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賦能智能制造,海伯森線光譜共焦傳感器破題3D視覺檢測
【機械工業網】 時間:2022-01-26 來源:本站整理 【收藏本頁

      伴隨2021年各項數據的陸續公布,“中國制造”也迎來令人振奮的消息:截至2021年,我國3C產能已占全球70%份額(艾媒咨詢:《2021中國智能制造專題研究報告》)。

      這意味著全球3C產品的加工和組裝工廠,絕大部分在中國。

      手機、筆記本等電子元器件、配件的高精密化趨勢,也對工業質檢與測量提出了更高要求。在更廣泛的工業制造領域,機器視覺已在替代人眼,對物體進行非接觸檢測、測量,進而提高加工精度、發現產品缺陷并進行自動分析決策。

      中國工程院院士譚久彬在兩年前的一場論壇上直接點題:“沒有超精密測量,就不會有高質量的高端裝備制造?!?/span>

      剛剛過去的2021年,海伯森技術(深圳)有限公司(下稱海伯森)接連迎來了全新突破:國產首臺3D線光譜共焦傳感器HPS-LCF1000、高性能3D面陣固態激光雷達HPS-3D640相繼誕生。

      前者廣泛應用于工業生產制造的微觀視覺檢測,后者更側重于為機器人、AGV等工業場景的測距避障和安全防護。

      它們的出現,在精確測量、視場角、分辨率等多個方面,為中國高精密制造提供了更高維度的視覺工具。


      3D線光譜共焦傳感器,賦予工業檢測亞微米級洞察

      機器視覺,是指利用光學傳感設備,配合機器視覺算法賦予智能設備人眼功能,從而對物體進行識別、檢測、定位等功能。

      傳統的工業檢測方式主要是人工,在機器被賦予3D視覺后,可以在更復雜的環境里更精準地識別物體缺陷。業界認為,從2D到3D的過渡,將成為繼黑白到彩色,低分辨率到高分辨率以及靜態圖像到電影之后的第四次革命。

      隨著5G、AI等技術的發展,行業應用需求不斷提升,2D視覺已無法滿足對復雜場景中物體的識別和尺寸測量,因此催生了3D視覺技術。相對于2D視覺,3D視覺的技術門檻更高,涉及光學、結構、散熱等跨學科領域,再加上芯片、算法構成的復雜系統設計,需要足夠的時間投入和高技術人才培養。

      作為國內高端智能傳感器生產制造商,海伯森經過兩年多的技術攻關,正式推出了全國首臺 3D線光譜共焦傳感器HPS-LCF1000。

      它采用光譜共聚焦原理,通過計算被感測到的焦點的波長,換算獲得距離值。其擁有2048點/線超高分辨率、業界最快的35000線/秒超高速掃描,測量的精度已實現亞微米級(100nm-1μm),極值精度為0.3μm(一根頭發絲的1/200)。

      配以先進的表面補光技術和系統算法集成,使HPS-LCF1000具備超高的3D檢測成像分析、橫縱向亞微米級分辨率、優異的材質適應性等技術優勢,可全方位立體檢測出電池正負極材料的外觀、電池殼體尺寸和焊接點等缺陷。

△ 鋰電檢測應用3D線光譜共焦傳感器HPS-LCF系列△

      據悉,目前海伯森已與國內諸多工業制造標桿企業建立了合作關系,其中包括華為、比亞迪、富士康等,其精密測量設備在電子3C、包裝材料、醫療衛生和科研教學等領域中應用極為廣泛。


      面陣激光測距,軟硬件賦予強悍視野

      面陣固態激光雷達HPS-3D640是基于ToF原理的高性能多線激光測距雷達,與現有的3D測量方式相比,ToF具有探測距離遠、設備易于小型化、動態表現好等多種技術優勢。具體表現為:

      更強光源,產品強光性能高達80000Lux,能夠有效降低環境光的影響,不論是夜景還強光環境下,都能實現可靠的測量結果。

      更大視場角和更高分辨率,可實現最大68°*55°的超大視場角,分辨率達640*480,每幀可輸出 307200個點的距離數據,最小分辨率僅為1cm,相較上一代產品,精度也提升了2倍。

      為確保產品高可靠性,海伯森還針對產品進行了軟硬件雙升級,比如嵌入了高性能處理器,確保穩定測量的同時數據輸出,一次拍攝即可生成3D點云數據,并可進行實時傳輸。全新升級的技術,無論在數據測量穩定性方面,還是成像細節的展現上都表現出色。

      硬件上,配備了全固態工業級IP67防護設計,產品可在-10℃—55℃溫度內正常工作,同時保證產品5—8W低功耗,更能滿足產業升級背景下,愈發嚴苛的應用需求。

      配合小巧的體積,易于集成,可靈活部署,適用于更復雜的環境。目前,HPS-3D系列面陣固態激光雷達因其強悍的性能與豐富的功能設置,廣泛應用于包裹體積測量、敏感區防護、3D建模、人員計數、智能交通、車輛控制等各個場景。


      小結

      目前,海伯森已經具備涉及力學、光學、機械、電子、算法等方面的核心技術,并綜合運用于傳感器產品的開發和規?;a,推動著傳感器上下游產業的進步。

      對于數字化轉型關鍵期的中國工業智能制造而言,需要依托更為精密的高端設備提升生產的效能,而在柔性制造需求下,高端設備的功能要滿足多變的市場需求,還是要通過傳感器來實現。

      正如海伯森研發的機器3D視覺產品,無論是3D線光譜共焦傳感器的微觀檢測,還是面陣固態激光雷達3D識別,都賦予了智能制造更高維度的工具,有著廣闊的市場前景。

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