝贵的交流与合作机会。

同时，我们也会勇于打破常规，创新发展，紧跟时代步

伐，不断挖掘并呈现新技术、新理念、新话题，致力于推

动机器视觉技术与其他前沿领域的深度融合，为整个行业

注入新的活力与增长点。比如在人工智能、消费电子、自

动驾驶、智能制造、生物医疗等领域，我们将继续努力探

索机器视觉技术的无限可能，助力行业跨越新的边界。持

续提升展会品质，不仅通过精心策划的论坛、研讨会为专

业人士提供深度交流平台，同时，还希望通过数字人手段

增强工业现场检测的互动体验，确保每位参展商和观众都

能在此收获满满，实现价值最大化。

回首过去，20年机器视觉人的风雨兼程，20年我们信念

坚定，大家精诚合作，携手并进，特别是要感谢曾经帮

助和扶持VisionChina创立和成长的老前辈，虽然他们

有的已经离开了工作岗位，有的跨出了这个行业，有的

还在继续为行业发光发热，但每一位视觉行业同仁的付

出永远值得我们铭记和感恩！

20年，如白驹过隙；20年，一代人的青春记忆！感恩有

您，我们携手走过！

——VisionChina机器视觉展20年回顾

机器视觉产业联盟（CMVU）副理事长兼秘书长 于晓娟

我们携手走过

感恩有您

35

MACHINE VISION 2024/10

联瑞10G图像采集卡赋能工业视觉

突破丢帧难题

一、背景

在科技日新月异的浪潮中，高速机器视觉技术

正以前所未有的速度拓宽其应用疆界，然而，在追

求极致效率与精度的征途上，丢帧现象仍然是困扰

行业一大难题，尤其是当涉及高精度,高速率图像采

集领域时，即便是瞬息间的单帧遗漏，也可能对图

像质量的无瑕呈现及后续处理结果的精准性造成不

可小觑的波动与影响。

在机器视觉系统中，图像采集卡扮演着至关重

要的角色，它不仅连接着图像采集与图像处理，更

是确保数据传输稳定性和帧完整性的关键。其性能

的稳定性和帧数据传输的完整性成为了衡量系统优

劣的关键标尺。

二、10GigE系列

为了突破这一技术瓶颈,联瑞电子凭借十数年的

技术积淀和对视觉市场的把握,于7月份推出10G高速

率图像采集卡,为用户带来前所未有的稳定体验和可

靠性保证。

深圳市联瑞电子有限公司 谢福清

图1 联瑞10G系列图像采集卡

10G高速率图像采集卡系列产品以其多样化的

端口配置为特色，提供了包括单电口、双电口、四

电口以及四光口等在内的多种选择，确保能够满足

不同用户在数据传输和处理方面的个性化需

求。10G系列图像采集卡的设计旨在通过其卓越的

性能和灵活性，为高端图像处理和数据分析提供强

有力的支持。

联瑞的10G系列图像采集卡不仅优化了数据处

理能力，确保了高速传输的稳定性和可靠性，同时

也通过其多功能性，为用户带来了前所未有的便利

性和效率。无论是面对复杂的工业检测任务，还是

高精度的科研探索，该系列图像采集卡都能提供理

想的视觉解决方案，助力工业自动化产线升级。

三、联瑞巨帧图像采集卡

其中LRES1053PT是一款基于AQC113主控方案

的高性能四电口10G巨帧图像采集卡。这款产品专

为应对工业高速图像采集与传输的挑战而生，它通

过支持16KB的巨帧传输能力，突破行业丢帧的瓶

颈，为高端制造领域带来了前所未有的高速度、高

图2 LRES1053PT

36

PRODUCT&TEK 产品与技术

图3 LRES1053PT连接10G

相机实测图

图4 LRES1053PT连接5G

相机实测图

精度、高效率的图像处理体验。LRES1053PT的卓越性能，不

仅确保了数据传输的稳定性和完整性，更满足了精密制造过程

中对图像采集卡严苛的技术需求，为工业自动化和智能制造提

供了强有力的支持。

四、产品亮点

1.16KB巨帧传输:支持16348字节的巨型数据帧，可传输

大容量的图像数据包，有效避免丢帧，确保数据传输的稳定性

和可靠性，降低CPU负载。

2.扩展灵活:板载4个RJ45端口，适配主流品牌工业相机，

可同时连接4台10GigE工业相机稳定工作，满足常规工控机安

装使用。

3.六速率可选:支持10G、5G、2.5G、1G、100M、10M的数

据网络传输速率，满足相机不同传输速度应用需求。

4.提高检测效率:应用于自动化视觉设备检测，可提升检

测效率和准确性，降低人工检测成本和成品不良率。

5.性能稳定可靠:连接10GigE和5GigE工业相机的测试结果

显示，在7x24h的长稳测试中，未出现丢包现象，并将所有数

据稳定快速地传输到数据处理端，性能稳定强悍。

机器视觉产业联盟(CMVU)联系方式 :

北京市海淀区中关村南四街紫金数码园三号楼910室

电话: 010-62650592/62650570

手机: 15718867620

邮箱: : yxj@china-image.cn

中国机器视觉

市场报告

2024

视觉企业提供一份对

机器视觉产业未来的发展趋势

做出审慎分析与预测

让视觉企业把握市场机遇

做出正确经营决策

和明确企业发展方向提供一份

具有指导方向的报告

欢迎订购

五、应用领域

LRES1053PT具备低CPU占用率、高兼容性、高可靠性和

灵活性等特性，可以有效解决机器视觉行业高速采集传输过程

中存在的丢帧问题。通过搭配不同的面阵/线阵工业相机，实

现多样化的图像采集，特别适合用于光伏硅片检测、高精度半

导体缺陷检测、晶圆检测、高速运动轨迹采集、精密仪器加工

等。因此，该图像采集卡可广泛应用于工业生产、国防军工、

新能源、生物医学、智能交通等应用领域。

MACHINE VISION 2024/10

37

车载同步技术创新

⸺多相机系统如何实现精准数据采集

与实时处理？

一、引言

在现代汽车行业中，智能驾驶技术正以惊人的

速度发展，引领着交通领域的革新。这一技术的崛

起，不仅改变了传统驾驶方式，更在安全性、舒适

性和效率方面带来了前所未有的提升。作为智能驾

驶技术的核心组成部分，车载多相机系统发挥着举

足轻重的作用。它们通过高精度、高速度的图像捕

捉与处理，为车辆提供了全方位、无死角的视觉感

知能力，从而极大地增强了驾驶过程中的环境感知

和决策准确性。

随着科技的不断进步，车载多相机系统也在不

断升级和完善，以适应更为复杂多变的驾驶场景。

为了实现高级驾驶辅助系统（ADAS）和自动驾驶

的精准功能，车载多相机系统必须确保视频流的同

步采集。随着车辆上传感器和相机数量的不断增

多，对视频流的实时处理和数据融合技术也提出了

更为严苛的要求。这种技术的创新，不仅关乎车辆

的安全性能，更在自动驾驶的精确感知与决策中发

挥着不可或缺的作用。因此，探索先进的同步采集

方案，以实现车载多相机系统数据的高效处理，已

成为推动智能驾驶技术发展的当务之急。

广州友思特科技有限公司 黄灿彬

为了适配智能驾驶技术的数采要求，市场上各

色的采集板卡、采集系统和方案层出不穷。首先为

了同时采集多路实时视频数据，采集板卡/系统对通

道数量进行了拓展，从传统的一两路视频数据，拓

展至4/6/8/16路视频数据；在异步的场合，基于先

前收集的真实环境数据或仿真的自动驾驶数据，板

卡/系统需要回放带有时间戳的视频数据，用于诸如

硬件在环（HiL）测试的场合，同时也对通道数量

进行了拓展；在同步的场合，采集数据的同时，需

要旁通数据，将同样的数据镜像同时分路用于诸如

存储、处理、显示等目的，也同样对通道数量进行

了拓展，进一步满足多样化的需求。

图1 车载多相机数采系统

a

b c

图2 友思特车载采集卡视频数据采集回放经典配置(a)采集模式

(同时最多八个视频流)；(b)回放模式(同时最多四个视频流)；(c)

TAP模式(同时最多四个视频流输入和输出)

多路数据满足多相机实时采集的同时，对硬件性

能如带宽、实时性和数据传输协议也提出了高要求。

在硬件性能上，息息相关的是最终产品的价格，影响

的是产品应用过程中的性能上限；而数据传输协议，

则是关乎数据传输实时性、准确率、实际传输速率的

核心技术点。友思特proFRAME车载采集和回放板

卡，应用了SerDes技术，为车载多相机的实时采集和

记录回放提供了一种可行可靠的技术路线。

38

PRODUCT&TEK 产品与技术

二、SerDes原理结构

SerDes核心包括串行器（Serializer）和解串器

（Deserializer），是一种用于高速数据传输的接口技

术。它通过将并行数据流转换为串行数据流，从而提

高数据传输速率，并在接收端再将串行数据流转换回

并行数据流。核心工作原理包括两部分：

串行化：SerDes的发送端（串行器）从本地系统

接收并行数据作为输入，通过FIFO传递给内部的编码

器、扰码器，然后将其转换为串行数据并将其作为单

个数据流，经由均衡器均衡后通过同轴或双绞线电缆

等串行传输通道进行传输。这种方式能显著提高数据

传输效率。串行化数据时，串行器使用参考时钟的输

入作为编码过程的一部分，从而最大限度地减少并行

传输中发现的时序问题类型。

反串行化：SerDes的接收端（解串器）接收串行

数据作为输入，经由均衡器均衡，通过CDR（时钟恢

复）恢复时钟信号，并将其转换恢复为对齐的并行数

据流输出，以便进一步处理。

图3 SerDes原理

图4 多相机数采系统数据传输链路

3840*2160，帧率为60，输出图像数据格式为RAW10

为例，单路视频数据传输带宽要求≥5Gigabit/s。

对于相机实时获取的视频流数据到车载ADAS/

AD ECU的传输链路：

前端GMSL/FPD-Link相机的CMOS图像传感器捕

获光信号并转换为电信号，生成原始图像数据。在相机

内部经过处理（如去噪、增益、色彩校正等）后通过相

机的串行芯片进行串行化，转为CSI-2标准的数据格式，

通过同轴线缆（Coax）传输到proFRAME板卡，经过相

机适配器的解串芯片进行解码，将串行数据流恢复成并

行的CSI-2图像数据格式，传送至板卡的FPGA模块进行

处理。图像数据经由板卡的FPGA模块，同步分出两路

数据，一路数据传输至ADAS数采设备存储记录；一路

数据重新经过相机适配器的串行化芯片进行串行输出，

通过同轴线缆传输到前端的ECU设备进行解串，恢复成

并行图像数据，用于可视化或其他调试处理目的。

对于车载ADAS/AD ECU的相机控制信号到相机的

传输链路：

ECU的相机控制信号指令（如I2C和GPIO），通过

同轴线缆传输，经由proFRAME板卡，多路同时旁通至

相机端。I2C用于设备间的通信，包括配置相机的工作

参数（如曝光、增益调整等），GPIO用于控制相机的行

为（如相机的启停、触发拍摄等）。板卡也支持通过同

轴线缆给相机供电（PoC）。

友思特proFRAME板卡的多路图像数据实时采

集和回放功能通过其TAP模式实现。TAP（Test Access

Point）是一种能够从传输网络或系统中分离出数据流用

于其他目的的工具，能够在不干扰主数据流的情况下，

提供对数据进行访问和分析的接口。通过proFRAME

的TAP模式，板卡可以旁通（bypass）多种类型的数

SerDes技术在现代数据传输中发挥了关键作用。

它通过将高带宽的并行数据流转换为串行信号，实现

了更高的数据传输速率和更长的传输距离。此技术有

效减少了电路板上的布线复杂性，从而降低了系统成

本和功耗，并提升了系统的可靠性。SerDes还支持长

距离传输，增强了信号的抗干扰能力，使得数据完整

性得以保持。通过优化数据传输路径和提高速

率，SerDes技术显著提升了系统性能，广泛应用于通

信、计算机和存储领域，为高效、稳定的数据传输提

供了重要保障。

三、友思特车载图像采集和回放系统

为了360度获取汽车的全景环视图像，需要在汽

车的前后左右各设置一或多个相机。以分辨率为

MACHINE VISION 2024/10

39

据，包括携带高精度时间戳的视频流、相机控制信号指

令、外部触发信号和PoC供电等。

图5 proFRAME旁通ECU的PoC

图6 proFRAME旁通ECU的触发信号

友思特proFRAME板卡提供了三种给相机供电

（8V-24V）的方式：

（1）直接主机给板卡供电，板卡通过稳压器将

电压经由Coax传输至前端相机；

（2）外部电源连接板卡的相机适配器，经由相

机适配器的Coax传输至前端相机；

（3）基于板卡的TAP模式，将ECU提供的PoC旁

通至所连接的前端相机。

车载场合对于多传感器数据融合以及时间同步的

要求非常高，例如要将2D图像和激光雷达的点云图像

进行融合，实现对点云数据的颜色渲染，或者基于2D

图像识别结果的box框对点云数据进行分割从而获取

目标的三维位姿cube。友思特proFRAME板卡提供了

四种向相机发送同步触发信号实现相机同步的方式：

图7 友思特proFRAME图像采集和回放板卡

友思特proFRAME板卡采用模块化设计的方式，

通过切换不同的相机适配器模块，适配包括GMSL

1/2/3、FPD - Link III/IV、GVIF3、CSI-2多种传输协

议的接口相机/视频流。板卡支持同轴线缆供电和边带

通信(I2C和GPIO)，可同时进行多路视频数据的采集和

回放（多至8路），且采集数据携带ns级别的高精度

时间戳，并能够以时间戳信息精准同步回放视频流，

通过TAP模式旁路各种数据，在ADAS、EoL测试和

AD的硬件在环测试领域都大有建树。

四、总结

车载多相机实时同步采集系统在新能源汽车及智

能驾驶领域扮演着至关重要的角色。该系统通过高精

度、高速度的图像数据采集，为车辆的环境感知、行

驶状态监测以及驾驶辅助提供了强有力的技术支持。

随着自动驾驶技术的不断深入发展，对车载相机系统

的要求也日益严苛，不仅需要具备高分辨率、广视角

的成像能力，还必须在各种复杂环境下保持稳定的性

能。面对未来智能驾驶的多元化需求，车载多相机实

时同步采集系统将持续融合新兴技术，如深度学习、

计算机视觉等AI技术，以提升系统的智能化水平。同

时，不断优化相机之间的同步性能和图像处理算法，

确保在多变的行车环境中能够实时、准确地捕捉关键

信息，为车辆的决策系统提供可靠的数据基础。

从长远来看，智能驾驶技术将是未来交通出行的

重要发展方向。车载多相机实时同步采集系统作为智

能驾驶的“眼睛”，其技术创新和性能提升将直接推

动智能驾驶的发展，助力实现更安全、更高效的绿色

出行。同时，随着技术的不断进步和成本的优化，这

一系统有望在未来实现更广泛的商业应用，为智能交

通和绿色出行贡献重要力量。

（1）板卡内部的FPGA生成时钟信号传输至相机；

（2）外部触发源通过板卡的外部触发信号口传

输至FPGA再转送至相机；

（3）多proFRAME板卡通过Daisy链拓扑结构

同步；

（4）ECU发送触发信号，经由板卡的TAP模

式，旁通至相机。

40

PRODUCT&TEK 产品与技术

2.5D特征检测攻克微瑕难题

⸺悟空相位成像系统

随着工业自动化的迅猛发展，机器视觉的应用

已经越来越多深入到智能制造设备的检测领域，其

中包含了不同的检测类别，如识别定位、轮廓尺

寸、外观缺陷等检测。沃德普致力于提供一副成像

特征明显的图像，提供行业领先的系统性成像解决

方案。本文详细介绍的是悟空相位成像系统，通过

一次扫描，可以检测2D类型的特征，同时获取2.5D

类型的特征，解决压痕类、凹凸点类、细小瑕疵类

的检测难题。

一、悟空相位成像系统的原理

“悟空相位成像系统”采取了相位偏折技术对于

获取的图像进行计算和特征放大。相位偏折技术在广

义上属于结构光的一种（也被称之为条纹反射法），

主要应用于检测光滑的类镜面物体表面连续变化的特

征，我们常称的2.5D特征。一个完整的光学检测系

统，包含了相位成像光源、相机镜头模块、图像处理

与分析、数据处理、用户界面等组件。

通过计算编程正弦条纹投影至待测物上，利用

相机采集待测物表面经过调制的弯曲条纹，进行相

文 / 东莞市沃德普自动化科技有限公司

机标定。得到相机内参后，将得到的调制条纹图进

行与计算或是测量得到的系统几何结构参数进行运

算得到梯度关系，最后进行积分重建，将梯度关系

转换为高度关系。如下图1-1所示。

在实际的测量计算过程中，单一方向的正弦条

纹所提供的梯度信息存在一定的局限性。因此，在

实践应用中，采用八张不同方向的投影条纹图案来

获取表面在水平和竖直两个方向上的梯度分布。只

有对这两个方向的梯度分布进行积分处理，才能准

确地获取最终的高度信息。

线扫检测中，通过相位线阵光源输出高频信号

给线扫相机，将图像数据直接传至图像预处理器，

并处理获得对应的八张相位原图和六张预处理效果

图。六张预处理器效果图包含形状图1、形状图2、

镜面反射图、光泽比图、漫反射图、标准图，可分

别对图像具有2.5D凹凸的特征、细小划伤、脏污异

物、产品轮廓定位进行提取。

二、悟空相位成像系统的构成

图1-1

图2-1 悟空相位：预处理器单口

用户可根据需求选择面阵/线扫的相位光源、根

据被测物的成像视野和精度选择合适的相机镜头，

MACHINE VISION 2024/10

41

提供图像预处理器及内置图像预处理软件对相机采

集的原图直接进行图像预处理。

三、悟空相位成像系统的特点

以下面两组成像对比图进行展开：图3-1为常规

方案拍摄划痕、脏污及气泡的成像效果，面对细微

瑕疵，难以对特征进行处理和提取。图3-2为悟空相

位成像系统提供的效果图，可以呈现上述难以成像

的特征，简化后期的算法处理难度。

特点3 突显细小划痕缺陷

图3-1

图3-2

特点1 突显2.5D特征变化

图3-3

（原图X1）

图3-5

（形状图1）

图3-4

（原图X2）

图3-6

（形状图1增强）

图3-13

（原图X1）

图3-15

（原图X1）

图3-14

（形状图2）

图3-16

（形状图2）

通过对八张原图的具有相位偏折信息进行提取

和计算，在预处理效果“形状图”中可体现具有与

被测平面深度差的2.5D特征。并提供图像调参功

能，可对预处理后的图像进行二次调节，利于对特

征对比度或轮廓的增强/减弱。

特点2 消除背景干扰

图3-7

（原图X1）

图3-9

（形状图1）

图3-8

（原图Y1）

图3-10

（原图X1）

图3-12

（反射图）

图3-11

（原图Y1）

该检测产品具有背景拉丝图案干扰，影响对产

品表面的缺陷（如划痕、脏污的检测）。该系统支

持消除背景无相位变化的特征，从“形状图”中提

取具有深度变化的特征，从而消除背景干扰（其他

预处理效果图中仍然可见背景干扰）。

通过对八张原图中不同反射光斑的计算和叠

加，可在预处理“反射图”中获取细小划痕缺陷，

放大细小瑕疵的成像特征，增加系统检测精度。

特点4 适应不同反光度产品

当前检测产品反光度较低，使用默认的相位光

斑无法正常投影到产品上，形成相位偏折效果。该

系统提供多种正弦光斑可选，面对不同反光度产品

时可根据图像效果进行选择，如上图3-13和图3-15

选用不同的正弦光斑，对应的形状图效果大不相

同。具有相位偏折变化的原图，对应的形状图中可

明显呈现2.5D类型特征。

特点5 超快的计算效率

该系统可提供图像预处理器或预处理算子对原图

进行处理，通过使用GPU加速，获得超快的计算效

率。在特定图像大小的对比下，领先同行接近一半的

处理效率，为用户节省CT时间，提升检测效率。

四、结语

沃德普前后推出了行业领先的系统性成像解决方

案，如：悟空相位成像系统、哪吒光度成像系统、盘

古分时成像系统、鸿鹄显微成像系统、线扫监控照明

系统。同时提供具有特色和普适应用的光源、控制器

类产品，如：高精度平面无影光源、超高亮频闪光

源、超大功率频闪逻辑控制器、高速频闪逻辑控制

器、高均匀AOI光源、多分区双目光源等。

42

PRODUCT&TEK 产品与技术

迈德威视自动对焦工业相机

⸺平台化设计，灵活定制

一、背景

近年来，随着工业4.0的推进以及工业机器视觉

的广泛应用，智能制造正在逐步成为工业领域的新

常态，智能制造的理念也正在改变着传统的生产模

式。在这一转型过程中，图像处理技术的创新扮演

着至关重要的角色。MV-NEH501C自动对焦工业相

机作为这一领域的最新代表，以其卓越的性能和先

进的技术，为工业生产注入了新的活力。

MV-NEH501C是一款由深圳迈德威视科技有限

公司研发的自动对焦工业相机，平台化设计，支持定

制；具备自动对焦功能，适用范围从35CM到∞；配

置了500万有效像素；分辨率高达2880×1616；帧率

可达到25FPS。此外，MV-NEH501C支持数字宽动态

和多相机应用，一如既往的稳定可靠不丢帧。其独特

的数据包重传技术确保了数据的可靠传输。MVNEH501C不仅延续了迈德威视一贯的卓越品质和性

能，还在硬件ISP出色的色彩还原和噪声优化的基础

上，通过自动调整对焦焦距，确保被检测物体的图像

清晰度和色彩还原度，提高检测的准确性和效率，充

分满足了各种工业场景的不同需求。

深圳迈德威视科技有限公司 陆长君 陈阔

二、自动对焦的概述及成像原理

自动对焦指的是能够根据被测物与视觉系统之

间的距离，自动调整焦距，使被摄物体清晰成像。

利用物体光反射的原理，通过传感器接收反射回来

的光线，经过计算机处理后，驱动电动对焦装置进

行精确对焦。

图1 MV-NEH501C

图2 自动对焦成像原理

自动对焦工业相机的成像原理是通过相机自身

对光线的强弱感应，调整图像与物镜的位置，以达

到最清晰的成像效果。

三、产品特点

MV-NEH501C是一款高性能的自动对焦工业相

机，具备高精度和快速响应的自动对焦技术，结合

了耐用设计和先进的图像处理技术，其产品优势主

要体现在以下几个方面：

1.性能卓越

·传感器：1/2.8'' CMOS

·有效像素：500万

·焦距：4.7-94mm

·快门类型：滚动快门

·分辨率@帧率：2880×1616@25FPS

MACHINE VISION 2024/10

43

2.支持自动对焦功能，35CM到∞

支持35CM到∞自动对焦，不同拍摄距离下都

能保持最佳的图像质量。在近距离拍摄中，能够清

晰捕捉到微小的细节，特别适合于电子元件、精密

机械部件的检验；在远距离的拍摄中，例如：进行

远程测量，同样能够提供高清晰度的图像。

3.自动对焦可实现快速对焦，确保图像清晰可见

自动对焦技术能够实现快速的对焦调整，确保

图像始终清晰可见。通过实时检测物体距离，迅速

锁定焦点，从而捕捉到细腻的细节和真实的色彩，

使成像效果更加出色。

6.支持定制不同像素的sensor

模块化设计具备灵活定制的特点，能够根据客

户的具体需求提供不同像素的sensor。从30—2000

万像素均可根据要求进行定制，这种灵活性确保能

够满足各种应用场景的需求，为客户提供最佳的解

决方案，实现卓越的成像效果和性能。

四、应用场景

MV-NEH501C自动对焦工业相机具有自动对

焦、高性能、快速响应、高精度、耐用性等特点，

伴随科学技术的飞速发展、重大科学实验与高端装

备的试验测试以及工业智能制造的高端需求，MVNEH501C自动对焦工业相机的应用领域也越来越宽

广，这款相机可以应用于电子元件检测、生物医

疗、汽车零部件检测、工业检测等领域。在电子元

件检测领域⸺自动对焦相机能够在35CM到∞的范

围内快速对焦，实时捕捉电路板上的焊点、元件位

置和缺陷；在生物医疗领域可以应用于细胞与组织

成像、医疗器械检测、药物研发与检测等；在汽车

零部件检测领域⸺自动对焦工业相机能够实时监

控零部件的生产过程，快速识别焊接缺陷、表面划

痕或尺寸不合格等问题。

五、结语

随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展，迈

德威视推出的MV-NEH501C自动对焦工业相机凭借

其模块化、可定制的设计，以及卓越的高性能、高精

度、耐用性和快速响应能力，成为了工业4.0时代不

可或缺的“明眸”。该相机不仅能够精确识别物体并

快速响应，其一体化的结构设计还确保了在各种复杂

环境中的稳定运行。特别是其灵活的对焦范围、高速

自动对焦功能、智能图像处理技术及坚固耐用的设

计，极大地提升了生产效率和产品质量，推动了整个

行业向智能化、自动化的方向发展。

迈德威视通过持续的研发投入，以机器视觉为核

心，打造了一系列广受市场认可的高性能工业相机产

品，广泛应用于科研、医疗、工业检测等多个领域，

展现了其在智能制造领域的强大实力和创新能力。

图3 自动对焦效果图

图4 超宽动态范围

4.支持数字宽动态

超宽动态范围带来丰富的层次表现，广泛的色

彩空间使得每一帧画面都能被精致地呈现，确保细

节和色彩的完美还原。

5.紧凑的结构，防尘、屏蔽、密封大幅度提升

在工业环境中，设备经常面临灰尘、震动和温

度变化等严苛条件。MV-NEH501C自动对焦工业相

机的一体化设计使得设备的整体结构更紧凑，防

尘、防水、屏蔽和密封的特性大幅度提升，能够在

恶劣的环境中稳定运行，让它都能保持优异的性

能，稳定的图像输出。

44

PRODUCT&TEK 产品与技术

一、SMARTTECH3D ON 6 MP扫描仪及其

技术特点

在工业4.0的时代下，高效且节约成本的生产流

程是企业成功的关键。随着业务向现代化转型，您

可能正在寻求一种能够提升逆向工程和质量控制能

力的先进解决方案，SMARTTECH 3D ON 6 MP 3D

扫描仪应运而生，它或许正是您所寻求的答案。

SMARTTECH3D是波兰一家世界知名的光学

3D扫描仪制造商，成立于2000年，为市场提供了包

括专业非接触式测量设备在内的一系列产品，以及

配套的质量控制和逆向工程软件。

SMARTTECH3D ON 6 MP扫描仪是经过工厂

校准的计量设备，符合VDI/VDE 2634标准，其测

量精度可以通过独立认可的计量实验室的证书进一

步验证。它凭借其高6百万像素的分辨率，能够精确

SMARTTECH 3D 扫描仪

⸺专为质量控制与精准数字化而生

文 / SMARTTECH3D Pawel Aksamit

译 / 中国医药对外贸易有限公司 张瀚之

图1 SMARTTECH3D ON 6 MP

捕捉到物体的每一个微小特征，无论是多么复杂的

物体，都能详细再现，从而大幅提升了工作效率。

而其专用软件，更是实现了全流程的自动化，能够

满足不同企业的个性化测量需求。

SMARTTECH3D ON 6 MP系统提供了灵活的

配置和广泛的外围设备，大幅减少了操作员的工作

量。通过将旋转台或多台SMARTTECH3D ON 6 MP

扫描仪直接集成到生产线中，企业可以直接将旋转台

或多台扫描仪集成，实现对产品的实时质量控制，这

对于追求自动化和生产流程优化的企业来说，无疑是

一大助力。

二、基于结构光技术的优势

基于结构光技术的固定式扫描仪，快速的数据

采集速度是其显著特点。一次大约0.5秒的测量可以

捕获代表物体几何形状的数百万点。每个点都包含

了 X、Y 和 Z 坐标以及颜色（以R、G和B值表示）

的信息。这些点云数据在虚拟三维空间中精确定

位，为后续的计算和测量提供了坚实的基础。在全

球范围内，计量专家常常直接利用这些未经加工的

原始数据进行分析，因为任何额外的处理都可能不

经意间改变数据的真实性，从而影响到最终结果的

准确性。

另一个重要特点是测量的可重复性。环境的微

小变化、设备的温度波动，甚至是操作者手法的细

微差别，都可能对测量结果造成影响。因此，如何

通过严谨的测量策略来控制这些变量，成为了确保

数据一致性的重要环节。资深的计量专家都明白，

MACHINE VISION 2024/10

45

一个准备充分的工作站对于维持测量质量至关重

要，哪怕是那些不易察觉的微小变动，也可能成为

影响最终结果的关键因素。SMARTTECH3D扫描仪

能够达到远超肉眼可见的精细度，甚至比一根头发

丝还要细。这种以数十微米计的精度，对环境的任

何变化都极为敏感。正因如此，固定式扫描仪在高

精度测量领域显得尤为合适，它们能够排除手持扫

描仪可能遇到的各种干扰，比如由于振动或手抖引

起的误差，从而提供更为稳定可靠的测量结果。

三、SMARTTECH3Dmeasure软件功能

SMARTTECH3D ON 6 MP扫描仪搭载了先进

的SMARTTECH3Dmeasure软件，不仅控制着整

个测量系统，还提供了一系列的质量控制工具。用

户可以通过它生成彩色偏差图、创建横截面，或是

计算扫描物体的表面积和体积，甚至可以根据预设

模板快速生成PDF报告。

图2 SMARTTECH3Dmeasure软件

图3 SMARTTECH3D ON 6 MP扫描仪机械臂设计

最新推出的SMARTTECH3Dmeasure软件v.24

版本加快并简化了测量和数据处理。它不仅支持使

用转台或倾斜旋转台进行3D扫描，还能与机器人和

协作机器人无缝配合。稳定的系统性能，确保了即

使在多台扫描仪同时工作的情况下，也能保持坐标

系的精确对齐。

机械臂的设计旨在让任何人都能操作扫描仪，

无需考虑其编程语言的经验或知识。得益于

SMARTTECH3Dmeasure软件，我们可以通过物理

方式将手臂移动到特定点，从而教导机器人找到对

操作员而言重要的位置。如果操作员认为位置合

适，只需按下按钮将数据保存在系统内存中，然后

便可使用3D扫描仪将机械臂移动至下一个位置。根

据物体的复杂程度，需多次重复此过程，但在大多

数情况下，机器人进行3-4次移动并使用自动旋转台

就已足够。机器人的运动轨迹由SMARTTECH3D

measure自动模拟，因此操作员仅需负责设定测量

点。一旦设置完成，只需按下按钮，扫描仪和协作

机器人即可开始测量，无需其他的人为干预。这种

自动化可以显著加快大公司的质量控制过程，几乎

即时传输大量的测量数据，而这一点对于工程师的

进一步分析而言至关重要。

SMARTTECH3Dmeasure可以支持处理多达5

亿个测量点，其特点是作为市场上唯一一款，能够

在保持多色物体表面颜色的同时，对大型点云进行

平稳操作的软件。

四、应用领域与软件特性

SMARTTECH3D与SMARTTECH3Dmeasure

软件的组合带来了众多的应用可能性。其直观的用

户界面及测量结果的自动化处理，让该系统不仅对

工程师，而且对考古学家和生物学家都极具价值。

该软件还支持逆向工程、质量控制以及为3D打印准

备模型等相关流程。

1.3D 打印的自动化操作

SMARTTECH3Dmeasure v.24中引入的最重

要的创新之一是自动化功能，它大大简化和加快了

3D打印模型的准备工作。此功能自动执行数字化

46

PRODUCT&TEK 产品与技术

五、SMARTTECH3Dmeasure v.24的新增

特性

· 数据生成算法速度提高60%

· 3D扫描仪的自动精度控制

· 无需额外照明即可自动校准3D扫描仪

· 用于旋转测量的固定单元平面切割

· 在扫描过程中可视化扫描仪的测量体积

· 在测量过程中振动检测

· 支持多台扫描仪和摄影测量系统

· 点云坐标系与CAD模型对齐

· 基于几何测量期间获得的高分辨率图像改进三

角网格的纹理

· 支持工业机器人编程（例如：KUKA）

· 支持并为协作机器人编程（通过指示测量点进

行手动示教，将其保存为测量轨迹，然后进行试运

行以进行验证。成功验证后，测量路径可用于自动

测量）

· 以 PDF 文件形式生成质量控制报告

· 新的数据可视化功能⸺更改点云颜色、调整

云中显示点的大小，以及能够在点云和三角网格上

禁用纹理

新版SMARTTECH3Dmeasure在3D扫描和数

据处理领域树立了标杆，为广泛的专业应用提供了

更强的功能和更高的易用性。其满意的客户包括美

国国家航空航天局（NASA）、波音公司、汉莎航

空、奥伦石油公司、军队、克朗斯集团、计量检测

局以及众多教育机构。

图4 创建可打印的STL模型

自动化流程首先对置于转台上的物体进行扫描，

随后自动对齐各点云，并剔除噪声与重复数据，进而

生成一个具有预定密度的精准三角形网格。

在自动化的最后阶段，系统会填补网格中的任何

空缺，消除孔洞和缺失区域，确保模型完整并为3D

打印做好准备。因此，无论操作人员经验如何，他们

都能轻松生成可直接上传至3D打印系统的文件。

图5 3D打印系统文件

扫描对象所需的所有关键步骤，创建可打印的STL

模型。

2.数据可视化展示

SMARTTECH3Dmeasure的一项崭新特性在

于，在扫描进程中能够对3D扫描仪的测量体积进行

可视化呈现，使得用户可以查验被测量物体在该体

积内所处的位置。此项特性对于那些可能觉得难以

确定被扫描物体在测量空间内正确放置位置的新手

操作员而言，尤为实用。

3.对用户友好的操作界面

对用户友好的图形界面可助力用户完成3D扫描

及后处理的各个阶段，从而获取适用于3D打印、逆

向工程或质量控制的完美模型。

MACHINE VISION 2024/10

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短波红外线阵列相机

⸺超越可见光的感知之眼

一、引言

在科技迅速发展的今天，工业和智能制造领域

对光的感知能力正在不断扩展，从可见光到近红外

到短波红外。其中，短波红外线（SWIR）成像技

术无疑是一个引人瞩目的领域。与可见光相机相

比，基于InGaAs半导体的SWIR相机能够捕捉到人

眼无法感知的短波红外光谱，为工业检测、半导体

制造、遥感成像、光伏检测等诸多领域带来全新的

感知能力。

本文将从SWIR成像的基本原理、技术优势，

到博视像元SWIR相机的关键进展和典型应用场

景，为您全面解读这一独特的工业相机技术，希望

借此一窥SWIR相机的“魔力”，感受它为人类社

会带来的无限可能。

二、SWIR成像的基本原理

SWIR成像技术的核心在于InGaAs半导体材料。

相比硅基传感器，InGaAs对1000纳米到1700纳米的

短波红外光子具有出色的光电转换能力。当短波红外

光照射到InGaAs器件时，会激发材料内部的电子-空

穴对，产生可测量的电信号。与普通CMOS相机不

同，基于InGaAs的SWIR相机需要专门的模数转换电

路，将这些模拟电信号转换为数字图像信息。

InGaAs半导体的这种光电效应机理，与硅基传

感器利用可见光激发电子-空穴对的原理是类似的。

不同之处在于，InGaAs的禁带宽度较小，能够响应

更长波长的光子。这也就赋予了SWIR相机独特的

技术优势。

北京博视像元科技有限公司 杨军超

三、SWIR相机的技术优势

高灵敏度：InGaAs传感器的量子效率可达80%

以上，远高于硅基传感器的40%-60%。这使得

SWIR相机能在弱光条件下获得清晰的图像，为夜

视等应用提供了有力支撑。同时，SWIR相机还需

要采用低噪声、高增益的前端放大电路，进一步提

升信号质量。

图1 短波红外光谱图和博视像元2K SWIR线阵相机的量子效率图

·穿透力强：短波红外光具有较强的穿透能力，

可以透过大气中的烟尘、雾霾等污染物，乃至某些

非金属材料。这使SWIR相机能在恶劣环境下保持

良好的成像质量，在工业检测、遥感监测等领域大

有用武之地。

图2

Under visible light Under SWIR (1,550 nm)

48

PRODUCT&TEK 产品与技术

博视像元作为业内领先的工业相机研发和生产的

企业，一直致力于推动SWIR成像技术的发展。我们

拥有先进的制造工艺和成熟的系统集成技术，能够为

客户提供高性能、高可靠性的SWIR相机产品。

图3

SWIR图像 可见光图像

光谱分析：除了上述优势，SWIR成像还能够

用于材料成分识别、植被和水分监测等诸多领域，

为人类社会的各种需求提供创新性的感知手段。

图4

四、博视像元SWIR相机的主要应用场景

应用场景 工艺制程 精

度 检测精度 检测种类 红外波段

半导体

晶圆表面

缺陷检测

1. 抛光后

（CMP后）

2. 薄膜沉积后

3. 刻蚀后

纳米

能检测直径

100nm及

以上的

表面缺陷

1. 划痕检测

2. 颗粒污染检测

3. 平整度检测

4. 边缘缺陷检测

900-1700nm

(SWIR)

半导

体晶圆

图案检测

1. 光刻后

（显影后）

2. 刻蚀后

纳米

能检测50nm

及以上的

图案缺陷

1. 图案对准检测

2. 线宽检测

3. 短路/开路检测

4. 残余光刻胶检测

900-1700nm

(SWIR)

半导体封装

内部缺陷检测 1. 封装完成后 微米

能检测直径

10μm及以上的

内部缺陷

1. 内部空洞检测

2. 裂纹检测

3. 分层检测

4. 异物检测

1200-2500nm

(扩展SWIR)

半导体

热点检测

1. 芯片封装后

2. 系统集成后 微米

能检测20μm x

20μm

区域的0.1°C

温差变化

1. 热点定位

2. 温度异常检测

3. 热梯度分析

3000-

5000nm

(MWIR)

光伏电池

微裂纹检测

1. 电池片制造后

2. 层压前 微米

能检测宽度

2μm及以上的

微裂纹

1. 表面微裂纹检测

2. 内部微裂纹检测

3. 应力诱导裂纹检测

1000-1700nm

(SWIR)

光伏电池电极

质量检测

1. 丝网印刷后

2. 烧结后 微米

能检测5μm

及以上的

电极缺陷

1. 电极连续性检测

2. 焊接质量检测

3. 电极宽度检测

4. 电极对准检测

900-1400nm

(NIR/SWIR)

五、SWIR相机的技术发展

随着半导体工艺的不断进步，基于InGaAs的

SWIR相机正在朝着更高分辨率、更高帧率的方向

不断发展。目前，博视像元采用先进CMOS工艺制

造的InGaAs传感器，线阵已经可以实现2048、面

阵InGaAs相机达到500万的高分辨率成像。这些技

术水平不仅大幅提升了SWIR相机的成像质量，更

为其在诸多应用场景中发挥重要作用奠定了基础。

图5 博视像元2K SWIR线阵相机

博视像元2K SWIR线阵相机凭借其卓越的成像

性能脱颖而出，搭载最新一代铟镓砷（InGaAs）传

感器，实现了12.5um像素尺寸与2048像素的超高分

辨率，覆盖950nm-1700nm波段，成为市场上首屈

一指的2K分辨率短波红外相机，能够精准捕捉亚微

米级细节，为纳米级半导体器件及先进材料的非破

坏性检测提供了得力助手。该相机在1100nm至

1550nm波段间展现出突破性的量子效率，高达80%

以上，显著增强了微弱信号探测能力与信噪比，确

保低光照条件下仍能获得高对比度、低噪声图像，

对半导体晶圆缺陷检测及光伏电池量子效率测量尤

为重要。此外，其40kHz的超高行频图像采集速

度，能捕捉瞬态现象，为材料科学与热力学研究开

辟新视野。相机还采用先进的热管理设计，结合高

效热电制冷（TEC）技术与无风扇设计，实现了卓

越的暗电流抑制、温度稳定性，确保了在半导体洁

净室环境中的适用性，同时减少了机械振动，提升

了成像稳定性与精确度。最后，紧凑型的

60×60mm光机设计，依托精密光学与先进封装技

术，使得这款高性能相机易于集成至现有生产和研

究设备中，如晶圆检测系统或材料分析仪器，展现

出极高的灵活性与实用性。

SWIR相机作为一种超越可见光的感知利器，

在工业检测、半导体制造、遥感成像、光伏检测等

领域发挥着越来越重要的作用。随着技术的不断进

步，SWIR相机必将在更多领域得到应用，为人类

社会带来更多变革性的应用。

MACHINE VISION 2024/10

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一、背景介绍

在全球经济转型与科技飞跃的背景下，创新驱

动引领着众多国家和地区的经济发展，其中信息技

术及人工智能扮演了核心角色。伴随“德国工业

4.0”与“中国制造2025”战略的推进，工业视觉检

测作为智能制造升级的关键，其重要性日益凸显。

在“政策扶持+市场需求+国产替代”的多重推动

下，机器视觉行业迈入发展新篇章。

作为国家级专精特新重点小巨人企业，华汉伟

业自2015年成立以来，以技术驱动为主的模式，聚

焦工业视觉检测过程中的痛难点，重点面向视觉检

测五大应用场景：定位、测量、识别、表面质量分

析、视觉引导，突破三大关键技术：光学成像技

术、工业图像分析技术、机器人视觉伺服技术。以

突破关键技术为主，带动行业转型升级，以点带

面，加快推动制造业高质量发展。

二、创新点串珠成链，助力智能制造加速跑

在自动化生产检测过程中的，检测结果容易受

到多种因素的影响，例如检测环境、检测物材质，

尺寸、规整度等，从3C和锂电行业对比来看，3C的

检测工件比较小，且很多异形工件，因此对检测过

程中的成像、反光、对比度提出了更高的要求；而

锂电行业的物体形状更规则，要求也相对较低一

些，因此关键技术的突破和研究上面，公司的创新

点就更需要有针对性和建设性。

创新点1 实现凹凸物体、高反光物体、透明材

质、低对比度物体的清晰成像

高速高精度工业视觉检测与

柔性控制系统关键技术

深圳市华汉伟业科技有限公司 张冉

在面向关键制造工艺节点及多样化产品形状结

构、表面泽反光等多样化的质检环境，华汉伟业创

新了复杂外形产品表面的2D图像采集和快速精准成

像技术，实现凹凸物体、高反光物体、透明材质、

低对比度物体的清晰成像。

除此之外，华汉伟业还创新了多光谱光源控

制、多光谱图像合成的成像技术，建立了适用于朗

伯体和非朗伯体一般特性的非标定图像融合模型，

对阴影、环境光和方向光统一建模，实现了对阴影

的低强度灰度分布、漫反射的平滑性与二义性、高

反光区的集中分布性综合量化分析，而且，还建立

偏振多图像形状和纹理估计模型，实现多图像融合。

创新点2 实现了复杂场景下多类别材质的高速

高精度成像

针对条纹结构光成像系统在应对半透明、高反

光、透明、镜面材质时难以重建成像的行业痛点，

华汉伟业创新了高鲁棒性投影图案及编解码算法、

多阶段HDR融合算法、重建结果图像增强算法、统

一PMP相位轮廓成像系统与PMD相位偏折成像系统

等关键技术，实现了复杂场景下的多类别材质的高

速高精度成像。

华汉伟业在高稳定性与强鲁棒性的条纹投影图

案和相应编解码算法创新的基础上，设计了面向全

流程的提升图像完整性算法框架，从图像采集阶

段、三维重建阶段和高度图像后处理阶段进行了图

像完整性算法设计，解决了结果图像像素丢失或像

素异常噪声的问题，提升了重建质量。

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PRODUCT&TEK 产品与技术