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高速高精度工业视觉检测与柔性控制系统关键技术
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2024-12-11 13:56:58来源: 中国机器视觉网

一、背景介绍

在全球经济转型与科技飞跃的背景下,创新驱动引领着众多国家和地区的经济发展,其中信息技术及人工智能扮演了核心角色。伴随“德国工业4.0”与“中国制造2025”战略的推进,工业视觉检测作为智能制造升级的关键,其重要性日益凸显。在“政策扶持+市场需求+国产替代”的多重推动下,机器视觉行业迈入发展新篇章。

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,以技术驱动为主的模式,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。以突破关键技术为主,带动行业转型升级,以点带面,加快推动制造业高质量发展。

二、创新点串珠成链,助力智能制造加速跑

在自动化生产检测过程中的,检测结果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状更规则,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。

创新点1 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,华汉伟业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。

除此之外,华汉伟业还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。

创新点2 实现了复杂场景下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,华汉伟业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。

华汉伟业在高稳定性与强鲁棒性的条纹投影图案和相应编解码算法创新的基础上,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。

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。

创新点3 构建云端的工业视觉解决方案

华汉伟业通过自研的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。

基于指令集、并行算法优化技术,华汉伟业对测量、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进行建模和分析,实现对工业图像的高速、高精度、鲁棒性分析。从而在面对工业场景样本匮乏、纹理缺失、低对比度等场景,能够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。

创新点4 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,华汉伟业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。

三、关键技术突破,做机器视觉交付专家

华汉伟业在关键技术上取得多项自主知识产权成果,申请专利超百项,已授权近五十项,软著证书五十六余项,服务于3C电子及新能源领域头部客户,广受好评。在缺陷检测过程中,业界工业最难突破的几个难点,公司通过在关键技术上的不断突破取得了阶段性的胜利。

在推广上,已完成图像算法、视觉软件开发布局,现聚焦于标准硬件及AOI检测设备,正由技术驱动向技术产品+市场驱动模式转变。从AI+机器视觉应用减少样本采集时间,到行业大模型建立实现产线的快速部署换型,再到7*24小时全国服务响应,华汉伟业在算法创新、应用开发、解决方案到设备制造四层面,全力塑造“3D+AI机器视觉交付专家”形象。

(深圳市华汉伟业科技有限公司 张冉)