VisionChina 展览会指定宣传媒体 2023/05 AI 赋能 3D 检测， 扫一扫，关注 加速机器视觉工业化落地 机器视觉专业委员会 -访大帧科技（苏州）有限公司创始人\&董事长 王棠猛 官方微信 仰望星空，让目光所及更长远 -访北京伟景智能科技有限公司创始人\&CEO 董霄剑 液体透镜为显微镜开辟了新的前景 MEGA AI ® 助力半导体良率提升

卷首语 在逆全球化的背景下强势生长 转眼，又是一年的北京会议了！ 可就是这一转眼间，过去了整整3年，这是疫情的3 年，这是行业同仁苦熬加苦干的3年，这是联盟 翘首以盼的3年。 艰难的疫情3年终于过去了。年初以来，我国各项经济数据表现亮眼，其中政府全年增长目标为 5%，第一季度在困难重重中实现了4.5%增长，IMF（国际货币基金组织）预测我国全年经济增长为 5.2%，高于全球主要经济体，成为世界经济恢复发展的重要引擎。 良好的开局振奋了人心，鼓舞了全世界经济社会发展的信心。但所有美好不是所有人的期盼，在这 场世界百年未有之大变局中，我们面临的外部形势异常严峻，尤其是全球独大的美国逆全球化战略，不 但不愿意看到中国的强大，完全忽略过去10年中国对世界经济增长的平均贡献率超过30%的事实，把矛 头彻底对准中国，霸道地将全球产业链强行切碎，全方位与中国脱钩，全力阻止世界第二大经济体追赶 的步伐。 对外部环境变化最为敏感的莫过于市场。美国的霸凌和逆全球化战略给世界经济带来一场灾难，我 们的行业企业同样受到打压和牵制，有的甚至被美国政府点名列入负面清单公司。这样的形势还在进一 步加剧，以美国为首的敌对国家对我们的崛起更会变本加厉地进行打压。 对于这样的现实，我们要有清醒的认识，没有单纯的离开政治的经济。国家的强大才是我们发展壮 大的基石和依靠，在当前全世界和平力量不断壮大的形势下，我国的国际地位和发挥的作用更为明显。 同时，全球化的力量并没有从根本上改变，全球化的发展趋势依然不可阻挡，这是历史发展滚滚向前的 不变规律，为我们走出困局取得新突破指明了方向，奠定了重要基础。 机器视觉行业是一个智能制造的细分领域，但我们的地位作用在整个中高端产业链中举足轻重，我 们的创新发展既是对手打压的重要目标，同时又是我们自身发展的本钱，正如逆水行舟不进则退，唯有 鼓起勇气大胆闯大胆试，在立足自身基础的条件下，找准发展定位，拓宽发展思路，广泛对接和开拓上 下游产业链，全面理顺市场和行业内外关系，进一步树立行业整体观和大局观，我们的行业和所有企业 将在逆全球化的背景下不断取得新的成绩。 联盟始终坚持以行业企业为中心，不断开拓进取，奋发作为，在今年3月成功举办成都机器视觉技术 及工业应用研讨会后，于5月召开VisionChina北京展览会，6月带领行业企业走出国门，积极参加在德国 慕尼黑举办的automatica机器人与自动化展、LASER光电展览会，大力开拓市场。7月和10月将全力举办 VisionChina上海、深圳展览会，以全新的面貌和全面的服务展示中国机器视觉行业的新成果新发展！ 于晓娟 2023年5月6日

CATALOGUE 目录 P10 NEWS P32 CHARACTER INTERVIEW 行业新闻 人物专访 10/ Robert Franz 就任 Allied Vision CEO，将持续引领机器视觉成 32/ 仰望星空，让目光所及更长远 像领域的最新技术和产品 ——访北京伟景智能科技有限公司 创始人 \&CEO 董霄剑 10/ 超恩宣布与 e-con Systems 合作，以强化和加速新世代机器视觉应用 11/ 安森美最新发布 800 万像素图像传感器 35/ 探索本土服务模式，深度融入中国市场 11/ 大恒图像首发金星 VE2S-U3 系列板级相机 ——访 JAI 12/ 海康机器人与马来西亚大型处方药局 Alpro Pharmacy 大专药剂 中国区总经理代苏琴 达成战略合作 39/ 博采众长，为客户提供高性价比视觉解 12/ 开异智能推出螺纹图像检测用的大型 AI 模型库 OA-1 决方案 13/ Prophesee 携手高通，优化 Prophesee Metavision® 事件视觉传感器 ——访北京志强视觉科技发展有限公司 13/ 深视智能完成数亿元 C 轮融资 商务总监武强 14/ 三是科技入选 2022 年成渝地区工业互联网及智能制造资源池服务 P42 SPECIAL REPORT 商名单 特别策划 14/ 威格勒 ShapeDrive G4 型 3D 传感器，5 月起在中国市场正式发售 15/ 思特威推出全新高端超星光级大靶面 8MP 图像传感器 SC880SL 42/ 2023 首战告捷 15/ 德国西克 SICK 新品 CSS 高性能颜色传感器上市 ——成都机器视觉及工业应用研讨会圆满举办 16/ 研华科技推出全新 UNO-100\&300 系列智能边缘计算平台 16/ 拓疆者与日本行业伙伴签署战略合作，打开矿山、港口、废料处理等 P44 PRODUCT\&TEK 产品与技术 应用市场 44/ 埃科光电 TTS604MCXP-6M/C P17 EXPERT REVIEW ——超分辨率像素位移相机探索之路 专家综述 46/ 摄像头、镜头和照明完整的集成控制视觉解决方案 17/ MEGA AI® 助力半导体良率提升 49/ 光虎光学远心系列产品 22/ 液体透镜为显微镜开辟了新的前景 ——助力视觉检测系统“准”与“稳” 51/ 3D 激光轮廓传感器助力工业高精度测量 P28 COVER STORY 54/ 如何克服边缘视觉的带宽限制 封面故事 56/ 可高速自动变焦的液体透镜 28/ AI 赋能 3D 检测，加速机器视觉工业化落地 ——轻松应对景深迅速大范围变化需求 ——访大帧科技（苏州）有限公司 57/ APO 激光自动对焦模组 创始人 \& 董事长 王棠猛 8

MACHINE VISION 2023/05 59/ 自研第三代万兆网图像采集卡让万兆网替代 CameraLink 主管单位 Competent Authority 61/ Precitec 产品组合再添新成员 机器视觉产业联盟 Machine Vision Industry Union of ZGC (CMVU) ——Enovasense 点传感器 63/ 线扫条纹光源与光度立体算法的结合 主办单位 Sponsor 《机器视觉》杂志社 ——特点与优势分析 Machine Vision Magazine 65/ “机器视觉 +AI 深度学习”赋能制造产业以创新驱动制造 指导单位 Instructed by 生产数智化转型升级 全国光电测量标准化技术委员会（SAC/TC 487） 67/ TOF 相机 HDR 功能可有效改善复杂场景中物体测量的精度 National Technical Committee 487 on Opto-electronic Measurement 69/ 高性能、高集成、高品质源于嵌入式计算机图像采集与处理 of Standardization Administration of China 杭州照相机机械研究所有限公司 技术 Hangzhou Photographic Machinery Research Institute Co.,LTD. 71/ 10~100GIGE 视觉的优势 74/ 光学模组 主编 Editor in chief 韦穗 Wei Sui ——结合成像和光学领域的最新创新成果 执行主编 Editor in Chief P78 CASE 于晓娟 Yu Xiaojuan 应用案例 编辑部 Editing Department 78/ 比邻智能光伏组件追溯读码解决方案 尹超 Yin Chao、 徐晓丹 Xu Xiaodan、周晓旭 Zhou Xiaoxu 81/ 大族视觉新能源行业应用案例 安卓 An Zhuo、何青 He Qing、雷国良 Lei Guoliang 84/ 华睿科技读码器助力锂电行业全工序读码追溯 曹玉辰 Cao Yuchen 、霍云 Huo Yun、马晓璐 Ma Xiaolu 86/ 硅片分选机视觉检测应用：提升品质，助力光伏行业发展 周轩 Zhou Xuan 88/ 数之联追光 AI-AOI 助力解决海尔 PCBA 传统 AOI 核心痛点 90/ 探寻未来汽车制造的智慧之光，斯睿特机器视觉引领焊缝品质提升 美编设计 Art Designer 91/ 图漾低代码 RVS® 机器视觉开发平台，推进手眼协同规模化落地 邹恩壮 Zou Enzhuang 94/ 全自动检测喷漆部件 : 提升质量保证水平 96/ 特种镜头在缺陷检测中的应用 编委 Editorial Board member （按拼音字母顺序排列） 99/ Allied Vision 相机提供镜头主动对准技术，助力医疗成像设 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、 备实现精准成像 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) 9

NEWS 行业新闻 Robert Franz 就任 Allied Vision CEO，将持续引领机器视觉成像领域的最新技术和产品 近日，Allied Vision 母公司 TKH 集团任命 Robert Franz TKH 集 团 董 事 长 兼 CEO Alexander van der Lof 表 示：“Robert Franz 为 Allied Vision Technologies GmbH 新 任 CEO。与 此 是一位同时在战略、销售和产品管理方面具有丰厚资历的优秀候选人。在 同时，他还兼任 TKH 视觉集团旗下德国 2D Vision Robert Franz 先生的领导下，相信 Allied Vision 将拥有更加光明的前景。 公 司 的 CEO。Robert Franz 先 生 上 任 后，Allied Allied Vision 将持续引领机器视觉成像领域的最新技术和产品，并致力于 Vision 管理董事会和 German 2D Vision 集团管理 为本地客户提供最优质的服务。” 层都得到了加强，拥有了一位在战略、销售、营销 和产品管理有丰富经验的强力领导。Robert Franz 先生在乌得勒支 (NL) TIAS 商学院学习法律并获得 工 商 管 理 硕 士 学 位 (MBA)。 曾 先 后 运 营 霍 尼 韦 尔 全球光学传感业务、主管 Rittal 美洲区，以及担任 Datalogic S.p.A. 全球销售和营销高级副总裁。他的 加入为公司注入了多家自动化背景及视觉行业公司丰 富的从业经验。 “很荣幸得到 TKH 集团的信任和任命。”Franz 表示： “我非常期待与这支优秀的团队合作，共同开发公司 的产品和引领发展战略，携手壮大公司业务”。 超恩宣布与 e-con Systems 合作，以强化和加速新世代机器视觉应用 超恩股份有限公司近日宣布与 AI 视觉解决方案供应 e-con Systems 工控应用产品主管 Gomathi Sankar 表示：“我们以提供先进 商 e-con Systems 合作。超恩 EAC 系列采用 NVIDIA 的视觉解决方案为使命，协助客户能缩短产品上市时间。我们与超恩愿景相当 Jetson 平台，配置高速的感测器介面，整合最多达 8 一致，因此将我们的 GMSL 感测器整合在超恩 EAC 系列产品，提供开发人员 个 GMSL 感测器。透过此次策略性合作，以强化和加 透过这些感测测器收集周边环境资料，快速实现机器视觉等相关应用的部署。” 速新世代机器视觉应用。 随着高阶影像显示应用的需求日益增加，透过 GMSL (Gigabit Multimedia 超 恩 EAC 系 列 采 高 效 运 算 设 计， 提 供 多 元 尺 寸 与 Serial Link) 技术可提供先进的传感功能，满足功能安全的要求，超恩与 NVIDIA Jetson 平 台， 可 满 足 全 方 面 的 AI 边 缘 运 e-con Systems 合作的 EAC 系列适用于机器视觉、车载应用、机器人控制 算 解 决 方 案 需 求。 EAC-5000、EAC-3000 及 EAC- 与即时影像析等应用。 2000 分 别 搭 载 NVIDIA Jetson AGX Orin、Jetson Xavier 与 Jetson Xavier NX 模 组。 超 恩 EAC 系 列 最高可支持 275 TOPS 运算，提供边缘端 AI 应用无 与伦比的运算效能。 超 恩 产 品 经 理 潘 佳 琳 表 示：“ 超 恩 很 荣 幸 有 机 会 与 e-con Systems 建立双赢的伙伴关系，超恩 EAC 系统 已配置 e-con Systems 的 GMSL 感测器，期许透过这 次合作，将可协助我们的全球合作伙伴，实现新世代 机器视觉的相关应用。” 10

MACHINE VISION 2023/05 安森美最新发布 800 万像素图像传感器 近 日， 安 森 美 宣 布 推 出 一 款 创 新 的 图 像 传 感 器 ——AR0822。 该器件的嵌入式高动态范围（eHDRTM）功能和优化的近红外 （NIR）响应对于照明条件恶劣的应用至关重要，如安防监控、 随身摄像机、门铃摄像头和机器人。该传感器的低功耗架构和运 动唤醒功能旨在大幅降低系统功耗。 AR0822 是 800 万像素（MP）的堆叠式 1/1.8 英寸（对角线 8.81 毫米）背照式（BSI）CMOS 数字图像传感器，基于 2.0µm 像素。 它具有 3840(H)× 2160(V) 的有效像素阵列，能够以 60 帧 / 秒 （fps）拍摄 4K 视频，以线性或 eHDRTM 模式（120dB）捕获 图像，采用卷帘快门读出。 安 森 美 高 级 副 总 裁 兼 智 能 感 知 部 总 经 理 Ross Jatou 表 示： AR0822 实现卓越的图像质量同时优化功耗 “AR0822 在低光照条件下实现领先业界的性能，同时使客户能 够以更低的系统功耗和成本实现所需的 120dB eHDRTM。这种 组合给了我们的客户强有力的支持，去满足市场对更先进的成像 与节能方案和更长的电池使用寿命的需求。” AR0822 以运动唤醒等专用功能优化了系统功耗，大多数摄像 和像素合并（binning）/ 开窗输出（windowing）等精密的摄 机在待机时以较低的功耗模式运行，并在检测到运动时恢复正 像功能。该器件针对恶劣环境而设计，工作温度范围 -30­°C 到 常运行，以节省电力。AR0822 还具备增强的近红外灵敏度， 85­°C（结温）。 大恒图像首发金星 VE2S-U3 系列板级相机 2023 年 4 月，大恒图像金星 VE2S-U3 系列正式发布。VE2S-U3 快速、可靠，充分提高了相机外接设备控制方案的拓展性。集结 系列包括一体式和分体式两种机型。一体式满足有限空间、低 构灵巧、低重量、低功耗以及低发热量等优点于一身，让大恒图 功 耗、 低 重 量 需 求。 相 机 采 用 CMOS 感 光 芯 片， 遵 循 USB3 像金星系列板级相机在生命科学、手持扫描设备、医疗行业、工 Vision 标准，使用 FPC 软排线代替传统 U3 线缆与主机端通信， 业自动化、半导体等领域有着突出表现。 配合嵌入式板卡，有利于提高整套视觉系统的集成度。 而 VE2S-301-125U3M/C-S J150 作 为 分 体 式 设 计 的 相 机， 采 用 采集板 +FPC 软线 + 成像板的模块化设计方案，相较于一体式相 机使用灵活度进一步提升，安装方式更加多样。两款相机都可以 通过选配转接板连接传统 U3 线缆，除了适配嵌入式方案外，也 可广泛应用于常规的 PC 视觉方案。 此次发布的金星 VE2S-U3 系列所有型号均包括 Burst 功能，该 功能可以将相机的瞬时帧率提升至 150fps，大幅提升了相机的 采集效率。这对于数据传输要求及帧率要求严苛的用户是不错的 选择。相机提供 UART 串行通信接口，使数据传输更加简单、 11

NEWS 行业新闻 海康机器人与马来西亚大型处方药局 Alpro Pharmacy 大专药剂达成战略合作 2023 年 3 月 29 日，海康机器人与大专药剂在马来西 亚举行战略合作签约仪式，大专药剂的总裁刘瑞祥药 师，智能溯源执行董事戴伟发，海康机器人 CEO 贾 永华，副总裁吴永海，副总裁、国际营销部总经理冯 理博等出席签约仪式。 面向全球的移动机器人产品及解决方案提供商海康机 器人 (HIKROBOT) 宣布与马来西亚大型连锁处方药局 大专药剂 (Alpro Pharmacy) 达成战略合作，共同引 入智能物流系统及解决方案，预计将提高 3 倍物流效 率，为消费者提供更高品质高时效的医药产品和服务。 在未来的合作项目中，海康机器人将为大专药剂提供 海康机器人 CEO 贾永华表示：“我们很荣幸能和马来西亚大型药局合作，期 高品质 AMR 移动机器人和 iWMS 智能仓储管理系统， 望海康机器人能与大专药剂携手，共同提升马来西亚乃至全球医药行业的 帮助大专药剂更好地管理其药品库存和物流，实现精 仓储管理水平，加速推进医药行业智能化转型。” 细化管理，提升人工作业的准确性，进一步助力客户 提高物流效率和质量。 双方作为细分行业的领跑者，海康机器人在医药仓储智能化、智慧物流、 药品管控等方面与大专药剂有广泛的共同理解和协同创新能力，且与大专 大专药剂总裁刘瑞祥药师表示：“我们很高兴能与海康 药剂以人为本，秉持药物安全的经营理念高度契合，让医药专业人士将更 机器人合作，利用他们的技术和专业知识来提高我们 多的时间用于提升服务品质，为大专药剂的客户们提供更专业以及更好的 的物流效率。这项合作将为我们的客户提供更快速、 医药服务。 更安全以及更专业的药剂服务。” 开异智能推出螺纹图像检测用的大型 AI 模型库 OA-1 开异智能 (Openex) 近期最新推出的大型螺纹图像预 训练模型库，可以很好的解决各类表面防腐处理的螺 纹紧固件的缺陷检测难题。 螺栓、螺钉、螺丝、螺杆、螺柱等螺纹联接件在工业 防腐处理，规格在 M6-M12 的螺纹缺陷，但是其他更多的规格，更多的防 设备设施中无处不在，其螺纹质量靠人眼检测早已不 腐处理类型，颜色，也有检测可能。开异智能是行业内少数拥有 AI 自研能 现实，不经济，甚至不可行。有了机器视觉检测，但 力的公司之一。通过深度学习算法和基于基于规则的传统算法，已能较好 如果没有 AI 预训练模型库，仍然困难重重，要针对 解决螺纹联接件制造企业的绝大部分检测需求。 具体零件采集大量缺陷样本，再定制化训练模型，所 耗费时间和精力足以让人望而却步。公司根据过去 5 年积淀的工作案例，另外集腋成裘地收集大量的系列 化螺纹联接件外螺纹产品进行图像采集，运用深度学 习算法预训练出 AI 模型库。 该模型库已经可以覆盖大部分常见规格（M6-M12）， 常见表面处理类型的产品，暂时适用于检测最常见的 12

MACHINE VISION 2023/05 Prophesee 携手高通，优化 Prophesee Metavision® 事件视觉传感器 日 前， 世 界 移 动 通 信 大 会（MWC2023） 期 间， Prophesee 正在开发一个开发套件，以支持搭载骁龙平台的下一代设备 Prophesee 宣布了与高通的最新合作，双方将合作优化 集成 Metavision 传感器技术。 Prophesee Metavision® 事件视觉传感器与高通骁龙移 动平台的深度融合，为智能手机提供神经拟态视觉技术 传感器设计师 Prophesee 与高通携手优化 Prophesee Metavision® 神经 在速度、性能和成像质量方面的优势。 拟态事件视觉传感技术与骁龙移动平台的深度融合，助力手机影像质量 实现新的突破，让一切成为可能。 Prophesee 与 高 通 携 手 合 作， 为 下 一 代 智 能 手 机 引 入「 基 于 事 件 的 」Metavision 技 术。 简 单 来 说， Prophesee 传 感 器 专 注 于 追 踪 运 动， 与 传 统 图 像 传 感器结合使用，可以将模糊的照片变成清晰的摄影杰 作。Prophesee Metavision® 事件视觉传感器受人眼视 觉原理启发，能够修复由传统图像传感器造成的运动 模糊及其他图像质量问题，特别是在高动态场景和低 光照环境下，让手机影像更接近真实体验。通过同步 Prophesee Metavision® 事件传感器和传统图像传感器 的数据，手机摄影可以实现高性能的图像去模糊。此外， 深视智能完成数亿元 C 轮融资 近日，机器视觉传感器研发商深视智能完成数亿元 C 轮 融资，本轮融资由国投招商管理的先进制造基金领投， 高瓴创投追投。此前，深视智能曾于 2022 年完成由高 瓴创投、经纬创投联合领投的数亿元 B+ 轮融资。 深视智能以 3D 工业传感器为切入点，推出了线激光、 点激光、点光谱等产品，并于 2022 年发布高速相机和 纠偏传感器。其中终端已覆盖国内外消费电子、锂电、 光伏等行业各龙头企业品牌。 公司致力于工业相机领域技术创新，通过对产业 know-how 的大量积累、 以及对机器视觉、光学成像、FPGA、高速硬件处理及存储、精密测量 等核心技术的不断突破，其产品在测量精度、速度、范围等专业数据范 畴均取得了领先于同行的突破性进展，填补了国内众多高端工业传感器 的空白。如今，其凭借专业的综合性研发平台、成熟的生产品控体系、 高质量的本地化服务，已成功打破国外垄断，批量导入国内外消费电子、 锂电、光伏等行业的头部企业，并陆续赋能半导体、面板、汽车、轨交、 食品等行业。 13

NEWS 行业新闻 三是科技入选 2022 年成渝地区工业互联网及智能制造资源池服务商名单 近日，重庆市经济和信息化委员会和四川省经济和信息化厅联合 医药包装、军工、白色家电、食品饮料、3C 电子等行业实现智 发布公告，确定 235 家单位入选 2022 年成渝地区工业互联网及 能制造升级的重大突破和应用，实现“HMSF（异类互补多传感 智能制造服务商资源池。其中，成都三是科技有限公司凭借自主 器 融 合 Heterogeneous complementary multisensor fusion） 研发的“智能制造工业 AI 控制系统、外观缺陷检测装备、3D 共 机器人 +”赋能制造行业 。 面测量装备”，成功入选“人工智能集成服务”方向。 本次入选代表着三是科技在智能制造服务产业发展中做出的贡献 三是科技很早便开始将机器视觉技术深度应用于各类智能制造应 得到高度认可。当前，川渝两地正大力推进成渝地区双城经济圈 用场景，致力于通过人工智能技术为工业制造业细分行业提供整 建设，三是科技将发挥自身优势，深化与川渝企业的沟通合作， 体解决方案和服务，打造行业标杆项目。公司率先在玻璃容器、 为工业智能化发展提供助力。 威格勒 ShapeDrive G4 型 3D 传感器，5 月起在中国市场正式发售！ 威 格 勒 在 2022 年 10 月 发 布 了 其 全 新 的 3D 传 感 器 产 品 ShapeDrive G4, 这 使 得 威 格 勒 的 机 器 视 觉 产 品 线 从 现 有 的 1D/2D, 2D/3D 两大种类拓展到了第三大种类。备受关注的 3D 传感器产品一经发布，受到了市场的强烈关注。如今，中国市场 的好消息传来，从 5 月起，威格勒 ShapeDrive G4 型 3D 传感器 将正式发售。 ShapeDrive G4 型 3D 传 感 器 两 大 产 品：MLAS 3D 传 感 器 和 ShapeDrive G4 —— Excellence in Shape MLBS 3D 传感器。MLAS 系列适合测量小的体积，以其极高的 精度而令人信服。该系列型号的传感器分辨率为 5 或 12MP。因此， 威格勒 ShapeDrive G4 型 3D 传感器在分辨率和测量速度方面属 即使极小的结构也能精确地分辨。高品质的光学系统可以确保对 于高性能传感器，是 3D 机器视觉传感器的先驱。它将数据处理 比度高的照明和条纹投影。MLBS 系列采用对称结构，能够更好 整合至 3D 点云和速度高达 10 Gbps 的快速以太网接口，用户可 地照亮和检测大型物体。由于采用高性能照明系统，3D 传感器 在最短时间内获得 3D 点云并进行进一步处理。 只需很短的曝光时间。 由 于 采 用 巧 妙 的 芯 片 多 处 理 器 系 统（MPSoC） 技 术， ShapeDrive G4 系列的 3D 传感器具有多种高性能特点，所有这 些都在极小的空间内实现。 ShapeDrive G4 型 3D 机器视觉传感器的测量原理基于三角测量 和结构光。通过照明系统将多个图案投射到物体上，同时使用一 个照相机对其进行同步检测。使用复杂的算法，根据不同的拍摄 图像计算三维点云。ShapeDrive G4 系列的 3D 传感器也称为快 照传感器，它具有不同的测量范围和测量体积，可以始终选择适 合应用的传感器。 14

MACHINE VISION 2023/05 思特威推出全新高端超星光级大靶面 8MP 图像传感器 SC880SL 近日，技术先进的 CMOS 图像传感器供应商思特威（SmartSens），正式推出面 光度。同时，SC880SL 搭载了思特威先进的近 向高端智能安防应用的 StarLight (SL) Series 超星光级系列大靶面 8MP 图像传感 红外感度 NIR+ 技术，即使在超低照环境中也能 器新品——SC880SL。 实现出色的夜视成像性能。此外，在思特威创 新工艺以及超低噪声外围读取电路等优势技术 新品基于思特威全性能升级的 SmartClarity®-2 技术与创新的 SFCPixel® 专利技 的加持下，产品的高温成像性能也得以极大的 术打造，在 BSI 工艺基础上采用 1/1.2\" 大靶面设计，单位像素的感光面积更大， 提升，力求以卓越成像品质赋能 4K 高端智能安 在暗光环境下可呈现出亮度更高和细节更清晰的影像画面 , 大幅提升了产品的感 防应用。 CIS 在 高温 应用 场 景中 的成 像 性能，SC880SL 通过工艺的升级与优化，将用于 CT 刻蚀的阻挡 层 SiN 由传统材质升级为高应力 SiN 膜质，极 大的改善了产品在高温下的成像品质。同时通 过思特威的超低噪声外围读取电路技术，大幅 抑制了暗电流与白点的产生。与前代技术产品 相 比，SC880SL 的 暗 电 流 降 低 了 35%，DSNU 大幅降低了 50%，令摄像头即使在高温环境中 也能输出优质的影像画面。此外，SC880SL 还 可支持动态行交叠 HDR(Staggered HDR) 影像 输出，动态范围可提升至 100dB 以上。 德国西克 SICK 新品 CSS 高性能颜色传感器上市 近日，德国西克 SICK 新品 CSS 高性能颜色传感器上市，为贴合日益变化的检测 颜色识别模式 (C 模式和 C+I 模式 ), 可以轻松解 需求，对于更长检测距离，更多颜色检测，更复杂的检测材料，更智能化等等要 决检测物波动较大的颜色识别应用，或需要区 求而研发。 分轻微颜色差异的应用。 CSS 高 分 辨 版 本 提 供 两 个 检 测 距 离， 分 别 是 50mm~150mm 和 50mm 本产品可应用于众多行业： ~500mm，做到真正意义的远距离检测颜色。传感器可以存储 24 个颜色检测， 并通过 IO-LINK 信号传输出来。而 4 个开关量输出的 CSS 则可以通过开关量编 1. 颜色识别（质量控制）：检查物体（如布料、 码方式，直接检测识别多达 15 种颜色，做到真正的单传感器多颜色检测。通过 印刷品等）的颜色或者结构是否符合规格。（汽 车行业、机械制造行业、快消品行业） 2. 标记 / 物体定位：检测颜色标记、标签或者 拼接口等。（包装行业、电子行业） 3. 物体分拣 / 区分：快速分类不同颜色的物体， 如：零部件 （汽车行业 、机械制造行业）；瓶 子封口（快消品行业、医药行业）；纺纱纱锭（机 械制造行业） 4. 与颜色相关的应用：例如木材加工等。 15

NEWS 行业新闻 研华科技推出全新 UNO-100\&300 系列智能边缘计算平台 研华科技近日发布了三款边缘计算平台 （200x140x120mm）比上一代小 50%，能够在空间有限的恶劣工业环境中轻松安装。 UNO-127、UNO-148 和 UNO-348。 研 华 还配备了研华的 iBMC 技术，用于远程带外（OOB）电源管理，旨在减少系统停机 新 发 布 的 UNO-100\&300 系 列 是 模 块 化 智 时间和运营成本。该产品重点应用场景是在结合机器视觉的边缘计算需求领域，如 能边缘计算平台，搭载最新的英特尔高性能 半导体加工检测设备、汽车动力电池加工生产线设备等视觉检测应用。研华 UNO- 处理器，主要融合了人工智能技术，被广泛 348 通过将运动控制卡片或者软逻辑运动控制核心与视觉处理软件整合，在一个系 应用于诸如视觉检测等场景中。 统中完成产线加工制造与视觉定位检测，让生产设备的加工效率与精度进一步提高。 UNO-100\&300 系列设计坚固耐用，具有抗 冲击、抗振动和宽温工作温度的特点，内置 TPM 2.0 模块。该系列产品的模块化设计使 这些控制器能够灵活部署，并具有多种可选 扩展接口，简化了部署和维护，同时提供了 经济高效的升级方式，使 UNO-100\&300 系 列边缘计算平台成为实现智能工厂操作的理 想解决方案。 UNO-348，其主打定位是高性能边缘计算 平台，体积小而强大，采用了十代桌面处 理器，最高 10 核 20 线程。该产品的体积 拓疆者与日本行业伙伴签署战略合作，打开矿山、港口、废料处理等应用市场 近日，拓疆者与日本住友商事株式会社和株 疆者还在不断升级迭代。希望这样的产品能越来越多进入日本，非常高兴能与拓疆 式会社大林组签署三方战略合作协议。住友 者一起打开日本甚至更多的国际市场！” 商事株式会社是世界 500 强企业之一，也 是日本三大经济集团之一住友集团的主要成 今年起，拓疆者的远程智控产品将在日本进一步打开矿山、港口、废料处理等市场 员。株式会社大林组是日本五大建筑商之一， 的应用。 其共有 120 余个集团子公司，在 10 余个国 家设有超过 20 个海外办事处。 从 2020 年开始，拓疆者与住友商事株式会 社及株式会社大林组就工程机械远程智控进 行了多次联合测试。在全方位验证和精细测 评之下，拓疆者的工程机械远程智控软硬件 产品得到了高度评价：“过去三年，我们见 证了拓疆者的发展与成长。经过我们的测试 和对比，不论是产品的安装便捷性，界面的 易用性，以及 AI 辅助功能的实用性，拓疆 者的远程智控产品在日本都具备极高竞争 力！”“这次到访，我们也很惊喜地见到拓 16

MACHINE VISION 2023/05 MEGA AI® 助力半导体良率提升 镁伽科技 孙新 摘要：MEGA AI® 助力半导体良率提升，自研全自动 晶圆 AOI 设备，融合了大视场高速飞拍成像技术、实 时跟随聚焦技术和新一代视觉与 AI 融合算法技术，有 效解决传统图像算法的缺陷检测误判率高、AI 算法换 型速度慢、缺陷样本收集困难等行业难题。 关键词：InteVega AI 视觉平台；晶圆 AOI；AI 算法； 半导体检测设备 17

EXPERT REVIEW 专家综述 一、国产晶圆检测的市场机会 另一家 C 公司晶圆 AOI 设备主要用于划片前的封装 段、以及封装前的晶圆检测，业务包括 56% 的先进 全球半导体检测和量测设备市场规模高速增长，根 封装量测、20% 的 CMOS 传感器检测、20% 的常规 据 VSLI Research 的统计，2016 年至 2020 年全球 2D 检测应用，具备极强的市场竞争力，设备单值达 半导体检测与量测设备市场规模的年均复合增长率 到了 80-100 万美元 / 台。近年来，随着半导体市场 为 12.6%，其中 2020 年全球市场规模达到 76.5 亿 的快速发展，尤其是中国在封测业务领域的高速增 美元，同比增长 20.1%。 长，以及国内客户对于采购美国某些公司设备的顾 近五年，中国大陆半导体检测与量测设备的市场处 虑，使得该公司的设备销售以及利润率持续保持了 于高速发展期。根据 VSLI Research 的统计，2016 高增长，设备供不应求。 年至 2020 年中国大陆半导体检测与量测设备市场 规模的年均复合增长率为 31.6%，其中 2020 年中国 由于晶圆 AOI 设备的研发难度高、周期长、风险大， 大陆半导体检测与量测设备的市场规模为 21.0 亿美 目前中国大陆仅有数家公司在开展高性能晶圆 AOI 元，同比增长 24.3%。 设备的研发及销售业务。这些公司通过多年发展， 相关设备也逐渐被市场认可；但在性能及稳定性方 2016-2020 年中国大陆地区半导体检测和量测设备市场情况 面，国产设备与国外知名公司仍有较大差距。 （单位：亿元）数据来源：VLSI Research、QY Research 目前芯片封装段的外观检测以抽检为主，尤其是单 同时，中国半导体检测与量测设备市场中，设备的 值不高的芯片。但是对于单值高、质量管控严格的 国产化率较低，市场主要由几家垄断全球市场的国 芯片，例如汽车控制芯片及电源芯片具有“零缺陷” 外企业占据主导地位，其中 K 公司在中国市场的占 要求，必须 100% 全检，对高性能晶圆 AOI 设备有 比仍然最高，领先于所有国内外检测和量测设备公 强烈需求。随着中国半导体封测业务逐渐向中高端 司，并且得益于中国市场规模近年来的高速增长， 渗 透， 新 能 源 汽 车、5G、IoT、AI、 大 数 据 等 应 用 根据 VSLI Research 的统计，K 公司在中国大陆市 领域的高性能芯片封装业务占比越来越多，将有越 场近 5 年的销售额复合增长率超过 35.7%，显著高 来越多的芯片产品要求全检，对高性能晶圆 AOI 检 于其在全球约 13.2% 的复合增长率。 测设备的需求也将持续快速增长。 2020 年中国半导体检测和量测设备市场格局情况 半导体设备属于高端设备，国际间的竞争一直存在。 （单位：亿元）数据来源：VLSI Research、QY Research 中国半导体产业中一些原材料、核心部件、高端设 备还处于主要依赖进口的状态，这也导致目前整个 半导体产业的发展存在很多薄弱环节甚至空白，国 家希望通过不断提升半导体高端设备的国产化率， 减轻整个行业对于国际市场的依存度。 二、晶圆检测的需求现状 随着集成电路产业技术水平的不断提升，5G 通信技 术、物联网、大数据、人工智能、视觉识别、自动 驾驶等应用场景的快速兴起，加上电子产品都在追 求小型化、高速化等趋势，通过先进封装技术提升 芯片产品的集成密度和互联速度等需求愈发迫切。 在这过程中，AOI 检测是提升产品质量，提高产品 良率的基础性检测设备。 18

MACHINE VISION 2023/05 由于先进封装制程对设备产能要求越来越高，而针 失等；Probe Mark 异常，包括 Mark 点数过多或为 0 、Pad 对不同工艺段，传输的载体、承载的方式、光学的 麻点、 Pad 腐蚀、针痕距边、针痕面积超标等。 配置以及检测的方式都会不同，这就造就了 AOI 检 测设备的多样性、客制化等特殊性。 先进封装各工艺段缺陷检测：如 Bumping 工艺段，可使 用晶圆 AOI 设备进行 PI 保护层检测、PI 开口尺寸量测、 因此 AOI 检测系统的合理设计至关重要，当前 AOI PR 层检测、PR 开口尺寸及胶厚量测、腐蚀后检验等。 检测系统受到视场、分辨率以及算法处理速度的相 可有效检测异物、异色、划伤、残胶、PI/PR 开口异常、 互制约，所以视觉系统、整机集成、系统集成以及 bump 刮 伤、RDL 电 路 异 常（ 如 桥 接）、bump 缺 失、 软件算法开发等都是 AOI 检测系统的核心技术，亦 bump/die 偏移等。 是重难点。 划片后崩边检测：晶圆正面切割道上方拍摄图像，通过定 在 AOI 检测系统中，晶圆的传输方式、承载方式以 位 Seal Ring 位置，划定 Guard Line 位置，识别 Chipping 及检测平台都需要精心设计，在先进封装行业，制 边缘轮廓，根据规则判定 Chipping 是否引起 Die 失效。 造过程都是在超洁净车间进行，所以要求 AOI 检测 系统在材料选型，运控的设计以及器件选型等都有 行业内，对于满足这些客户需求，主要需要提升的点在于： 严格要求，因此整个检测过程中都需要利用 FFU 过 滤除尘系统对系统内部进行环境净化，设备也需要 1. 设备集成度，无尘车间高洁净度需求，迫使客户对设备 采取消除静电装置，对工件本身和产品等进行防静 面积的需求越来越小； 电处理。 2. 光学技术，针对不同工艺段，需要对光学的波段和能量 进行控制，且为增加对比度，荧光等科技手段，也逐渐被中、 前道晶圆 AOI 设备所引入； 3. 成本控制，半导体检测设备的国产化需求越来越强烈， 成本控制也是封装检测设备当前阶段的重要目标； 4. 多样性和定制化，先进封装不同工艺段的检测内容和要 求不一样，需要配置不同的模块来应对客户多样化的检测 需求，同时也衍生出不同的设备型号； 镁伽全自动晶圆 AOI 设备展示 5. 设备精度，半导体制程的提升对晶圆 AOI 设备的成像分 辨率提出了更高的要求，当前百纳米甚至更高精度的像素 AOI 检测目前针对集成电路的先进封装的制程检测； 分辨率已逐步成为行业标准，在零漏检前提下减少误报已 主要包括晶圆厂出货检测、封测厂来料检测、电测 然成为检验设备与厂家技术成色的关键指标； 后检测、先进封装各工艺段缺陷检测、划片后崩边 检测。 6. 设备速度，晶圆尺寸的成倍增加并不意味着检验时间能 够成倍上升，换型等待时间也并不因为制程的提升、检测 晶圆厂出货检测、封测厂来料检测：晶圆厂客户出 项的增加和精度要求的提升而显著延长。 货检测，或者封测厂客户来料检验，使用 AOI 扫描， 可以更有效的检测晶圆表面外观缺陷，避免将未知 三、MEGA AI® 如何做到的 异常带入封测产线，影响封测厂正常产品生产以及 最终出货良率。 镁伽科技（MEGAROBO）成立于 2016 年，是一家专注 研发先进科学生产力工具的科技公司，从成立之初就专注 电 测 后 检 测：电 性 能 测 试 之 后，进 行 针 印 (Probe 于机器人自动化与人工智能（AI）技术的研发，将两大技 Mark) 及焊盘 (Bond Pad) 异常检测。可检测的异常包 术深度融合赋能生命科学、临床诊断、应用化学及先进制 括：Bond Pad 异常，包括尺寸异常、Pad 错位、Pad 丢 造等行业应用。 19

EXPERT REVIEW 专家综述 镁伽科技将发展半导体设备上升到公司战略层面， 于是否可针对未知瑕疵进行判定，传统 AOI 检测设 在核心技术及设备研发方面巨资投入，希望充分利 备只能以设定好的参数标准为基准进行判断，而 AI 用当前的国产替代窗口期，在半导体领域有所作为。 算法同时在 AI 检测和缺陷分类上同步助力，在视觉 镁伽科技立志于在全球范围内成为技术积累、产品 检测流程中，深度融入 AI 分析算法技术辅助，有 研发和业务规模三方面都有影响力的企业，用技术 效降低过检率，同时基于复判彩色图像，融合视觉 和产品服务国内外的半导体行业客户。 算法及 AI 多分类技术，多步骤进行缺陷分类筛选， 提高缺陷分类准确性。 研发投入占镁伽科技营收比例一半以上，建立起了 镁伽基于下一代高性能显微成像技术、实时跟随聚 一个三级技术体系，在底层增加对技术的投入，建 焦算法，在晶圆 AOI 领域实现了 35mm 大视场、 立 了 专 注 人 工 智 能 技 术 的 轩 辕 实 验 室， 在 多 个 分 200+FPS 高帧率、高速飞拍的显微成像，可有效实 支 机 构 中 建 立 了 先 进 视 觉 成 像 实 验 室； 在 中 层 加 现 0.5μm 的缺陷检测、0.1μm 的关键尺寸量测。 强平台的建设，已建设了 InteVega AI 视觉平台、 MegaPlant AI 算法平台、MegaFluent 实验室自动 实时聚焦成像技术展示 化平台等一系列平台；在上层完善标准化的产品， 在半导体、生命健康等领域有多款标准产品已推向 InteVega 平台是以 AI 赋能的新一代机器视觉平台。 市场。镁伽科技拥有千余名跨领域的人才团队，研 立足“Vision Beyond AI”的愿景，根据数十年机 发人员占比 60%，坚持以自主研发和技术创新为驱 器视觉行业项目经验总结，该平台基于数据流引擎 动，已积累多项核心技术，截至当前累计申请专利 和 500 多个自主研发的 2D/3D 视觉 +AI 算子，以 超过 600 项，其中发明专利约 60%。 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。同时， 当前镁伽科技在交付中心建立了万级和千级的净化 InteVega 还支持图像采集及特征分析、设备间通 车间，以支持半导体设备的研发调试和生产制造。 信、运动控制、生成界面软件等关键视觉开发功能。 镁伽科技还将有计划地扩建产能以支持交付。 InteVega 集数据标注、AI 模型训练、模型调优为 一体，可根据客户需求来自定义解决复杂缺陷的检 镁伽科技已掌握亚微米级高精度运动控制、亚像素 测、分类、分割以及 OCR 等问题。 图像处理、高速实时信号处理、2D+3D+AI 视觉等 核心技术，结合自主研发的 InteVega AI 视觉平台、 MegaPlant AI 算法平台，形成了 MEGA AI® 技术 品牌，在成本、交期、技术指标等方面为行业客户 提供具备竞争力的智能自动化产品及解决方案。 AI 技术的迅速发展给 AOI 检测行业带来了技术革 新的契机。传统 AOI 检测与 AI AOI 辨识的差异在 镁伽 InteVega AI 视觉平台 InteVega AI 缺陷检测展示 20

MACHINE VISION 2023/05 面 对 晶 圆 缺 陷 检 出 的 业 界 难 题， 镁 伽 基 于 特征聚焦示意图 InteVega 平台的 AI 视觉融合缺陷解决方案，采用 视觉金模板融合 AI 异常检测算法，仅需少量 OK AI 数据生成算法：镁伽应用扩散模型数据生成算法， 样本，即可有效实现缺陷的检出。 在模型内部融合原图的先验信息，有效解决换型时， 缺陷样本收集困难的问题。该算法原理是通过将输 面对晶圆缺陷类型复判难题，镁伽应用扩散模型数 入图像与一组高斯噪声相结合，然后逐渐将噪声添 据生成算法，在模型内部融合原图的先验信息，有 加到图像中，直到生成的图像与输入图像相同为止， 效解决换型时，缺陷样本收集困难的问题。 显著提升了晶圆图案生成样本的质量与真实性，有 效降低了对缺陷图案数据的依赖，缓解了 AI 算法对 除此之外，镁伽还应用自监督学习算法，挖掘数据 数据依赖难题。 自身的表征特性，构造辅助任务标签，从而降低缺 陷样本数据的依赖性。 镁伽在解决晶圆 AOI 难题时的三个算法案例： 无监督异常检测算法：收集少量正常样本组成正常 样本数据库，通过特征提取模型，对图像的每一块 像素区域，都提取高维特征向量，然后对提取的特 征向量进行聚类，组成特征向量库。通过计算待测 试图像中提取的特征，与特征向量库中的距离，来 判断是否存在异常。该算法利用了正常样本的特征 向量聚类构建参考模型，使用距离特征簇中心的距 离作为异常度量值，从而准确地检测出图像中的异 常区域。 特征提取示意图，红框中的为异常特征 异常数据生成示意图 自监督学习算法：镁伽基于信息论的最大化思想， 四、结语 应用自监督学习算法，通过学习数据中的互信息来 实现特征表示学习，从而提高下游任务的性能。该 在 MEGA AI® 的加持下，镁伽晶圆 AOI 在客户实际 算法使用一个预训练的卷积神经网络将图像数据转 生产场景下取得了很好的效果，目前已实现了晶圆 换为特征向量，利用动态挖掘策略，构建一个无监 AOI 设备批量出货和数千万订单。 督的对比损失函数，该函数能最大化最小化正负 样本时间的互信息，在特定的数据集和模型结构上 在提升设备国产化的大背景下，镁伽科技坚持走技 进行端到端的自监督学习，通过反向传播优化特 术自主创新的道路。目前，镁伽科技在半导体领域 征向量的表示。相比传统无监督算法，该算法利用 及泛半导体领域已经积累了众多标杆性客户。得益 了异常信息最大化的思想，可以有效为晶圆数据 于在研发方面的大量投入，镁伽设备在技术密集型 review 提供特征支持。 与局部领域先进性已得到客户的充分认可。镁伽半 导体制造及测试设备在晶圆厂、封测厂得到广泛应 用，也逐步向 MEMS、第三代半导体等特殊制程领 域延伸，这有利于镁伽科技拓展更多细分市场。 相信在 AI 技术加持下，国产晶圆检测设备的前景会 越来越好，在更广的半导体设备领域也能快速突破 技术瓶颈。 21

EXPERT REVIEW 专家综述 液体透镜为显微镜 开辟了新的前景 Corning Varioptic Dr. Xavier Berthelon 摘要：当今的显微镜领域比起以往任何时候都更加发 达，形式也广泛多样，举几个例，比如荧光显微镜、 光学相干断层扫描、以及共焦显微镜等。科技的进步 显著地提高了图像质量和尺寸，且降低了这类仪器的 成本，从而使得它们不仅适用于工业应用，还可以被 研究人员、大学、小型实验室、甚至普通民众所使用。 图像分辨率和质量对于分析观察样本的数据来说至关 重要。显微镜的光学系统具有较短的工作距离和较大 的数值孔径，导致景深狭窄，需要对研究样本系统地 再对焦。本文描述了液体透镜的使用如何极大地提高 了显微仪器的成像能力，同时克服了传统系统在体积、 成本和坚固性等方面的局限性。 关键词：液体透镜；自动对焦；显微镜；电润湿 22

MACHINE VISION 2023/05 Corning® Varioptic® Lenses 的介绍 样出色光学性能的更紧凑、更坚固的光学仪器的全 球趋势背道而驰。此外，移动整组光学镜片所需的 受人眼功能的启发，液体透镜可以帮助制造商和代 时间为几十秒的量级，对于许多样本的分析，则会 工企业获得比机械解决方案更高的速度和可靠性。 累积到几分钟、几小时、甚至几天。 人眼可以以令人难以置信的高速适应周边的环境， 近 期 发 表 在《Microscopy Today ①》 杂 志 上 的 一 同样，康宁的液体透镜模拟眼睛的流动性和适应性 篇关于便携式显微镜的述评强调了对于在显微尺 特征，能够对可变场景作出快速响应。这一过程通 度下通过简单而坚固的方法捕捉图像的需求正不 过一种称为电润湿的技术得以实现，该技术使用电 断增长。该论文指出，例如气候变化的影响或被 信号来操纵液体溶液形成能够工作的透镜。 忽视的热带疾病的研究已经促使科学家在诸如南 极洲或亚马逊雨林等偏远地区进行广泛的研究。 传统的机械解决方案受限于连续可靠地提供清晰图 在野外时，不仅仅图像质量岌岌可危，显微仪器 像的能力。Corning® Varioptic® Lenses 提供了解 的体积、耐久性和能耗也至关重要。全球的趋势 决复杂光学难题的创新方案。Corning Varioptic 是设计出坚固而紧凑的便携式显微镜，可用于实 的液体透镜在成像应用中可实现无移动部件的快速 验室外的任何地方。 对焦和微距对焦。传统的相机系统需要的移动部件 会在使用寿命内开始磨损并失效。相比之下，液体 液体透镜解决方案 透镜在不使用任何机械移动部件的情况下即可运 行，从而消除了通常跟视觉系统相关的大部分维护 Corning Varioptic Lenses 是一种可以通过增加单 工作。 个元件实现自动对焦的液体透镜。由于没有机械移 动部件，液体透镜可以经受数亿次循环，具有低能 现代显微镜的挑战 耗以及传统驱动器所无法比拟的响应速度。其在自 动对焦性能上的坚固性和准确性使其非常适用于任 在显微镜领域目前有两个主要的挑战： 何需要大规模自动对焦的应用，例如显微镜应用的 三维成像或深度扫描。 第一个挑战涉及那些不受其它条件约束而制造的研 究型显微镜，用于观察无限小的物体。挑战在于缩 液体透镜可在物镜和场镜或者相机之间插入，集成 小到原子层面的纳米级别样品的观察。在这里，设 到现有的显微镜设置中。下图展示了在一个尼康 备的尺寸、成本和坚固性并不重要，这类仪器主要 10 倍显微物镜中加入一片 A-58N0 液体透镜，光 用于研究的目的。 线正穿过样本。 第二个挑战在于当前显微镜的设置不断改进，以解 A-58N 底座 决它们普遍存在的受限：体积、成本、重量、能耗、 坚固性、速度等等。 尼康 10 倍物镜 显微镜领域的主要关注点是图像质量，没有像样的 控制液体透镜的 图像就不可能从样本中提取出视觉信息。显微镜经 柔性排线 常具有很短的工作距离，范围在几个毫米之间，且 数值孔径较大用于捕捉最大的通光量，这会导致极 样本 窄的景深。通常通过机械部件或复杂的电子装置来 平移光学系统，以最大化样本的清晰度或者扫描三 图 1 液体透镜和尼康 10 倍显微物镜集成的示例 维体积来实现对焦。轴向的分辨率（在深度方向上） 取决于平移的准确性，这需要体积庞大、昂贵且易 损坏的机械部件。这跟以可承受的价格制造具有同 23

EXPERT REVIEW 专家综述 下图显示了集成和未集成液体透镜的尼康 10 倍显 但由于血液成分的尺寸较小，在细胞层次上的分析 微物镜在没有二次机械对焦的条件下，对于不同成 并不容易。红细胞通常为 7µm，需要显著的放大 像深度的 USAF 目标拍摄的图像。该物镜的景深为 才能成像。 3µm，工作距离为 17.5mm。液体透镜带来的好处 在于它快速电子重新对焦的能力，在无需手动重新 在这个使用案例中，我们使用液体透镜观察不同设 对焦的情况下将图像的清晰度最大化。 置下的红细胞。首先，使用尼康 40 倍的物镜，并 将一片 A-58N0 液体透镜加到物镜的后方。得益于 a) b) 闭环的自动对焦算法，该算法通过循环将图像的锐 度得分最大化，在没有平移平台的情况下液体透镜 得以对生物样本微调对焦。 c) d) e) f) 图 4 在 40 倍显微镜结合 A-58N0 液体透镜下的血液样本图像 ( 左 ) 和血细胞放大后的图像 ( 右 ) 图 2 10 倍物镜获得的图像 ( 景深为 3µm，工作距离 17.5mm)。 左侧的是未集成液体透镜得到的图像。右侧的是集成液体透镜 对于这个使用案例，深度轴上的 30 µm 平移相当 后通过自动对焦得到的图像。a) 和 b) 深度为 -0.5mm，c) 和 d) 于液体透镜的光焦变化 10 屈光度。该显微物镜的 的景深为 1µm，相当于液体透镜的 0.33 屈光度。 深度为 0mm ( 初始对焦位置 )，e) 和 f) 深度为 +0.5mm 在这个景深下液体透镜的预期响应时间约为 80 毫 秒 ( 优化后的 )。平均而言，自动对焦算法在达到 使用案例 1：红细胞成像检测镰状细胞 最佳对焦之前需要记录并分析 10 帧图像，因此这 个使用案例所需的对焦时间约为 1 秒。 红细胞成像被用于检测慢性疾病，预防心源性和感 染性休克或研究血液病理学。血液样本易于收集， 通过使用 Corning® Varioptic® Lenses 的 A-PE 系 列的 V-sweep 功能，可以加速提取最清晰图像的 图 3 红细胞的表现方式 过程。该功能允许用户对电压的斜坡波形进行编程 以扫描整个光焦范围。由于液体透镜没有瞬态像 差，因此可以快速捕捉图像并在后期处理中进行 分析以提取最佳对焦。斜坡波形可以针对任何使 用案例进行调整：用户定义电压的上下限以及步 长和时间。我们估计 V-sweep 功能可以使提取最 佳对焦图像的速度比标准的自动对焦算法最多快 5 倍。对于上述的红细胞成像案例，如果图像传感器 能够足够快地获取图像 ( 对于这个使用案例帧频至 少 150fps)，则可以在 200 毫秒内实现完成相应的 V-sweep 功能。 24

MACHINE VISION 2023/05 得益于液体透镜的对焦能力，很容易对红细胞进行 计数并有效地分析其形状。这种紧凑且具有成本效 益的解决方案也可用于观察镰状细胞。 图 5 蓝色箭头显示血液样本中的镰状细胞 图 7 使用基于液体透镜的显微镜捕获的 过敏性花粉和孢子的示例 使 用 案 例 2：Scanit Technologies 的 孢 子 分析 所有的信息收集完以后，决策树回归算法会根据经 过训练的 AI 之前收集到的数据对颗粒进行分类。 Scanit 是一家美国公司，该公司开发了一款设备， 通过在感染前物理探测空气传播的病原体来解决农 液体透镜结构紧凑，在恶劣的环境条件下非常坚固。 业领域的迫切需求。该公司的解决方案捕捉空气传 此外，液体透镜的使用寿命超过数亿次循环，与类 播的病原体孢子，并使用装有液体透镜的显微镜检 似的自动对焦解决方案相比，具有极高的能效（透 查和分类病原体。这能帮助农场主和种植者采取必 镜本身 < 1mW）。所有这些使得液体透镜成为在 要的预防措施，最大限度地减少产量的损失，优化 偏远地点需要自动对焦的嵌入式设备的理想选择。 害虫管理实践，并控制他们对于农作物的行动效力。 Corning® Varioptic® Lenses 的解决方案 图 6 Scanit Technologies 的设备安装在室内花卉栽培（左） 在葡萄庄园里（中）在玉米地里（右） Varioptic 为显微镜应用提供了现成的解决方案。 D-u-25H0-075-03 是基于一个反向的 7.5mm 焦距 Scanit 的技术依赖于在粘性黑色介质上捕捉微观颗 的 S 接口镜头。它的分辨能力为 1.2µm，放大倍 粒，并在白光和紫外荧光照明下使用基于液体透镜 数根据不同的后焦距，在 2 倍和 5 倍之间。得益 的暗场显微镜进行分析，如图 7 所示。每个病原体 于液体透镜的可调焦能力，成像深度范围在 1.5 到 都有一个独特的特性，可使用机器学习的算法进行 2mm。这使得用户可以扫描一个样本并得到一个 识别。嵌入式智能分析像素级别的微观信息，如颜 完整的三维图像。第二个套件是基于一个反向的 色和光强度，同时也分析宏观线索，如颗粒形态、 16mm 焦距 C 接口镜头。它的分辨率是 2.2µm，放 纹理和光频。 大倍数取决于后焦距，在 3.4 倍和 6.4 倍之间。 D-u-25H0-075-03 样本的图像质量至关重要，因为它们的识别依赖于 图 8 Corning ® Varioptic® 提供的 D-u-25H0-075-03 开发工具包 将收集的数据与参考数据集进行比较。液体透镜有 助于实现最佳的图像清晰度，并为后处理分析提供 有用的信息。 25

EXPERT REVIEW 专家综述 杂志征文通知 D-u-39N0-160 《机器视觉》杂志是一本反映中国机器视觉技术发展 图 9 Corning® Varioptic® 提供的 D-u-39N0-160 开发工具包 状况的科技刊物。配合三地VisionChina展览会的召 开而出版的会员内部交流刊物。 使用 Corning® Varioptic® 显微镜套件获得的样本图像 办刊宗旨 a) b) c) d) 《机器视觉》是一本面向图像领域的工程技术人员、产 图 10 a) 神经元细胞图像 b) 肌肉细胞图像 c) 真菌图像 d) 根茎图像 业管理人员、专家学者以及在校大学生的专业刊物。该 刊主要致力于报道机器视觉及图像处理领域的新产 结论 品、新技术、新应用以及市场等诸多方面的最新发展状 况将在VisionChina展会期间向业内观众免费发放。 显微镜的应用和形式极为多样，但都需要对研究的样本或物体反 复进行对焦。这些系统的狭窄景深是由它们的设计方式而与生俱 主要栏目 来的： • 由于样本的尺寸较小，工作距离很短 行业新闻、专题报道、特别策划、趋势观点、企业访谈、 • 数值孔径较大，以最大化光的输入 产品技术、应用案例、公司技术专栏等。 • 图像传感器像素尺寸很小，以最大化图像分辨率 因此，自动对焦对于形成足够清晰的图像用以在显微镜尺度下分 征稿对象 析数据就显得至关重要了。为了克服使用机械驱动器的传统系统 带来的体积、脆弱和成本问题，液体透镜允许用户自动调整单个 图像技术领域的工程技术人员、研发人员、管理者以及 光学元件的光焦来实现物体的再次对焦。 全国各大院校师生、科研人员等。本刊欢迎关于新理 随着科学家们将研究从传统的实体实验室中移出，将必要的设备 论、新技术、新科教技术应用等方面的真知灼见。 运输到野外成为了一个真正的挑战。嵌入式设备在过去的十年中 不断涌现，而且它们的重要性也与日俱增。显微镜就是一个例 稿件要求 子，还有其它的嵌入式成像技术也依赖于自动对焦来捕捉图像。 Corning® Varioptic® 为需要可调光焦的成像应用提供了低成本、 1《. 机器视觉》杂志投稿文章必须为原创首发； 高质量的解决方案。 2.投稿文章请提供Word文档； 3.图片300dpi以上，单独建立文件夹； 参考文献 4.产品介绍不少于800字，案例文章不少于1500字， [1]A. Monk, “Portable Microscopes for Scientific Publications” in Microscopy Today, 29(2), 16-19 (2021). 技术文章不少于3000字； 5.投稿文章请以“文章题目+公司名+作者名”命名； 6.投稿一经录用，编辑部将邮件告知； 7.版权纠纷，文责自负。 重要提示 为了推动机器视觉技术的广泛应用和发展，鼓励机器 视觉技术领域工程技术人员写出好的文章或积极主动 推荐相关的应用案例，联盟将在年会上颁发优秀文章 奖或者组织奖 对于特约稿件，一经采用，将会给予相应稿酬。 发行方式 VisionChina展会、直邮等 联系方式 编辑部负责人：徐晓丹 电话：010-62650592 邮箱：visionchina@china-image.cn 编辑部地址：北京市海淀区中关村南四街 紫金数码园三号楼910室 邮编：100190 26

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COVER STORY 封面故事 AI 赋能 3D 检测 加速机器视觉 工业化落地 ——访大帧科技（苏州）有限公司 创始人\& 董事长王棠猛 近年来，随着消费电子、汽车、半导体、新能源等精密制造行业对于精度要求的不 断提高 ,3D 视觉逐渐成为当前机器视觉行业最热门的话题。面对厂商日益增长 的需求和不断扩大的应用市场，3D 视觉也面临各种全新挑战。如何缩短机器视 觉从实验室到落地工厂的距离？如何应对越来越丰富的市场需求？近日，大帧科技 （苏州）有限公司创始人 \& 董事长王棠猛做客《机器视觉》杂志，结合当下 AI 技 术发展趋势，为大家剖析 3D 视觉在新阶段的发展方向。 28

MACHINE VISION 2023/05 W 王棠猛 M 您一直注重产品的自主性与创新性，能说说原 M MACHINE VISION 因吗？这对公司的发展有哪些裨益？ 记者｜曹玉辰 W 自主研发意味着我们可以掌握核心技术。创新 则意味着我们可以推出更符合市场需求的产品，提 高市场占有率和竞争力。大帧科技自主研发多个系 列的视觉检测产品，硬件上有三角线激光 3D 传感 器、DLP 结构光 3D 传感器、MEMS 结构光 3D 传 感器、白光干涉 3D 传感器、2D 工业相机、视觉 控制器等多类产品，还获得了十多项发明专利和荣 誉，这些都是基于自主研发和创新优势的体现。 M 王总，很高兴采访您，您能与大家分享一下您 在软件方面，依靠多年以来累积超过 1000 个视 的创业故事吗？ 觉 检 测 项 目 的 评 估 和 落 地， 大 帧 科 技 已 开 发 出 TridiVision 图像处理软件平台，具有算法图形化、 W 最早接触机器视觉是在瑞典皇家理工学院就读 操作图形化的特点，并能够提供各行业的应用示例。 时，当时所选专业是应用物理，而毕业设计就是眼 该软件平台提供超过 550 个算子，可应对工业领域 动追踪技术方面的内容，也是因为这个让我对机器 绝大多数视觉检测应用。 视觉技术产生了浓厚的兴趣。毕业以后，我加入了 一家做表面缺陷检测的机器视觉创业公司做技术研 M 3D 视觉的发展与上游核心元器件的升级迭代紧 发，逐步接触到了更多工业领域的机器视觉技术和 密相关，因此产业链上游元器件的定制化研发势在 应用。当时国内的机器视觉检测还是以 2D 检测为 必行。对此您有什么看法，公司又是如何做的？ 主，随着接触到的客户的检测要求越来越严格，检 测的内容越来越多，2D 的检测已经无法满足客户 W 的确，产业链上游元器件的定制化研发是必须 的需求。 的。因为客户的需求参差不齐，是非常碎片化的。 我们在开发系统产品和集成系统的同时，在核心元 一直以来，我对机器视觉和 3D 技术的发展都非常 器件模组方面，也会提供光源投影系统、成像系统 关注，这让我深刻认识到 3D 视觉检测才是机器视 和计算单元的定制组合产品，进行多批次小批量的 觉的未来。2015 年，我创立了可以为客户提供标 生产。因为拥有上游核心元器件定制化的快速方案 准化 3D 机器视觉成套解决方案，可完成快速部署 响应机制，我们可以满足客户快速部署的需求。 的，集研发、生产和销售为一体的机器视觉公司。 后来随着 AI 技术的发展，我们将 3D 和 AI 进行了 客户的应用场景永远是越来越丰富的，这是一个增 融合，让 AI 赋能了 3D 检测技术。现在，我们的 量的市场，为了满足更多终端客户对产品工艺品控 产品广泛应用于机器人引导、精密测量和缺陷检测 检测的需求，需要对核心元器件进行升级和迭代。 等工业生产中。我们的愿景是把大帧科技打造成一 我们会提供越来越多的定制化解决方案，进而形成 家走在时代前列的机器视觉公司。 经过实战磨炼的丰富的产品矩阵，逐渐覆盖越来越 多的应用场景。 29

COVER STORY 封面故事 M 您如何看待机器视觉在《质量强国建设纲要》 提出的“增强产业质量竞争力，推动工业品质量迈 向中高端”过程中的作用？ W 作为一家专注于 3D 视觉检测产品的研发和生 产公司，大帧科技一直致力于为客户提供高质量的 检测解决方案。我们深知质量是企业的生命，也是 国家的发展基石。在“质量强国”建设的过程中， 机器视觉技术在工业品质量检测领域中的作用愈发 凸显。 以大帧科技为例，公司凭借十几年的行业经验积累， 的 检 测，而 有些 场 景 则 需 要 对 物 体 的 表 面 质 量 进 行 为某汽车电子连接器的制造公司，提供了一套标准 评估。因此，机器视觉技术需要针对不同的应用场景 化的视觉检测解决方案，并且同步提供配套的信息 进行定制化开发，才能实现良好的检测效果。 收集和反馈系统，帮助客户达成了工艺和品质上的 提升，可解决连接器检测相关的 95% 以上的问题， 大帧科技的产品为了不断适应工厂中不同的应用场 包括尺寸检测、缺陷检测、工艺组装等。我们还将 景，在取得各种质量认证的同时，不断优化算法， 这套产品批量复制到了别的同行业的公司，得到了 设计更加智能化的硬件。从研发到落地，重复各种 该行业多家头部客户的认可。我们希望通过这些头 实验，在经过稳定性测试以后，才敢把产品交到客 部客户对这套产品打磨，可以进一步将这款标准产 户手中。 品推广到整个汽车电子行业。同时我们也希望能够 复制这种模式到其他的工业生产领域，来提升工业 M 您如何看待当前国内机器视觉行业的发展？您 品的质量，实现产业升级，以贯彻落实《质量强国 认为 3D 视觉的下一片蓝海在哪里？ 建设纲要》。 W 随着工业 4.0 的深入发展，机器视觉代替人眼是 M 机器视觉从实验室到落地工厂的“距离”是多 不可逆转的趋势。目前国内机器视觉行业正呈现井 少？都需要克服哪些困难？ 喷式的发展状态，无论是 2D 还是 3D，创业型企业 还是大型企业，百花齐放的同时行业竞争也愈发激 W 实验室到工厂的距离并没有这么远，也没有那 烈。工业场景对检测精度、检测维度、灵活性和可 么近。 靠性的需求越来越高，3D 视觉检测正逐步替代越来 越多的 2D 视觉检测。在此背景之下，许多优秀的 机 器 视 觉 技 术 需 要 经 过一系 列 的 研 究 和 开发，包 括 国内机器视觉公司脱颖而出，开始逐步逆转之前被 算法优化、硬件设计、系统集成等方面的工作，才能 国外机器视觉公司占领大量市场份额的现状。 形成 可 落地 的 产品。机 器 视 觉 技 术在 落地 应 用 过 程 中要面临的困难主要表现在工厂的环境远复杂于实 验 室 环 境。譬 如：复 杂 的 光 源、多种 干 扰、或 严 苛 的 温度和振动环境等。不同的应用场景对机器视觉的 要求也不相同，有些应用场景可能需要高速、高精度 30

从整个产业环境来看，国家政策的支持和国内 AI 技术的发展为制造业数字化 MACHINE VISION 2023/05 转型提供了有力的支持。可以预见，由传统机器视觉向 AI 深度学习视觉的转 31 换是时下一个大的方向。 随着近来如 ChatGPT 等 AI 风潮的出现和国产芯片代 替进口芯片的趋势，半导体等高精密制造领域的需求会加剧。为了适应高精度 的检测，从微米级到亚微米级的进化也是必然的。 根据相关调查显示，2022 年中国工业 3D 视觉质量检测类应用下游行业分布中， 半导体检测占比约为 9.3%，为第一位电子检测的 1/4 的体量，相信在不远的将 来这个体量会非常高速的增长。此外，3D 视觉检测技术与 AI 深度学习算法的 融合以及提供软硬件一体化的标准解决方案也是各大视觉检测头部公司布局的 一个重点。 在机器视觉行业稳步上升的同时，如何平衡成本和价格，如何在一些 2D 视觉 检测厂商、机器人厂商等都开始布局 3D 视觉检测的情况下去形成自己独特的 3D 视觉检测生态圈和从上游到下游的供销链等问题，将成为每个企业掌舵人 要思考的问题。 M 未来几年，公司在产品和市场将会做出哪些布局？ W 加强技术研发和创新：在硬件上，我们会对现有产品进行升级，为 满足客户不同的检测场景，提供更多的型号与系列，基于不同成像原 理的 3D 产品，形成公司独特的产品矩阵。在软件层面，我们会不断 升级 TridiVision 等自研图像处理软件的客户体验感，丰富里面的 算子，模型和应用场景的样例程序。软件结合硬件形成更多场景 的解决方案来提供给客户，实现快速部署。 聚焦行业细分领域：我们将聚焦行业细分领域，深入了解客 户需求，开发符合不同行业需求的 3D 检测产品，进一步 提供更专业的细分行业标准解决方案。 拓展国内外市场：在拓展国内市场的同时，也会开始 布局国外市场。今年，我们也有考察国外市场的 计划，并且大帧的产品也预定会出现在德国、 日本等国家的各大工业自动化检测相关的展 会上。 通过以上布局，我们相信可以进一步提升公司 的竞争力和市场地位，为客户和行业带来更大的价 值和贡献。

CHARACTER INTERVIEW 人物专访 仰望星空 让目光所及更长远 ——访北京伟景智能科技有限公司 创始人 \&CEO 董霄剑 有一颗始终仰望星空的情怀，才能使目光所及更长远。伟景智 能一直憧憬着机器人与人类共存的世界，并坚信未来必定有机 器人一席之地。他们致力于为机器人赋予“慧眼”，创造机器 人的感知和认知，并以机器视觉为着力点推动机器人“自然学 习”。近日，北京伟景智能科技有限公司创始人董霄剑做客《机 器视觉》杂志，分享了他的“慧眼”与机器人“蓝图”。 从平面视觉到立体视觉 的精度、识别率、识别速度等，然而面对更为复杂 的场景，如自动驾驶等需要机器识别并作出判断的 2015 年，AlphaGo 尚未出现，技术的积累造成一 场景，简单的平面识别已不再适用。”董霄剑回忆道。 个突变，那就是人工智能，董霄剑敏锐地感觉到人 工智能的潮水正在汹涌而来。在那时董霄剑就决定 基于这样的痛点，伟景自主研发了基于“立体视觉 做机器人，并认定未来是机器人的世界，而机器人 + 自然学习（Natural Learning®）”的双目智能视 的必然选项就是具有一双主导操作的“慧眼”，让 觉技术，具备可认知、可学习、累积性、叠加性等 他们像人一样去生活和工作。机器人对视觉“感知” 特性，帮助机器人更好地感知立体世界。“我们要 的需求一定是“立体的”+“彩色的”，以其团队 做的是从机器的角度去看，而不是让机器帮你看。 在芯片行业的从业经验，董霄剑及其团队成立了一 简单解释，即让机器自主识别，作出判断，给出反 家立体视觉公司，先做标准化的通用视觉产品，直 馈，而非简单为人类实现更细致的检测或观察。那 至做成芯片形式的产品，进而满足机器人的视觉认 只能被称为‘放大镜’，而不是真正的机器眼”， 知需求。 董霄剑说。 “在我们创业的时候，那时的机器视觉领域普遍是 伟景始终秉承“做突破的事情，做创新的事情”， 应用在工业生产流水线上的平面视觉，生产线中的 伟景智能提供的产品实际上是“硬件 + 平台”的战 瑕疵检测被很多厂家作为经典案例，例如宣传自己 略。所以技术方面，从立体视觉的可见光智能感知 相机，到基于线激光的高精度 RGBD 相机，都具 32

MACHINE VISION 2023/05 有“前端智能、大景深、大视野、高速度、高精度、 抗反光、抗强光”的特点，现阶段一款产品同时具 备以上特点是相当领先的。此外，伟景智能还提供 丰富的 SDK（软件开发工具包），在产品工业化 方面也进行了攻克。伟景智能产品均为标准工业级 相机，产品设计的接口、细节、高低温测试都始终 坚持精益求精。 立体视觉与人形机器人 人工智能时代的大门已经敞开，人类的生活方式 中有很多创新和独创性的技术。具体体现在机器人身上 即将开始发生巨大的变化，伟景发展战略聚焦于 的机械结构、部件设计、智能控制、视觉伺服和智慧学 “立体视觉”+“人形机器人”双轮驱动，于 2017 习等，累计知识产权多达 150 余项。以 ViHero 具有的 年 9 月成立陕西伟景机器人科技有限公司（英文名 独创的视觉伺服控制技术为例，该技术采用了伟景自主 “ViHero”）， 专 注 于 人 形 智 能 机 器 人 的 研 发。 研发的智能立体视觉技术，使得 ViHero 真正成为替人 于 2019 年 9 月研发完成第一代人形智能服务机器 类工作干活的智能服务机器人，而不是只会对话的智能 人（创世纪版），并于同年 10 月在世界机器人大 音箱。 会上进行了产品首发。 基于自动机器学习的立体视觉智能认知技术 董霄剑认为，人形机器人是最为人类接受及最适应 人类生活及情感的形态，是家庭服务机器人的终极 据董霄剑与记者介绍道，伟景研发的“基于自动机器学 目标。ViHero 就是这样一款人形智能机器人，伟 习的立体视觉智能认知技术”是一种更接近人以及机器 景机器人赋予“她”人的形态及人的功能，她可以 人的自然认知能力，是基于理解式的自学习过程，无需 与人建立起友好的交互方式，成为人类最好的朋 经过前期大量图片的认知及训练，是通过物体自然特征 友和最亲密的助手，今天她已经真实地展现在我 进行快速学习的人工智能技术。具备彩色、立体、高精 们面前。说起 ViHero，记者可以感觉到董霄剑将 度、可描述、可量化、自我学习、数据共享、数据传输 ViHero 当做一个真正的“人”来对待，而非一款 的智能化感知及认知能力，通过立体相机采集并处理得 产品。 到的立体深度数据进行智能化的识别、认知、定位功能， 并可为机器人提供一双可引导操作的智能化眼睛。在应 据介绍，ViHero 机器人是一款全新的面向社会和 用上，可通过该技术进行三维空间的物体定位、物体识 家庭的专业级人形智能服务机器人，她集各类智能 别、机器人引导、物体测量、物体计数、物体表面缺陷 技术于一身，包括机器人本体、机器视觉、语义解 检测等，比现有市面上的二维平面视觉技术更具有数据 析、人机交互、运动控制、智能抓取以及自然学习、 信息多样性及快速学习能力等。 大数据、云端控制等内容。不仅可以广泛应用于迎 宾、讲解以及训练等场景，还可以进入社区和家庭， 深度参与我们日常的工作和生活，比如辅助老人起 居及看护孩童陪伴学习等。 伟景机器人所融入的技术体现在“脑”、“身体”、 提及伟景基于“Natural Learning®”自然学习体系及 “眼”、“手”、“听”、“说”等各个功能，其 立体视觉技术，董霄剑告诉记者公司已开发了多款 3D 33

CHARACTER INTERVIEW 人物专访 随着工业生产更加多样化、非标化，机器人能够 胜任更复杂的工作，机器人不仅要有更好、更快 的控制系统，还需具备一双感知及认知环境的眼 睛。飞虎平台快速的应用开发对于潜在客户非常 重要。目前广泛应用于钢筋自动化焊标、盘条挂 标、耐火砖自动化抓取、钢板自动化抓取等场景。 对于机械臂抓取操作过程来说，找到抓取点的位 置和姿态方向，吊装应用时找到吊钩的位置和吊 取方向等，都需要基于立体视觉的智能化开发过 程。这些过程具有统一的流程，而飞虎平台就是 能解决统一化、规范化、标准化的流程问题的平 台系统。 立体视觉相机和解决方案系统。其中，3D 立体视觉 伟景即将推出的手持 3D 智能终端是一款全新硬 相机包括智光眼、极光眼、智能眼、RGBD 彩色立体 件平台，它主要布控在智慧工地等方面。如钢筋 相机；应用领域涉及工业自动化、智慧矿山、钢铁冶 计数，目前工地常用的方法是人工盘点，存在着 金、铁路、智慧农业等行业，已经完成 300+ 个落地 计数数量大、耗时长、容易出错等问题，并且不 化智能视觉开发项目，客户覆盖 50+ 家国内外上市公 符合生产透明化，智慧工地的要求。市面上现有 司及央企。依靠自然学习的方法使伟景智能在这些领 的解决方案，采用平面视觉拍照原理，利用手机 域中快速推出适合场景的解决方案。例如，物流包裹 照片做处理计数，计数准确率不足 90%，远远满 分拣、输送机流量体积监控系统，钢筋计数系统，钢 足不了实际需求。而伟景的手持 3D 智能终端具 筋自动焊标系统，高线挂标自动定位系统，高铁吊弦 备便携、高集成、移动化的特点，结合算法功能， 检测系统，全方位人体彩色 3D 建模系统，立体视觉 可以将公司产品应用范围从 B 端拓展到小 B 端， 引导机械臂抓取系统等。同时自主研发的立体智能视 直接用户可以是建筑工地、钢筋分销商、智慧工 觉技术及产品巩固了伟景立体智能视觉在市场中的创 地集成商等，产品销售模式灵活性很高。 新者地位。 伟景智能仍会继续强化人行机器人，在 ViHero 紧贴市场，布局未来 第一代的基础上，公司将继续提升视觉伺服的精 度、 可 靠 性； 加 强 机 器 臂 和 机 器 手 的 灵 活 性； 随着市场的开放，国内机器视觉技术水平将会得到快 通过引入 ChatGPT 为代表的语言大模型，快速 速发展，在过去 10 年中国内企业机器视觉理论和产品 提 高 ViHero 与 人 类 的 交 互 体 验， 完 成 下 一 代 化上均取得较大进步的基础上，随着中国智能制造的 ViHero 的真正商业化落地。 快速发展，尤其是机器换人，其中包括人形机器人快 速应用，以市场化为主导机器视觉企业产品得到实质 “伟大的创造不仅仅在于它的功能，而在于它能 性提高。面对这样的趋势，董霄剑透露道，未来几年 够打开人们的联想，让改变自主发生。”采访临 伟景智能将继续在飞虎平台、手持式三维扫描仪、人 近结束，董霄剑总结道，“伟景智能绝不是仅仅 形机器人三个方向重点布局，并对此做了详细介绍。 为了实现某一功能而去创造，而是始终将机器人 看作是一个能够自我成长的物种，并坚定地在创 造机器人的感知和认知。” 34

MACHINE VISION 2023/05 探索本土服务模式 深度融入中国市场 ——访 JAI 中国区总经理 代苏琴 2023 年，伴随着 COVID-19 疫情在中国的基本结束，一切又回到万物复苏的春天中。 回首 2022 年，仿佛一切如梦，那是疫情形势十分严峻的一年。也正是在这一年里， JAI 不仅完成了系列产品的更新，还根据客户需求进行新品的研发，这是了不起的 挑战，也让我们看到了 JAI 的传奇色彩。 在这样一个背景下，《机器视觉》杂志记者来到 JAI 中国区办事处，拜访了 JAI 中 国区总经理代苏琴（Tracy Dai）。Tracy 与 JAI 的多年缘分，JAI 探索中国市场本 土化服务之路，联手 SONY 为产品注入创新活力等一系列故事就此向读者展开。 缘起 JAI Tracy 毕业于华中科技大学计算机专业，毕业后“误打 误撞”进入机器视觉行业，第一份工作就是 JAI 的代理 商。哪怕后面进入图像传感器领域市场，Tracy 所任职 的公司也是为 JAI 定制了许多芯片，也有跟 JAI 的工程 师、项目经理去探讨相机方面的观点。所以在 Tracy 加 入 JAI 以前，一直与 JAI 有着或多或少的联系。也正是 这丝联系，才有了 Tracy 与 JAI 后面的故事。 她说，JAI 相机的绿，是一种生机勃勃的绿，每每看到总 会感受到澎湃的生命力。 2010 年 10 月 Tracy 在日本第 一次见到了 JAI 的创始人，来自丹麦的 Jørgen Andersen 先生。正是这次见面，Tracy 开始真正了解 JAI。JAI 是 一家起源于丹麦的全球性企业，当时就整套生产工艺综 合而言，日本是最成熟完善的，所以就把设计研发及生 产放在了日本。Tracy 告诉记者：“2020 年再遇 Jørgen 先生，我们特别谈到了中国大批量市场的潜力，它会为 35

CHARACTER INTERVIEW 人物专访 JAI 提供新的增长机遇。通过利用过去积累的先进技 术在大批量市场进行更多开发，JAI 可以满足中国客 户的多样化和特定需求，并为他们带来更多价值。 最后，Jørgen 先生表示中国是他十分看重的市场， 希望与我一起将中国市场重新发展起来。” Tracy 加入 JAI 公司，不仅是对 JAI 特有的绿着迷、 不仅是与 Jørgen 先生的多年情谊，更是想学习、与 JAI 共同发展与进步。 性别不应是能力的绊脚石 其实机器视觉在中国发展已多年，女性在机器视觉行 JAI 本身而言是外企，人们印象中的外企往往是通 业中的身影越来越常见，也有一些灯塔般的女性存在。 过中间多层关系才能与客户建立联系，除了语言方 2010 年，JAI 相机通过国内的代理商迈进了世博会， 面的障碍以外，对于本土终端客户的需求也很难及 当时世博会采用了几千台 JAI 相机。“现场研讨会中， 时掌握。为了避免这一系列问题，Tracy 与公司做 我看着台上演讲的一位女性总裁，与台下多数是男性 出战略调整，招聘了软、硬件工程师，渠道管理， 的听众分享着相机的技术、场景化需求与实际落地应 以及商务拓展经理，打造 JAI 中国团队，为更加贴 用，不仅是身为女性在台上演讲的样子吸引了我，她 近终端客户、了解其需求，更有效的服务于 JAI 代 口中机器视觉工业相机丰富的可应用场景同样勾起 理商迈进了坚实的一步。 我的兴趣。”聊到这里 Tracy 依旧激情澎湃。 但仅做好本土化服务还不够，机器视觉已从 1.0 时 “我是想成为新时代女性，但是略有担心女性在职 代发展到机器视觉 2.0 时代。在 1.0 时代，行业并没 场的发展空间。”Tracy 回忆道。“JAI 是丹麦公司， 有多少资本进入，有的仅是机器视觉行业三大巨头 是一家全球化公司，JAI 的企业文化是 One JAI，不 独领风骚，客单价高。进入 2.0 时代后，机器视觉 管在哪我们都属于 JAI。公司十分看重女性的发展， 本土的优秀企业雨后春笋般涌现，中国机器视觉行 女性在科技行业有强大的优势，那就是理性与感性 业的布局已经初见雏形，大的平台与小而精的平台 的并存，而且丹麦首相就是女性，所以性别不应该 并存。最初大家都是从国外买一些模组自行组装拼 成为一个强大的人的顾虑。” Jørgen 先生的一番话 接，现在更加针对某个实际应用场景去设计，从部 最终打消了 Tracy 所有顾虑。 件到设备再到系统。 做好本土化服务，用技术给客户带去裨益 “我时刻都在告诫自己保持谦卑的心态，保持自己 的学习热情与学习意识，我必须要保持学习，不然 目前 JAI 在中国有三家代理商，分别是凌云光技术 很快就会脱节。”Tracy 严肃地说道。 股份有限公司、北京赛维特视觉科技有限公司、上 海和谦图像技术有限公司。它们在各自领域中有自 己的亮点，并且都有自己的分支机构。JAI 与代理 商共同合作，为中国客户提供服务。力图贴近市场、 做好本土化服务，与代理商一起收集客户的声音， 与代理商强强联手的理念非常明确。 36

MACHINE VISION 2023/05 原来的大块头相机应用局限性很大，随着嵌入式、 量市场的客户需求，去调整 JAI 对于战略产品的研 人工智能、5G 等技术的飞跃，机器视觉的应用场景 发规划。JAI 目前专注于工业自动化（3C、锂电池、 与空间也逐步拓宽，这对于 JAI、对于机器视觉从业 FPD）、医疗病理学和原材料分拣等应用领域，致 者而言都是一件好事。但机遇与挑战是并存的，如 力于批量市场与高端市场的全面发展。 何抓住机遇解决挑战，思考和准备非常重要。Tracy 对于当前中国机器视觉市场的思考是 ,“要更专注于 SONY\&JAI，强强联手为产品注入创新活力 细分市场及其应用场景，用 JAI 的产品真正给客户 带去帮助，提高生产力助力企业科技兴国。” JAI 与主流的芯片厂商都有密切的沟通与良好的合 作，包括 SONY、onsemi 和长光辰芯。这其中因为 Tracy 发现当下中国机器视觉市场的怪圈，大家都 JAI 与 SONY 的工厂都在日本，地利之下，双方技 在 思考 如 何 降 低 成 本，靠 价格 牺 牲 利 润 在 批 量市 场 术人员、商务人员及项目团队都会针对客户需求进 的红海中厮杀，如果连利润都牺牲出去，又哪来资本 行技术上的交流，致力于技术的发展，这也是近年 去发展技术。这是一个恶性循环，只有从具体的应用 来 JAI 与 SONY 紧密合作的原因。 场景与细分市场的角度出发，去考虑客户的需求，解 决客户实际问题，才能真正达到节约成本的目的。 JAI 一直采用 SONY 芯片，近期陆续推出的 GoX 系 列相机和 Go 系列的 810 万像素紫外相机都有采用 从这个角度出发，JAI 不依靠价格在批量市场中厮杀， SONY Pregius S 第四代 BSI（背照式）CMOS 芯片。 可以更深度的去思考权衡成本和技术，无论是在锂 将 BSI 技术应用于工业领域堪称是工业成像新的技 电、3C 的批量市场，还是医疗、半导体等高要求行 术，由于微透镜和光电二极管表面之间的距离比前 业市场，JAI 应该思考的是在这些具体的场景中给 照式的更近，因此可以增大光的入射角获得更高的 客户带来怎样的裨益。 量子效率。SONY 开发最适合背照式的独创的光电 二极管结构与遮光结构，使得其在大幅改善了感光 “贵就是便宜，便宜就是贵”这句话看似口水话， 实际蕴含哲理。初期看某个东西某个点是贵的，但 从它整体的这种系统，整体的设备，包括它的使用 期限，包括它给终端客户带来的价值，这样算下来 它其实是便宜的。 批量市场与高端市场两手抓，才能发展不“跛脚” 批量市场是市场份额，高端市场是核心竞争力。在 JAI 的发展中批量市场与高端市场都是必不可少的， 只 有 两 条 腿 才 能 走 得 更 稳。 批 量 市 场 做 好 了，JAI 才能有更多的资金去发展高端战略产品。 同时批量市场的基础产品可以充当“敲门砖”的角 色。进入批量市场，JAI 的产品、技术、质量才能 被人看得见，那些核心检测部分需要到高端产品的 时候，JAI 才能成为客户的候选项之一。批量市场 也是 JAI 了解市场、贴近市场的最好手段，通过批 37

CHARACTER INTERVIEW 人物专访 度和饱和特性的同时也抑制了噪点的产生。这意味着 晕问题。而棱镜相机单光轴设计，通过镜头的同一条 Pregius S 传感器，较小的像元尺寸，具备相当高的灵 光路的光，在经过棱镜分光后，分别射向了三个芯片 敏度。同样的可以在相同的光学尺寸下拥有更高的分辨 （R-G-B）或 4 个芯片（R-G-B-NIR）, 棱镜将光分解后， 率，可以减少拍摄次数减少相机和光源照明等方面成本。 精确到达对齐的传感器，公共光路确保所有波段同时 这款芯片在更小的像素尺寸下，不牺牲成像性能，感光 捕获相同的目标线，不需要补偿算法。 各方面都做得相当不错。 Sweep+ 系 列 中 的 新 型 4 传 感 器 线 扫 描 相 机（SW- 其中 Go-X 系列产品有 36 款采用了 SONY Pregius S 第 4010Q-MCL）为 R-G-B 可见光传感器提供一行 4096 四代 BSI（背照式）CMOS 芯片，适合不同视觉需求的 像素的分辨率，SWIR 通道提供一行 1024 像素的分辨 相机。以前 Go-X 系列提供的分辨率范围在 2MP 像素 率。为了补偿 RGB 传感器和 SWIR 传感器之间像素大 到 12MP 像素之间，现在陆续推出的新型号分辨率范围 小的变化，新的 Sweep+ 模型具有 Xscale 亚像素级缩 已扩展到 24MP 像素。为了实现高速率，特别是更大 放功能。另外还增加了包括色温预设、阴影校正和色 分辨率，第四代 Go-X 型号都将配备 5GigE (5GBASE-T)、 差校正等实用性功能。 CoaXPress 以 及 标 准 GigE (1000BASE-T) 接 口， 基 于 客户场景需求将图像传感器性能开发最大化。 在需要同时使用可见光和 SWIR 成像的机器视觉系统 中，SW-4010Q-MCL 相机在单个检查程序中可同时 新 推 出 的 GO 系 列 810 万 像 素 紫 外 相 机， 同 样 基 于 提供可见光和 SWIR 两个图像。将 CMOS 和 InGaAs SONY 的 Pregius S 第四代 BSI（背照式）CMOS 芯片 图 像 传 感 器 结 合 在 同 一 工 业 相 机 中， 可 以 通 过 三 个 技术开发，是一款搭载 2/3 英寸全局快门 CMOS 传感 CMOS 传感器获取可见光数据（400~700nm），同时 器的相机，同时支持 PoE 及 6 芯电源接口供电，为视 通过第四个 InGaAs 传感器从 800~1700nm 范围内的 觉系统工程师提供优秀的 UV 成像能力。 光波获取短波红外图像数据，从而进行可见光和短波 红外多光谱检测。这款棱镜式相机在检测颜色、太阳 棱镜技术，从根源解决色晕效应的色彩专家 能硅片、矿石、钢铁很多方面都有很广泛的应用。 作为 JAI 标志性产品，新型棱镜式工业线阵扫描相机相 60 年发展旅程与新机遇的碰撞 比普通的线扫相机成像色彩还原度更高、更准确，这是 因为棱镜相机独特的光路设计。进入相机的光会经过分 作为一家为机器视觉、交通、食品和饮料、航空航天、 光棱镜被精准的分割成红绿蓝三道光，分别打到接收 医疗和科学市场提供高品质工业级相机的先进制造商， R-G-B 的三个传感器上。虽然单传感器多线相机与多传 尖端视觉和存量市场双重发展将是 2023 年成功的关 感器棱镜相机，两种线阵扫描相机都可进行高速拍摄， 键。JAI 在 2023 年的增长将围绕技术、产品、服务和 但画质差别大，由其体现在非匀速、平台不稳定，被摄 运营等战略驱动因素展开。在全球范围内，我们看到 物体大小不一等方面有明显的区别。 与 5G、人工智能、物联网和汽车等技术领域相关的关 键行业具有特殊的增长潜力。在中国除了热门的人工 三线相机的传感器包括三条线，每条线对应一种颜色通 智能、半导体和新能源应用之外，还看到了 JAI 视觉 道，在扫描方向上按空间排布。也就是说，它所拍摄的 技术在一般基础设施、医疗和消费市场（如棉花、钢 物体上某一条线的颜色信息，是先后通过传感器三条线 铁矿石和金融）中具备增长潜力。“2023 年也是我们 分别捕捉，然后再用相机内的算法合成得到。三线相机 公司成立 60 周年，我们相信，我们悠久而辉煌的历史， 容易出现色晕效应，此时需要通过空间补偿算法来解决 加上我们在中国和全球建立的良好关系，JAI 今年一 此问题，但是空间补偿算法不能处理三线捕捉过程中对 定能够帮助我们的客户达成目标。”Tracy 在谈话的 象物体的方向、速度等变化而导致图像失真或者出现色 最后说道。 38

MACHINE VISION 2023/05 博采众长 为客户提供高性价比 视觉解决方案 ——访北京志强视觉科技发展有限公司商务总监 武强 随着工业数字化、智能化转型逐渐深入，随着智能制造逐步推进，机器视觉已逐渐形成规模化的产业。面 对众多机器视觉硬件产品，如何选择高性价比的产品是每家厂商不可避免的问题。志强视觉成立于 2016 年， 自成立以来一直倡导一站式服务体验理念，立志为客户提供最优的解决方案和高性价比的配套方案。志强 视觉代理哪些机器视觉知名品牌？又为客户提供怎样的高性价比方案？北京志强视觉科技发展有限公司商 务总监武强为您带来答案。 M 武总您好！您最早是因为什么原因进入机器视 户能在我这里享受到一站式的服务，也就是在这个 W 武强 觉行业，又是如何加入志强公司，请您简单介绍一 时候，我遇到了一批志同道合的机器视觉人，就此 M MACHINE VISION 下公司的成长历程。 加入了初创的志强视觉科技发展有限公司，负责商 务方面的工作，主要与上游厂商进行商务洽谈和建 记者｜曹玉辰 W 我是 2006 年毕业于北京理工大学，在校期间 立商务合作。 就对机器视觉有了一些了解，也产生了非常浓厚 的兴趣，因为当时机器视觉这个概念对于我们来 公司在 2016 年 6 月成立之初，就秉承着天道酬勤， 说其实是非常新奇和陌生的，信息来源渠道和个 地道酬善，人道酬诚，业道酬精和商道酬信的经营 人所能了解到的内容都非常少，但就这少量的信 理念，励志为机器视觉行业系统集成商提供最优的 息也足以让我了解到国内工业生产对于机器视觉 解决方案、超高性价比的配套零部件、专业的一对 的迫切需求，也让我看到了机器视觉行业巨大的 一及多对一的售前售后服务。志强视觉最初在北京 发展潜力，所以毕业后就入职了机器视觉行业， 成立时仅有一个 5 人小团队，发展到 2023 年，已 算是入行较早的。 经由当初的 5 人小组成长为如今的 30 余人大团队， 建立起了一套完整的营销体系，并且在上海和深圳 在机器视觉行业工作的前 10 年时间里，国内市场 成立了分公司，为华东和华南客户的需求提供本地 飞速发展，客户的需求也在不断变化，我认为更需 化服务。时至今日，志强视觉已经成为一家成熟优 要为客户提供更高性价比的产品和解决方案，让客 秀的机器视觉零部件销售和服务商，并且会一直专 注于机器视觉在国内市场的开拓和发展。 39

CHARACTER INTERVIEW 人物专访 M 志强视觉目前代理哪些机器视觉零配件品牌，您能 介绍一下吗？ W 志强视觉代理的产品涵盖机器视觉硬件系统的各个 组成部分，从光源、镜头、相机到数据线、采集卡和 图像处理器。光源包括 CCS 及其子品牌 CCS China； 镜 头 有 Moritex、VST、ZEISS； 相 机 有 Teledyne Dalsa、Vieworks； 数 据 线 有 Hewtech、Nortech； 采集卡有 Teledyne Dalsa；图像处理器有 Neousys。 我们代理的品牌都是业内拥有领先技术的全球性企业， 在技术创新与研发上实力雄厚，在各自的领域里都拥 有很大市场份额。大量客户和应用案例的经验累积， 再加上不断创新的技术加持，品牌厂商能够不断完善 产品和方案，我们也能够将最先进的技术和解决方案 带到工业生产中去，更好地服务国内工业生产的发展。 M 从收到客户需求到解决方案成功落地，志强视觉提 供哪些产品与服务，在整个过程中充当着怎样的角色？ W 我们一直有一个理念，那就是机器视觉的硬件系统 对于绝大多数客户的系统来说只是一个“工具”，客 户只需要关注这个“工具”是否能在解决问题的同时 拥有更高的性价比，而无需浪费时间去研究这套“工具” 里面每一个零部件的原理及运转方式，因为这是我们 机器视觉产品代理商应该做的。在整个服务过程中， 我们会通过多年的专业知识来为客户搭建一套趁手好 用的“工具”，并协助客户解决在使用“工具”及周 边时所遇到的一切问题。当然，如果客户需要了解“工 具”内部更多的相关信息，我们也会为客户做出解答； 所以在收到客户视觉需求的同时，我们首先是充分了 解客户对视觉系统的使用环境条件等相关问题，结合 客户的综合情况，根据不同视觉零配件的特性来制定 一套适合的产品方案，并且协助客户进行实验室系列 测试，以确定方案的可行性和适用性。针对测试中各 种情况，进行产品的调整，最终为客户提供满足所有 应用配置要求的产品方案。在达成采购后，客户首套 视觉产品在装调的过程中，我们将提供全天的在线或 者电话服务，如果需要也会到客户现场做产品的技术 支持。 40

MACHINE VISION 2023/05 M 一套完整的解决方案，公司如何选择合适的软硬件产品？ W 首先如上面所述，对于产品的选择肯定是要基于客户的 需求，以及客户的具体使用环境等相关因素来考虑的，所以 客户的情况是选择解决方案的首要要素。其次，将客户的需 求转化为视觉对应的参数后，我们会根据参数所在的范围， 参考我们在客户所在行业积累的经验以及我们代理的不同厂 商产品特性的角度，来为客户选择一套最合适的硬件方案。 最后，方案的验证是需要实际的测试和验证的，所以硬件方 案的最后定型，还需通过实际针对样品的测试来完成。解决 方案的硬件部分确认后，在软件方面，我们会推荐我们代理 的软件开发库来做配套，但大部分客户这方面都已经有了自 己习惯的软件平台，这方面我们尊重客户的选择。 M 随着 3D 视觉技术技术的不断突破和迭代，让大规模产 业化应用成为可能。您认为 3D 视觉技术将迎来怎样的发展 机遇？未来几年志强将如何布局市场 ? W 随着这些年科技的发展，视觉行业的技术一直在进步， 在传统的线阵和面阵产品方面，一直向着更高分辨率更快的 速率来发展，以提高精度和效率。但在现有科学技术生产力 下，也逐渐出现了瓶颈。比如 PCIE 总线带宽的限制，从采 集端已经限制了目前市面上一些感光芯片最高性能的发挥。 即使在现有的视觉器件数据通量的水平上，有的数据通量甚 至需要分割到多个服务器来处理。在这样的背景下，传统的 线阵和面阵产品在分辨率和速率上很难做到质的飞跃。3D 视觉产品的出现可以说是视觉检测的一个重要的分支突破， 随着技术的不断完善，3D 类检测在各个领域的重要性越来 越明显，因此未来几年 3D 产品的应用和发展在国内会有非 常大的增长。 志强视觉目前代理的 3D 视觉产品主要是 Teledyne Dalsa 的 Z-Trak 系列，该系列产品虽然进入中国市场比较晚，但 依托于 Teledyne Dalsa 多年视觉行业的丰富经验和技术， 在产品性能方面不输于竞争品牌。目前我们主要致力于这个 系列产品在国内的推广。作为后来者，我们当前主要目标是 在 3C 和汽车行业寻找一些机会，做好硬件产品上的技术支 持和服务，配合并满足客户的需求。在 3D 应用方面我们还 处于学习过程中，也希望能够得到客户和同行的支持。 41

SPECIAL REPORT 特别策划 首战 成都机器视觉 告捷 及工业应用研讨会 圆满举办 疫情三年，世界政治经济错综复杂，我国经济社会也发生了很大的变化。过去我们是世界的工厂，现在我 们要做国际化中国工厂。机器视觉作为贯穿工业制造智能化升级的核心技术，在工业应用场景不断拓展以及 各项新政策陆续出台的背景下，也将迎来新阶段的发展目标与挑战。 2023 年 3 月 17 日，由机器视觉产业联盟（CMVU）主办的机器视觉研讨会在成都圆满举办。作为联盟今 年的第一场研讨会，同时也是联盟在西南地区举办的首个机器视觉线下活动，在筹备阶段就广受各方关注。 在大家的共同努力下，本次研讨会不负众望，参会代表超过 1000 余人，取得了不错的成绩。 成都作为成渝经济圈的引擎之一，一直以来都是西南经济发展的火车头，“一带一路”经济的“桥头堡”。 成都研讨会的成功举办不仅推动了“成渝圈”机器视觉行业的交流与深度合作，更以“成渝圈”为据点，以点带 面，将机器视觉的先进技术、典型案例、市场资讯带向整个西南，进一步推动机器视觉技术在西南地区的发展， 加速机器视觉在西南地区的工业化落地，为国家西部大开发战略添砖加瓦！ 42

MACHINE VISION 2023/05 热门话题演讲 产品方案展示 本次大会共 17 位业界专家围绕“聚合生态，引领产业 超过 50+ 家来自机器视觉行业的器件商与方案商参 高质量发展”这一主题展开专题演讲，内容紧扣推进产业 与产品展示，为观众呈现了机器视觉在新能源、半导体、电 基础高级化和产业链现代化。以智能制造为主线，着重介 子信息、生物医药、航空航天、智能装备等重点领域的应用 绍了 3D、AI、边缘计算、云计算等新技术在机器视觉领域 范例。展示形式不拘于产品现场展示、现场讲解、视频演示、 的深度融合。分享了当前产业环境下机器视觉助力工业自 现场实操等，为参会嘉宾带来沉浸式体验。 动化、智能化升级的新趋势与新方向。 参会代表评语 “此行收获非常大。亚马逊云 AI 在这里看到众多潜在伙伴，他们行动务实思想前卫，讨论内容丰富，结论方向清晰，亚马逊 云多行业 AI 模型会和众多厂商产生交集。这是行业共同进步的盛世，同时希望多多举办类似的活动，让大家在成就商业的同 时有更多的思想的火花。” —— 霓景信息技术有限公司（亚马逊云边缘视觉战略合作方）张亚磊 “恒坤富爱是恒坤光电集团旗下公司，基于公司深厚的光学研发技术底蕴，希望将能量光学技术运用到机器视觉场景，做 出更好的应用方案，解决机器视觉光源的痛点难点。本次成都研讨会现场观众流量让人很惊喜，现场众多集成商、方案公司，光 源厂商，这些都是我们非常对口的合作方。非常感谢联盟提供这样的交流机会！” —— 成都恒坤富爱光电科技有限公司 刘正刚 “港宇科技的相机主要面向科研及特种应用，在国产化，高性能方面有相当的积累，但疏于宣传和推广。此次研讨会作为联盟 西南地区第一次有组织的活动，参与人数超出预期，起到了不错的宣传效果，也体现了国内厂商一扫疫情阴霾，在 2023 年内更创 佳绩的信心。同样，我们也很期待机器视觉产业联盟将要在 5 月举办的 VisionChina 北京展览会，希望届时能有更大的收获。” —— 重庆港宇高科技开发有限公司 沈珉珉 43

PRODUCT\&TEK 产品与技术 埃科光电 TTS604MCXP-6M/C ——超分辨率像素位移相机探索之路 合肥埃科光电科技股份有限公司 涂金峰 现 今， 新 型 显 示 技 术 不 断 发 展， 像 素 密 度 不 在机器视觉领域，面扫描相机的分辨率通常指相机传感器的 断提高，检测要求也越发严苛。部分 AR、VR 及 成像像素数量。例如，埃科光电的 6500 万像素大幅面扫描相机 LTPO 类小尺寸高 PPI（Pixel Per Inch）产品，使用 TS65MCXP-71M/C，其传感器的分辨率为 9344*7000，其中 9344 6500 万、1.51 亿像素大幅面扫描相机已不能适应其 和 7000 分别表示横向和纵向的像素数量。若要提高相机的分辨率， 检测精度要求。因此，市场正亟需一款更高分辨率 则须增加传感器像素总数。常规情况下，可通过增加传感器尺寸以 的工业相机以满足此类需求。 及减小像元面积两种方式实现。 • 上图为典型面板像素级检测应用，常见的检 增 加 传 感 器 尺 寸： 保 持 像 元 大 小 不 变， 将 原 本 29.9mm 测需求包括：坏点检测、亮度均匀性检测等。 *22.4mm 规格的 6500 万像素传感器的长宽均增加一倍，相机的分 辨率便会相应增加至原本四倍。 • 为使成像准确，每个屏幕像素需至少对应 9-16 个相机像素。 减小像元面积：保持传感器芯片尺寸不变，将原本 9344*7000 像素传感器中每个像元的面积减小至原面积的四分之一，那么其分 为此，埃科推出了 TTS604MCXP-6M/C 超分 辨率也将增加至原本四倍。 辨率面扫描相机，其有效像素数量高达 6.04 亿。目 前，该相机已正式面向市场，并展现了卓越的超高 然而，上述两种方法在实现传感器分辨率大幅提升的同时，也 精度成像能力。 会带来新问题。 原始分辨率 13.59 亿分辨率 首先是品质控制及成本增长问题。 要研制一款满足超高精度检测要求的大幅面扫 对于面扫描相机，由于晶圆生产水平的限制，相机芯片几乎不 描相机，首先要了解“分辨率”的含义，以及提高 可避免地有坏点存在。并且随着芯片尺寸的扩大，晶圆生产工艺难 相机分辨率的难点所在。 度也在加大，因此大尺寸芯片的坏点率往往难以控制。在实际应用 过程中，少量坏点可使用数字方法进行矫正，尽管会引入一定误差， 但总体上对最终成像效果影响不大。但若坏点率提高，矫正引入的 误差不断积累，就有可能对最终检测结果产生严重影响。要控制坏 点率，须提升大尺寸半导体生产工艺，成本的增加也正在于此。 其次，像素数量的提高还会给镜头和光源提出更高的要求。 镜头方面：在相机与镜头的配合中，镜头的靶面必须与相机芯 片匹配，否则成像会出现黑边、畸变等异常。而大靶面的镜头不但 对制作材料要求严格，其成像一致性也难以把控。如果没有合适的 镜头，即使提高相机的分辨率，也无法有效提高成像质量，不能达 到预期效果。 光源方面：在相机与光源的配合中，要求光源在规定的曝光时 间内，提供足够的光子数，使得图像灰度达到可接受的数值。但是 44

MACHINE VISION 2023/05 在光照强度不变的条件下，图像灰度与像元大小有 为使上述两种功能达到最佳效果，像素位移的 直接关系，像元越小，单位时间内能够接收到的光 位移精度至关重要。如果相机的位移精度较低，对 子数就越少，产生的光电流也就越小。简而言之， 于黑白相机而言在明暗边界处将产生间隔图案，彩 相机输出图像的亮度会随着像元面积减小而降低。 色相机则会在明暗边界处出现色散。而超分辨率大 因此，像元面积减小的同时必须提高光源亮度。然而， 幅面扫描相机（TTS604MCXP-6M/C）依靠闭环反 光源亮度提高后，强烈的光照会带来巨大的热量， 馈的微位移机制，位移精度高达 50nm，完全满足 直接影响工作区域的温度。高温不但可能对拍摄物 位移精度要求。 造成损伤，还容易导致镜头中的光学部件发生形变， 引起光路变化，导致成像不对称、不清晰或其他成 综上，具有高分辨率和真彩色成像两大优秀特 像异常。 质的埃科光电像素位移相机 TTS604MCXP-6M/C， 可广泛应用于各种屏幕检测领域，如液晶显示器、 基于上述问题，埃科光电提出了使用像素位移 有机发光二极管（OLED）屏幕、微 LED 屏幕等， 方法提升相机分辨率的解决方案。 也可应用于其他需要高分辨率成像的领域，如无损 检测、医学影像等。 利 用 像 素 位 移 技 术， 相 机 通 过 多 次 成 像， 再 经算法修正图像信息后，超分辨率大幅面扫描相机 埃科光电作为像素位移相机领域的前沿企业， （TTS604MCXP-6M/C）可以获取等效于 6.04 亿像 通过自主研发和技术创新，正不断推进像素位移相 素芯片直接取图的成像效果。这一技术的优点在于， 机迭代发展，不仅在国内市场上受到了广泛关注， 既不需要增加传感器尺寸或者缩小像素尺寸，又不 也在国际市场上得到了认可。随着技术的进步和应 需要搭配特殊的镜头和光源，仅基于现有条件下， 用的不断拓展，像素位移相机将为各个领域的高分 便可实现更高分辨率的成像，得到更高效率和更高 辨率成像需求提供更加全面、高效、可靠的解决方案。 精度的检测效果。 TTS604MCXP-6M/C 产品特征 具体来说，相机设定的位移序列如左图所示。 首先，相机在（0，0）坐标处静止成像，然后将图 像传感器沿 X 方向位移半个像素至（0.5，0）坐标 并取图，再依次将其移动至（0，0.5）位置、（0.5， 0.5）位置取图。由于图像传感器沿一个方向位移时， 相当于拍摄物沿反方向位移，所以最终将这四张图 如右图方式进行拼接，便可以得到 6.04 亿像素的等 效图像。 彩色 6.04 亿超分辨率相机还可实现真彩色成 • 标准位移模式下可实现 4/9 倍分辨率提高， 像。按照同样的路线进行移动和取图后，可将 4 次 分辨率可达 6.04/13.59 亿 拍摄获取的灰度值，分别认定为 RGB 不同通道的灰 度值，再通过算法进行叠加，从而实现真彩色成像。 • 纳米级像素位移技术 • 最高帧率 1.5fps@4 倍分辨率模式 • 支持手动位移和自动位移 • 采用 CoaXPress 接口 • 包含黑白和彩色相机版本 • 彩色相机可实现 RGB 真彩色成像 • 电制冷（低于环境温度 20℃） 45

PRODUCT\&TEK 产品与技术 摄像头、镜头和照明 完整的集成控制视觉解决方案 德国倍福自动化有限公司 王冬翠译 工业级图像处理的优化设计与概念 ——无论是在单个视觉组件还是整个图像处理 系统方面，从一开始，Beckhoff 的开发过程就专 注于确保工业应用的最佳适用性。 作 为 基 于 PC 的 控 制 技 术 专 家，Beckhoff 一 相关设计方面包括 IP65/IP67 阳极氧化铝和钢 直在寻找将所有机器功能集成到单个控制平台 化玻璃外壳，光滑的玻璃表面对清洁剂和其他化学 中的方法。自 2017 年推出包括图像处理的软件 物质具有高抵抗力，灵活安装和应用的各种选择， TwinCAT Vision 以 来。 随 着 全 面 的 Vision 硬 件 以及可选的防碎保护。Beckhoff 的自主开发和生 组合的推出，倍福在这一领域的产品布局宣告完成。 产设施提供了进一步的优势，确保了在技术和质量 方面提供一流的完整解决方案，各方面都得到了完 Beckhoff Vision 为机器制造商和最终用户提 美的协调。 供了一个完整的图像处理系统，涵盖了从软件到照 明的所有必要组件。它与基于 EtherCAT 的控制 无缝集成——不仅是单个硬件和软件组件组成 技术无缝集成，为用户带来了显著的竞争优势，包 一个完整的系统，还与机器控制系统集成——为工 括与所有机器流程的高度精确同步，降低了工程 业图像处理打开了巨大的应用潜力，反过来，也为 和硬件成本，简化了调试和支持。除了 TwinCAT 机器和系统打开了优化潜力。这也意味着视觉系统 Vision 软件外，Vision 产品组合现在还包括以下 可以与所有控制过程和机器序列高度精确地同步。 硬件组件： 标准自动化应用程序中的实现还实现了所有其他组 件交互的一致性。此外，摄像头系统和照明组件可 • VCS2000 面阵相机 以单独安装，也可以作为一个集成单元安装在一起， 具体取决于应用要求。 • 坚固耐用的 VOS2000 和 VOS3000 C 口镜头 从项目规划的角度来看，集成概念还提供了显 • 采用条形、面板和环形设计的多色 LED 照明 著的优势：它减少了工程工作量和硬件成本，并简 （VIB2000、VIP2000 和 VIR2000） 化了系统集成、调试和支持。 • 由相机、照明和可聚焦光学器件组成的完整 通过与 EtherCAT 系统的完全集成，实时应 单元（视觉单元，VUI） 用程序的实现也得到了完美的支持和促进。例如， 可以直接从系统实现图像捕获和曝光的简化和同步 的触发生成。此外，视觉系统可以与所有控制流程 和基于云的服务轻松链接和同步，并利用强大方便 的 EtherCAT 诊断的所有常见优势。总的来说，从 46

MACHINE VISION 2023/05 坚固耐用的 C 型安装透镜，具有面向安装 的设计 Bernd Stöber，Beckhoff Automation 视觉高级产品经理 VOS2000 和 VOS3000 系列的高分辨率镜头 由于采用 C 形安装连接螺纹，可以通用，由于其坚 机器的角度来看，这些因素通过更短的响应时间、 固且易于安装的设计，非常适合在恶劣的工业环境 更高的循环速率和加速的处理过程，提高了处理效 中使用。焦点和固定光圈易于调整，可以使用紧凑 率，同时减少了硬件和布线工作量，并最大限度地 的螺钉轻松精确地锁定。透镜还具有 420 至 1050 减少了安装空间和系统占地面积。 nm 的宽带防反射涂层，与多色 LED 照明非常匹配。 此外，高达 10g 的抗振动和抗冲击性能能够在可见 功能强大的摄像头，可进行精确评估 光和近红外范围内进行可靠的测量。 VCS2000 系 列 的 区 域 扫 描 相 机 使 用 高 达 有 两 个 镜 头 系 列 可 供 选 择：VOS2000 是 为 2400 万像素分辨率的彩色和单色 CMOS 传感器， 2/3 英寸（11 毫米）的图像传感器优化设计的，而 为 工 业 图 像 处 理 生 成 高 质 量 数 据。 拥 有 3.45µm VOS3000 则是图像圆高达 1.2 英寸（19.3 毫米） 和 2.74µm 像素间距的索尼传感器系列，可用于 的最大图像分辨率的理想选择。除了普遍可用的从 不同的视觉任务和图像分析功能。凭借其高帧率 可见光到近红外的宽带抗反射涂层外，VOS3000 和 2.5 Gbit/s 的 快 速 图 像 数 据 传 输， 这 些 相 机 是 系列在 850nm 的光谱范围内为大图像圆提供了出 EtherCAT 同步应用中自动化视觉检查和精确产品 色的色差校正。 跟踪的理想选择。 坚固耐用的工业级摄像机，可以在较宽的温度范围内灵活使用， 具有成本效益的 2.5 Gbit/s 传输速率使相机的 也可采用带镜头保护管 IP65/67 外壳 性能潜力得到充分利用：这是通过任何电缆长度的 工业局域网技术有效利用提高的帧速率和实现极 通过 Beckhoff Vision， 快响应时间的先决条件。此外，这使视觉系统与 工业图像处理被整体集成到机器和系统控制中 Beckhoff 强大的工业 PC 完美匹配。 坚固耐用的工业级摄像机支持既定的国际 GigE Vision 标准，可在宽温度范围内灵活使用。 带有热硬化防反射玻璃的透镜保护管确保了焦点位 置的稳定性，并在不需要额外外壳的情况下提供了 对清洁剂和处理效果的高抵抗力。灵活的安装选项 和光轴上较小的安装深度（包括连接）也为机器设 计提供了非凡的自由度。 47

PRODUCT\&TEK 产品与技术 三种设计中的多色 LED 照明组件（此处：VIP2000 面板设计） 照明组件的灯光颜色可以根据颜色和亮度方面 为图像处理中的精确评估提供了不可或缺的基础 的特定对象要求进行调整。混合各个颜色通道可以 产生光谱完整的白光。将电力电子设备直接集成到 照明组件中可以获得高水平的亮度，这对于捕捉高 度动态运动时的可靠冷冻至关重要。与 EtherCAT 的完全集成允许用户为每个单独的测试对象在灯光 颜色、亮度和触发方面进行单独的设置。 此外，高精度的控制和高效的电子设备将能源 需求降至最低。具有分布式时钟功能的 EtherCAT P 单电缆解决方案和响应式电力电子设备能够实现 与所有机器过程的高精度同步，并有助于避免不必 要的照明时间。蓝色 LED 芯片构成了高光输出和 温度稳定性以及在高环境温度下提高效率的基础。 EtherCAT 控制的闪光灯模式减少了电源输出以及 所需的冷却工作，同时降低了照明的总体能耗。 具有可聚焦光学器件的完整解决方案 新的硬件组合还提供了 VUI 单元的一体化方法，将 2.5 Gbit/s 照明视觉单元是一个紧凑的单元，由相机、 摄像头、多色 LED 照明和光学器件组合在一个组件中 照明和采用液体透镜技术的可聚焦光学器件组成。 它显著降低了由于运行时的焦点调整造成的不稳定 性，特别适用于组件高度可变的应用，如物流中的 应用。所有功能部件均封装在外观美观的阳极氧化 铝外壳中，防护等级为 IP65/67。热硬化和防反射 玻璃确保在清洁和处理过程中具有高的机械和化学 抗性。VUI 的 EtherCAT P 连接位于侧面，允许在 光轴上以较小的安装深度进行安装，而较大的安装 表面确保良好的散热。专用接地连接也位于侧面， 使接地和 EMC 概念的实施变得容易。 镜片的操作通过两个手柄进行了优化，易于调节，两个可旋转 对于图像采集，PLC 在运行时通过 EtherCAT 的固定环用于聚焦和光圈，两个 M3 固定螺钉用于安全锁定 控制各个功能组件（相机、照明、镜头）的所有设置， 达到高精度，并与应用中的所有过程精确同步。例如， 灵活、高精度、节能照明 焦点位置的电子调节意味着焦点直接适应不同的工 作距离。用于图像采集的光色以及光脉冲的强度和 多色 LED 照明组件有三种设计：条形 VIB2000、 长度或相机的参数也可以通过 EtherCAT 进行控制。 面板 VIP2000、环 VIR2000 为始终如一的高质量 运行时的聚焦是通过一种坚固、位置不变的液体透 图像提供恒定的照明条件。这为图像处理中的精确 镜实现的，该透镜具有非常高的抗冲击和振动性能， 评估提供了不可或缺的基础。即使在光谱可调脉冲 并且由于循环次数多而具有超长的使用寿命。 模式下，照明也能在待检查特征与其周围环境之间 产生尽可能好的对比度。 48

MACHINE VISION 2023/05 光虎光学远心系列产品 ——助力视觉检测系统“准”与“稳” 光虎光电科技（天津）有限公司 赵宁 从人工视觉检测发展到工业机器视觉检测，其 图 1-2 中一个关键目的就是提升准确性与稳定性。基于这 个目标，机器视觉行业一直在尝试各种努力。比如 300mm 时，可知其像物比为 0.25 倍（见图 1-1）； 通过专用光源排除环境光干扰；提升工业相机的信 而光虎光学 OTL18.5-05-300C 远心镜头在保证了 噪比与宽温特性，减少噪声干扰；训练深度学习模 较大工作距离 300mm 时，像物比为 0.5 倍（见图 型，亚像素算法等。作为视觉检测系统中重要一环 1-2）。面对小视野、高精度场景，远心镜头在既 的光学成像，光虎光学立足远心镜头产品，助力视 定工作距离下，容易获得更佳的像素精度。 觉检测的“准”与“稳”。 改善畸变，拒绝视差 小视野、高精度场景的灵活性 像素数量的提升有利于对特征的提取，然而对 视觉处理的本质是特征提取与坐标关系，相 于相对位置关系、尺寸测量的提升却不明显，正是 应的，找出缺陷和测量尺寸也是工业视觉检测中 因为光学成像系统中存在畸变。大多数定焦镜头光 经常用到的。无论是特征与尺寸，被测目标的边 学畸变普遍在 1% 左右，广角镜头的畸变则更明显。 缘以及中心都是相对更重要的，所以在一定范围 光虎光学远心镜头产品普遍设计为畸变 ≤0.05%， 内，为了准确地对检测目标定性与定量，就势必 部分产品系列可达 ≤0.01%，这就保证了像素坐标 要提高目标区域的单位面积像素数量，也就是提 的天然准确性，即使通过算法标定矫正，在有限的 高像物比。 像素采样频率下，远心镜头依然有着远超定焦镜头 的测量稳定性。 如果采用一款定焦镜头，由于其成像特性满足 公式：焦距 / 工作距离 = 传感器尺寸（像方）/ 视 人眼观察时会有近大远小的透视效应，如遇到 野大小（物方）工作距离就会限制像素精度。 具有高低差的被测物，采用同类成像原理的固定焦 距镜头亦会被视差所困扰（如图 2-1，图 2-2）。 比 如 一 款 75mm 微 距 镜 头， 在 工 作 距 离 由前文像物比公式易知，视差所带来的图像尺寸变 化（或像素坐标偏移）往往比畸变更显著。通过标 图 1-1 49

PRODUCT\&TEK 产品与技术 定算法矫正的难度也就更大，甚至常常因条件限制 或计算过于复杂而难以实现。 远心镜头采用无穷远处入射也即平行光线设 计，可以做到视野及景深范围内像物比恒定，排除 近大远小的干扰（如图 3-1，图 3-2），保证了高 低差物体或产线振动时视觉检测的稳定性。 图 2-1 图 2-2 图 3-1 图 3-2 图 4 调整双侧远心镜头工作距后，仍能得到相同倍率图像 双侧远心的进一步提升 当然，增加像方容错率仅是双侧远心镜头的 表象和提点升之一，更好的远心度与更低畸变才 是双侧远心镜头的追求所在（图 5-1 为远心镜头 OTL11.5-05-110C 参 数， 图 5-2 为 双 侧 远 心 镜 头 TTL11.5-25-110C 参数）。 如大家所知，远心镜头的设计分为物方远心、 实测远心度（°） <0.025 <0.01 像方远心以及双侧远心。上文所提到的远心镜头 特性，物方远心镜头即可基本满足。然而，物方 实测畸变率（%） <0.035 <0.043 远心镜头的倍率虽不受工作距离影响，却易受像 实测远心度（°） 图 5-1 <0.05 方后焦距离的影响。由于镜头与相机连接误差（后 焦改变或像面倾斜），仍可能给视觉测量引入不 <0.02 稳定因素。 实测畸变率（%） <0.015 <0.05 根据高斯公式：1/s+1/s'=1/f，s 与 s' 分别为物 距与像距，由于不建议调整物方远心镜头，镜头的 图 5-2 工作距离也无法做任何调整。 随着工业视觉检测的应用更加深入与广泛，如 因此，双侧远心镜头的应用水到渠成。一定范 何在复杂场景中保证精度与稳定性成为现阶段成像 围内，既可避免安装误差带来的测量不稳定性，也 光学产品的突破重点。光虎光学现有 OTL 远心镜 可反之应用于对镜头工作距离的适当调整。光虎光 头系列、TTL 双远心镜头系列，以及增强远心效果 学 TTL 系列双远心镜头全部具有垫片可增减设计， 的 TLS 远心光源系列等产品，通过各色性能优异 方便后焦调节。（图 4 为 TTL-11.5-45-70C） 的产品，光虎光学努力帮助客户解决工业视觉检测 “准”与“稳”的难题。 50