伴隨2021年各項(xiàng)數(shù)據(jù)的陸續(xù)公布,“中國(guó)制造”也迎來令人振奮的消息:截至2021年,我國(guó)3C產(chǎn)能已占全球70%份額(艾媒咨詢:《2021中國(guó)智能制造專題研究報(bào)告》)。
這意味著全球3C產(chǎn)品的加工和組裝工廠,絕大部分在中國(guó)。
手機(jī)、筆記本等電子元器件、配件的高精密化趨勢(shì),也對(duì)工業(yè)質(zhì)檢與測(cè)量提出了更高要求。在更廣泛的工業(yè)制造領(lǐng)域,機(jī)器視覺已在替代人眼,對(duì)物體進(jìn)行非接觸檢測(cè)、測(cè)量,進(jìn)而提高加工精度、發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品缺陷并進(jìn)行自動(dòng)分析決策。
中國(guó)工程院院士譚久彬在兩年前的一場(chǎng)論壇上直接點(diǎn)題:“沒有超精密測(cè)量,就不會(huì)有高質(zhì)量的高端裝備制造。”
剛剛過去的2021年,海伯森技術(shù)(深圳)有限公司(下稱海伯森)接連迎來了全新突破:國(guó)產(chǎn)首臺(tái)3D線光譜共焦傳感器HPS-LCF1000、高性能3D面陣固態(tài)激光雷達(dá)HPS-3D640相繼誕生。
前者廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)制造的微觀視覺檢測(cè),后者更側(cè)重于為機(jī)器人、AGV等工業(yè)場(chǎng)景的測(cè)距避障和安全防護(hù)。
它們的出現(xiàn),在精確測(cè)量、視場(chǎng)角、分辨率等多個(gè)方面,為中國(guó)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(yè)檢測(cè)亞微米級(jí)洞察
機(jī)器視覺,是指利用光學(xué)傳感設(shè)備,配合機(jī)器視覺算法賦予智能設(shè)備人眼功能,從而對(duì)物體進(jìn)行識(shí)別、檢測(cè)、定位等功能。
傳統(tǒng)的工業(yè)檢測(cè)方式主要是人工,在機(jī)器被賦予3D視覺后,可以在更復(fù)雜的環(huán)境里更精準(zhǔn)地識(shí)別物體缺陷。業(yè)界認(rèn)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(tài)圖像到電影之后的第四次革命。
隨著5G、AI等技術(shù)的發(fā)展,行業(yè)應(yīng)用需求不斷提升,2D視覺已無法滿足對(duì)復(fù)雜場(chǎng)景中物體的識(shí)別和尺寸測(cè)量,因此催生了3D視覺技術(shù)。相對(duì)于2D視覺,3D視覺的技術(shù)門檻更高,涉及光學(xué)、結(jié)構(gòu)、散熱等跨學(xué)科領(lǐng)域,再加上芯片、算法構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì),需要足夠的時(shí)間投入和高技術(shù)人才培養(yǎng)。
作為國(guó)內(nèi)高端智能傳感器生產(chǎn)制造商,海伯森經(jīng)過兩年多的技術(shù)攻關(guān),正式推出了全國(guó)首臺(tái) 3D線光譜共焦傳感器HPS-LCF1000。
它采用光譜共聚焦原理,通過計(jì)算被感測(cè)到的焦點(diǎn)的波長(zhǎng),換算獲得距離值。其擁有2048點(diǎn)/線超高分辨率、業(yè)界最快的35000線/秒超高速掃描,測(cè)量的精度已實(shí)現(xiàn)亞微米級(jí)(100nm-1μm),極值精度為0.3μm(一根頭發(fā)絲的1/200)。
配以先進(jìn)的表面補(bǔ)光技術(shù)和系統(tǒng)算法集成,使HPS-LCF1000具備超高的3D檢測(cè)成像分析、橫縱向亞微米級(jí)分辨率、優(yōu)異的材質(zhì)適應(yīng)性等技術(shù)優(yōu)勢(shì),可全方位立體檢測(cè)出電池正負(fù)極材料的外觀、電池殼體尺寸和焊接點(diǎn)等缺陷。
△ 鋰電檢測(cè)應(yīng)用3D線光譜共焦傳感器HPS-LCF系列△
據(jù)悉,目前海伯森已與國(guó)內(nèi)諸多工業(yè)制造標(biāo)桿企業(yè)建立了合作關(guān)系,其中包括華為、比亞迪、富士康等,其精密測(cè)量設(shè)備在電子3C、包裝材料、醫(yī)療衛(wèi)生和科研教學(xué)等領(lǐng)域中應(yīng)用極為廣泛。
面陣激光測(cè)距,軟硬件賦予強(qiáng)悍視野
面陣固態(tài)激光雷達(dá)HPS-3D640是基于ToF原理的高性能多線激光測(cè)距雷達(dá),與現(xiàn)有的3D測(cè)量方式相比,ToF具有探測(cè)距離遠(yuǎn)、設(shè)備易于小型化、動(dòng)態(tài)表現(xiàn)好等多種技術(shù)優(yōu)勢(shì)。具體表現(xiàn)為:
更強(qiáng)光源,產(chǎn)品強(qiáng)光性能高達(dá)80000Lux,能夠有效降低環(huán)境光的影響,不論是夜景還強(qiáng)光環(huán)境下,都能實(shí)現(xiàn)可靠的測(cè)量結(jié)果。
更大視場(chǎng)角和更高分辨率,可實(shí)現(xiàn)最大68°*55°的超大視場(chǎng)角,分辨率達(dá)640*480,每幀可輸出 307200個(gè)點(diǎn)的距離數(shù)據(jù),最小分辨率僅為1cm,相較上一代產(chǎn)品,精度也提升了2倍。
為確保產(chǎn)品高可靠性,海伯森還針對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了軟硬件雙升級(jí),比如嵌入了高性能處理器,確保穩(wěn)定測(cè)量的同時(shí)數(shù)據(jù)輸出,一次拍攝即可生成3D點(diǎn)云數(shù)據(jù),并可進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸。全新升級(jí)的技術(shù),無論在數(shù)據(jù)測(cè)量穩(wěn)定性方面,還是成像細(xì)節(jié)的展現(xiàn)上都表現(xiàn)出色。
硬件上,配備了全固態(tài)工業(yè)級(jí)IP67防護(hù)設(shè)計(jì),產(chǎn)品可在-10℃—55℃溫度內(nèi)正常工作,同時(shí)保證產(chǎn)品5—8W低功耗,更能滿足產(chǎn)業(yè)升級(jí)背景下,愈發(fā)嚴(yán)苛的應(yīng)用需求。
配合小巧的體積,易于集成,可靈活部署,適用于更復(fù)雜的環(huán)境。目前,HPS-3D系列面陣固態(tài)激光雷達(dá)因其強(qiáng)悍的性能與豐富的功能設(shè)置,廣泛應(yīng)用于包裹體積測(cè)量、敏感區(qū)防護(hù)、3D建模、人員計(jì)數(shù)、智能交通、車輛控制等各個(gè)場(chǎng)景。
小結(jié)
目前,海伯森已經(jīng)具備涉及力學(xué)、光學(xué)、機(jī)械、電子、算法等方面的核心技術(shù),并綜合運(yùn)用于傳感器產(chǎn)品的開發(fā)和規(guī)?;a(chǎn),推動(dòng)著傳感器上下游產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。
對(duì)于數(shù)字化轉(zhuǎn)型關(guān)鍵期的中國(guó)工業(yè)智能制造而言,需要依托更為精密的高端設(shè)備提升生產(chǎn)的效能,而在柔性制造需求下,高端設(shè)備的功能要滿足多變的市場(chǎng)需求,還是要通過傳感器來實(shí)現(xiàn)。
正如海伯森研發(fā)的機(jī)器3D視覺產(chǎn)品,無論是3D線光譜共焦傳感器的微觀檢測(cè),還是面陣固態(tài)激光雷達(dá)3D識(shí)別,都賦予了智能制造更高維度的工具,有著廣闊的市場(chǎng)前景。
本文關(guān)鍵字:海伯森、3D線光譜共焦傳感器、面陣固態(tài)激光雷達(dá)