海伯森線光譜共焦傳感器破題3D視覺檢測，賦能智能制造

伴隨2021年各項(xiàng)數(shù)據(jù)的陸續(xù)公布，“中國制造”也迎來令人振奮的消息：截至2021年，我國3C產(chǎn)能已占全球70%份額（艾媒咨詢：《2021中國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。

手機(jī)、筆記本等電子元器件、配件的高精密化趨勢，也對(duì)工業(yè)質(zhì)檢與測量提出了更高要求。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、測量，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。

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

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，后者更側(cè)重于為機(jī)器人、AGV等工業(yè)場景的測距避障和安全防護(hù)。

它們的出現(xiàn)，在精確測量、視場角、分辨率等多個(gè)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(yè)檢測亞微米級(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、定位等功能。

傳統(tǒng)的工業(yè)檢測方式主要是人工，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)雜場景中物體的識(shí)別和尺寸測量，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)算被感測到的焦點(diǎn)的波長，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，可全方位立體檢測出電池正負(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距雷達(dá)，與現(xiàn)有的3D測量方式相比，ToF具有探測距離遠(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。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)可靠的測量結(jié)果。

更大視場角和更高分辨率，可實(shí)現(xiàn)最大68°*55°的超大視場角，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)模化生產(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，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，有著廣闊的市場前景。

審核編輯：符乾江