高速高精度工业视觉检测与柔性控制系统关键技术 助力机器视觉行业发展进入新阶段

随着全球经济转型和科技的快速发展，创新驱动已经成为许多国家和地区经济发展的主要方向，而信息技术产业及人工智能技术成为创新驱动经济发展的关键支撑。

随着“德国工业4.0”和“中国制造2025”的提出，工业视觉检测作为其中重要的一环，对智能制造的转型升级有着举足轻重的作用。而在“政策+需求+国产替代” 多方向驱动下，机器视觉行业发展进入了新阶段。

 

 

(图一)

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，以技术驱动为主的形态，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，突破关键技术，以点带面，促进行业高质量发展。

 

 

(图二)

创新点串珠成链，助力智能制造加速跑

从检测过程中的，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貌更规则，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。

1）创新点一：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

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，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。

(图三)

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。

(图四)

2）创新点二：实现了复杂场景下的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，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。

(图五)

创新了高稳定性与强鲁棒性的条纹投影图案和相应编解码算法。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。

 

(图六)

攻克了针对自由曲面的反/透射相位偏折重建模型，在算法和硬件框架上创新了基于条纹结构光的PMP相位轮廓成像系统与PMD相位偏折成像系统的统一，解决了对镜面和透明材质的兼容成像问题。

(图七)

 

3）创新点三：构建云边端的工业视觉解决方案

构建了2D视觉、3D视觉、AI质检一体化工业视觉算法平台，融合传统图像处理和深度学习分析技术，实现测量、定位、识别、视觉引导、表面质量分析等面向多场景的低代码开发平台与应用系统的国产替代。

实现测量、定位、表面质量分析和识别等300多个传统图像处理算法的数学建模和分析，基于指令集、并行算法优化技术，实现高速、高精度、鲁棒性的工业图像分析。针对工业场景样本匮乏、纹理缺失、低对比度等场景，侧重解决稀缺场景小数据、图像遮挡拉伸等特殊场景下目标检测、语义分割、分类、字符识别、多图像融合深度学习等难题。创新了基于组态、流程配置的零代码视觉软件平台和面向开发者的图像算法开发环境。

(图八)

4）创新点四：构建机器人协同感知与智能决策视觉伺服系统

针对新能源汽车电池工艺制造、传统机器人缺乏自主感知、异形VR眼镜点胶等薄弱环节，围绕机器人力觉、视觉等信息融合场景，创新了机器人动力学和运动学分析、多源信息感知与影像融合、视觉增强引导与人机协同关键技术，攻克了机器人导航定位、目标检测跟踪、交互决策、参数标定及位姿误差补偿等关键技术，构建机器人协同感知与智能决策视觉伺服系统。

(图九)

关键技术突破，做机器视觉交付专家

对于关键技术的突破上，公司已经取得多项具有自主知识产权的创新成果并实现在国内的产业应用，目前申请专利100+，已授权49+，软著证书56+，主要为3C电子制造和新能源领域的头部客户和上市公司提供服务，获得客户的广泛好评。

在缺陷检测过程中，业界工业最难突破的几个难点如：锂电行业中，软包电池外观检测、包蓝膜后外观检测、铝壳六面检测、密封钉/顶盖焊焊接质量检测等；3C行业中，屏蔽盖外观检测、五金件尺寸测量、蓝宝石玻璃检测等，通过公司在关键技术上的不断突破也取得了阶段性的胜利。

 

在推广过程中，华汉伟业已完成图像算法、2D&3D&AI标准视觉软件开发和布局；当前聚焦在3D传感器、读码器、工控机等标准硬件及AOI检测设备上，由技术驱动逐步过渡到技术产品+市场驱动的形态上来。

从算法上的AI+机器视觉场景的应用，减少99%样本采集时间，大幅提升检测效率，到行业大模型的建立，实现产线的快速部署换型，再到项目交付过程中的7*24小时全国快速服务和响应，公司从算法创新、应用开发、解决方案到设备制造打造四个层面，全面打造“3D+AI机器视觉交付专家”。

 

作为中国本土化机器视觉产业，华汉伟业从关键技术突破到规模市场的开发，聚焦高速高精度工业视觉检测与柔性控制系统关键技术及产业化，与国家的政策方针和技术发展潮流始终保持着一致，一步步一个脚印，坚守“精益求精”的匠心，始终如一，修炼好内功，钻研客户需求，打磨好的产品，攻克关键技术，赋能多应用场景，助力机器视觉行业发展进入新阶段。

（来源：中国工控）