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海伯森先端3D视觉传感器以光谱共焦等技术助力工业精密测量

2022-12-27 15:02   来源: 互联网

近年来,各项政策都在强调“推动制造业高端化、智能化、绿色化发展”,含金量高、附加值大的高端智能制造产业持续保持较快增长速度,引领我国经济加速转型升级。

在“规模制造”到“智能制造”转型“窗口期”, 老牌企业多年积累的竞争优势正在被挑战,新生企业抓住“风口”野蛮生长,行业格局正在悄然“洗牌”。

以工业领域举例,机器视觉被称为智能制造的“智慧之眼”,是实现工业自动化和智能化的必要手段。由于 2D 视觉不足以满足消费电子、智能汽车、半导体等精密制造行业不断提高的精度要求,增加了物理空间的深度信息,更全面、更真实记录物理世界的 3D 视觉逐渐兴起,并得到行业的广泛关注。

“致力于建立一流的高端智能传感器品牌”的海伯森技术(深圳)有限公司(以下简称“海伯森”)正是这一领域的佼佼者。

据了解,海伯森成立于2015年,是一家专注于传感器产品研发和规模化生产的科技型企业,尤其是近两年,海伯森在光学传感技术领域获得多次突破,并建设起成熟的3D视觉检测阵营。

2021年4月发布国产首台3D线光谱共焦传感器HPS-LCF1000,随后相继推出HPS-LCF系列产品,开拓高精度3D检测市场。

2022年上半年发布国产唯一3D闪测传感器HPS-DBL60,填补国内该技术领域空白。

2022年下半年再度推出同轴式3D线光谱HPS-LCX1000,成为业内首家具备完善的2D/3D检测、同轴/斜射式测量产品体系的光谱共焦传感器生产企业,这说明了国产技术在全球市场竞争中的创新和进步。

新生企业的发展,核心的内核驱动在于技术和产品,海伯森在3D视觉获得的成果就得益于对新技术的钻研和对品质的精细打磨。

回归产品本身,先来了解3D线光谱共焦传感器,顾名思义该系列产品采用光谱共聚焦原理,通过白光色散计算物镜到被测物表面焦点的波长,并换算获得精确距离值,适合于对镜面、高反光、强吸光等几乎任意材质物体的高精度3D检测。

HPS-LCF1000不仅是国内首台3D线光谱共焦传感器,还具备业内最高2048点/线超高分辨率、35000线/秒超高速扫描的性能,且Z轴重复精度为0.1μm(一根头发丝的1/200),一次扫描即可输出高精度图像和3D点云数据,适用于工业生产中的高动态测量任务。此外,HPS-LCX1000在测量结构上还作出了优化,大幅提升了镜头测量能力,同轴式测量避免了测量盲区,角度兼容性达到±45°,有效解决曲面、垂直面和各种复杂几何表面测量的难题。

“近几年国内传感器市场年复合增长率超过11%,预计到2023年,市场总量将超过2500亿元。”海伯森董事长兼技术总负责人王国安博士表示,国内受制于芯片和高精密制造技术“卡脖子”困境,高端传感器市场80%以上需求依赖进口,美国、日本、德国占据全球传感器市场近七成份额,而中国仅占到10%左右。

3D视觉对比2D视觉赛道较新,国内企业有更多的机会弥补基础研究上的弱势,达成技术上的突破。除了光谱共焦传感器,海伯森另一大明星产品:3D闪测传感器则是基于新型闪测技术,采用结构光投影方式实现高精度测量,对比现有的光学测量方式更适合于2D/3D复合的高通量实时在线检测,主要表现为:

● 无死角零透视误差的检测:在结构上采用四面全覆盖立体投光单元结合低畸变远心镜头和高分辨率CMOS元件,检测视野更广且成像效果更佳,能够实现62mm*62mm视野范围内<20μm的绝对测量精度和<1μm的重复测量精度。

● 2D/3D复合的表面质量检测:内置AI图形优化算法可分别对生成的2D图像和3D点云数据进行高效优化,可通过差分数据检测识别出异常特征,确保尺寸、体积、高度等特征的精确测量。

● 低延时高节拍检测:传感头和控制器之间采用40G的以太光纤进行高速数据传输,运算速度可达32万亿次/秒。内置的AI图像解码算法实现2D/3D数据的极速处理,大幅提升了检测的节拍。

● 操作简单易用性强:一键设定即可将二维的结构光图案投射到物体表面上,无需移动物体即可实现三维轮廓测量,保证测量精度的同时大幅提升了工作效率,此外内置的优化算法可随需改变2D/3D检测模式,满足丰富场景需求。

大工业环境下产业分工协作,生产和检测也在紧密配合,3D视觉为机器植入“眼睛”,实现生产质量检测自动化、智能化。除此之外,要实现真正的“智能制造”,还需要更多智能传感技术为机器赋能全面的感知。

据了解,海伯森不仅在3D精密检测市场有产品布局,在机器人力控、高精度测距定位等场景中公司智能传感器产品也有广泛的市场应用。除了3D线光谱共焦传感器和3D闪测传感器,产品矩阵中还包括点光谱共焦位移传感器、超高速工业相机系列、六维力传感器系列,激光对针传感器和面阵固态激光雷达等。目前海伯森已与国内外诸多工业制造标杆企业建立深度合作,其中包括华为、比亚迪、富士康等等,产品应用领域涵盖了电子3C、工业半导体、精密五金和新能源等。

海伯森始终注重产品自主核心技术和品质管理体系的建设,并完善供应链管理配套,充分保障产品优越性能和稳定的批量供应能力。未来,海伯森将继续深耕高端传感器的研发与制造,助力国产传感器技术升级和高端产品进口替代,助力我国工业制造业由中低端转向高端,进而实现更高质量的中国制造。


责任编辑:Linda
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