线性扫描工业镜头智能制造在长沙⑤丨国内每五个工业镜头，就有一个“长沙造”|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

智能制造在长沙⑤丨国内每五个工业镜头，就有一个“长沙造”

编者按： 制造业是国民经济发展的根基。近年来，长沙大力振兴工业实体经济，闯出了一条高质量发展的新路径。长沙正以智能制造为统领，奋力打造国家重要先进制造业高地上的先进计算之城、工程机械之都、绿色制造之市。在长沙先进制造业发展暨五好园区创建推进大会召开之际，红网长沙站联合长沙市工信局推出专题《智能制造在长沙》，聚长沙工业强势之力，扬“长沙制造”奋进之势。

红网时刻新闻记者胡芳长沙报道

医学镜头，能给医生装上“透视眼”，如此，手术就有了“导航”；工业镜头，能给智造生产装上“智慧眼”，如此，高端装备就能“体检”。

湖南长步道光学科技有限公司（以下简称“长步道”），专业为人工智能与高端装备植入“眼睛”：产品设备精准与否、指标参数如何，纳米级别的瑕疵也能清晰可见。

他们自主研发的拳头产品拿下多个“首创”：1.5亿像素工业镜头，为全球首创；360°内外壁测量用镜头等填补国内空白；更是国家工业镜头标准制定的牵头单位。近日，他们再次将一份专利收入“囊中”，一项无需重新调焦也能清晰成像的发明……

研发步履不停，市场份额不断提升，如今，国内每五个工业镜头，就有一个是长步道生产。

生产线上闪耀科技光芒

荒折、砂挂、研磨……在长步道生产车间，机械手前后忙碌，工匠们细心打磨，历经十道工序，一块晶莹剔透的工业镜片才得以完成。

“这个工作特别需要细心，不停地复检特别重要。”罗友红是长步道的一名技术工人。她每天戴着指套，在显微镜下工作。罗友红说，工业镜头一定要防尘，我们戴的指套每小时就需要更换。

长步道镜片一部部长颜庄介绍：“我们的技术工人就像是‘医生’，望闻问切，如有没有划痕、是否有麻点，然后镜片才送入各种仪器检测性能。”

“镜片加工完成以后，就进入镜头组装阶段。”长步道镜头一部部长王秀华介绍，“从洗、拷、组装，再到分贝率检测、STF检测，整个流程需要一丝不苟。”

在加速运转的生产线上，工匠精神、科技元素闪耀光芒。一个个高精尖的机器视觉光电产品从这里走向世界。

不断刷新的“中国精度”

走进长步道的智慧展厅，数十种高精尖光学视觉产品列阵：超高解析线性扫描镜头、红外变焦镜头、特种镜头……一个个或大如靶面、或微小如指甲盖的工业镜头，展示着长步道的精益求精与蓬勃创新力。

首先映入眼帘的是1.5亿像素的工业镜头，它看起来低调，却是全球首款。小到手机屏幕、大到100英寸液晶面板，均可通过该镜头检测出瑕疵。

“如此高像素的镜头研制难度大，全球没有企业敢于尝试和投入。”长步道董事长李四清介绍，公司从2017年开始研发，一次次铩羽而归，又一次次重整归来，三年磨一剑，终于在2020年研制成功。

另一款长步道自主研发的360°成像系统，只需1台相机便可在一幅图像中完美呈现物体环外壁或内侧。这个小小的镜头，不仅可以出现在手机、汽车里，也可以是工业机器人的如炬“双眼”，它填补了国内市场空白，不断刷新了“中国精度”。

特种镜头、医用镜头、消费类镜头……在细分市场，长步道已具备和国际领先企业同台竞技水准，公司已开发的纳米级超精密加工设备、医疗手术导航系统等多项新产品技术国际领先。

让中国镜头看世界

2019年，长步道决心将公司广州总部迁往长沙雨花区。4月15日，2019湖南港洽周上，投资5亿元的长步道机器视觉光电产业生产基地正式落户；当年10月启建，仅两个月就完成一期工业厂房封顶；不到一年时间基地竣工投产。原定于三年后建设的二期提前开工，目前也已投入生产。

“回家的感觉真好。无论是项目建设还是产业发展，家乡的沃土给予我们加速奔跑的底气和信心。”李四清说。

长步道不仅是中高端光学镜头领域的领军企业和“隐形冠军”，更是国家工业镜头标准制定的牵头单位，其标准镜头系列产品市场占有率国内第一、全球第二。

“长步道诸多的首创与第一，核心技术是关键，创新研发能力是生命力。”李四清感慨，为实现更多工业镜头“中国智造”，长步道将每年销售收入的10%用于研发。

产业基地特别设置的光学影像研究中心和光电检测中心，将成为长步道的“智慧大脑”，与国内知名高校联手开展人工智能和光学视觉研究，引领更多企业深耕光学精密领域。

“道阻且长，步则必至。”产业基地内，八个大字十分醒目。李四清说，这是长步道名称的初衷，也是企业在抢占“制高点”中坚守的信念。

国内机器视觉企业有哪些？从光源、镜头、工业相机到视觉软件……

近些年中国已经逐渐成为全球机器视觉行业最大的应用市场。资料显示，2018年中国机器视觉市场规模首次超过100亿元，预计2019年市场规模将近125亿元，2023年将达到197亿元，2019-2023年复合增长率超12%。

机器视觉产业链可以分为底层开发商（核心零部件和软件提供商）、集成和软件服务商（二次开发），核心零部件及软件又可以再细分为光源、镜头、工业相机、图像采集卡、图像处理软件 等。在目前的整个机器视觉系统成本构成中，零部件及软件开发占据了80%的比例，是产业链中绝对的核心环节和价值获取者。

在上述产业链环节中，软件是主要壁垒，底层算法库是核心。一直以来被外资企业垄断，国内自动化进程时间不长，软件算法多处于研发阶段，应用做得好的不多，不过目前有一些公司已经自己完成底层算法的研究，并且在多个领域进行应用，而其他核心零部件，包括光源、镜头、工业相机表现较为理想。

光源

光源是国产化最充分环节， 光源的好坏在于对比度、亮度和对位置变化的敏感程度，机器视觉光源包括LED光源、紫外照明系统、红外光源、光纤照明系统、卤素灯等。目前光源行业国产化程度高，竞争比较激烈。

奥普特

奥普特（OPT）是国内视觉行业起步最早发展最快的机器视觉光源品牌， 2009年开始开拓海外光源市场，在工业相机、工业镜头和集成领域也有布局。

OPT产品包括视觉系统、光源、镜头、工业相机、3D激光传感器、工业读码器等。光源产品包括38大系列、近1000款标准化产品，同时拥有30000多个定制设计案例经验，具备最快在3个工作日内定制光源的快速响应能力。

OPT光源可应用于半导体、电子产品、激光加工、汽车、医药、五金加工、日用化工、表面检测和电子消费品行业。比如在半导体行业，可以做wafe检测、LED灯缺陷检测、LED贴片灯定位检测、芯片表面脏污检测、芯片表面脏污检测、IC芯片表面多胶检测、芯片红点检测、LED芯片电极识别与定位、平板电脑触摸屏检测等等。

沃德普

沃德普自动化2014年成立，总部东莞，2017年在苏州设立办事处，是机器视觉光源及光源控制器的生产制造商。

沃德普可生产的机器视觉光源包括环形光源、条形光源、背光源、同轴光源、圆顶光源、线形光源、紫外/红外光源、无影光源、光源配件、条形组合光源、光纤冷光源、点光源和AOI光源，光源控制器产品包括数字控制器、模拟控制器和增量模块。

光源可应用于玻璃、印刷、食品、医药、液晶屏、电池、汽车、五金、机加工和电子行业等等。在电子行业检测中有不少成功案例，如在电子线路板检测中使用光源CO-70B，在二极管方向检测中使用光源HDL-266-30R，在内存卡芯片检测中使用光源CO-60R，在芯片字符检测中使用光源CO-60R等等。

康视达

东莞康视达自动化科技有限公司（CST），成立于2007年2月，是国内著名的机器视觉成像解决方案提供商，主要产品有环形光源、条形光源、面光源，线光源，紫外光源，平行光源，UV光源，等视觉光源。

康视达，具备近万种光源的研发设计及制造经历，更累积了有着万余种案例的机器视觉成像数据库， 涉及手机、锂电、触摸屏、半导体、光伏、玻璃、激光加工、PCB、SMT、机器人、汽车、印刷、包装、医药等领域。在半导体行业的应用案例，包括管子孔尺寸测量、电容正负极检测、电容基本缺陷检测、电容表面字符检测、电池焊接不良检测、LED边缘与导光光源。

纬朗光电

纬朗光电成立于2007年1月份，迄今为止已经经历了近13年的发展，是国内非常早的第一批专业机器视觉行业的公司， 专注于LED 视觉光源集研发、制造生产、销售于一体的视觉企业，具有根据客户需求特殊定做生产LED照明的能力。

可提供工业光源包括环形光，条形光，漫射光，平行光，DOME光，点光源，线性光等等全套视觉光源及光源定制。其解决方案可应用于手机检测、接插件检测、汽车检测和食品包装检测，比如在手机检测上，用同轴光源进行高光倒角表面瑕疵检测、侧边框污渍检测、用碗形光源进行凸台完整度检测，90度低角度环形光进行手机白色塑料后盖划伤检测等等。

镜头

镜头的基本功能就是实现光束变换（调制），在机器视觉系统中，镜头的主要作用是将目标呈现在图像传感器敏感面上。镜头质量直接影响到机器视觉系统的整体性能， 合理选择和安装镜头，是机器视觉系统设计的重要环节。

东正光学

深圳市东正光学技术有限公司（DZO东正光学）成立于2013年，总部设在中国深圳，公司专业从事工业镜头的研发和生产。在上周深圳会展中心举办的2019深圳国际全触与显示展上，东正光学重点展示了公司的高解析先扫描镜头系列、远芯镜头系列、微距镜头系列 等等。

东正光学可以提供各类特种镜头，包括高清线扫描大靶面工业镜头（兼容面阵及线性）、远心镜头和微距镜头、斜像镜头、自聚焦镜头、VR镜头等等。产品被广泛应用于智能检测、PCB检测、OLED检测、LCD检测、汽车、机器人、印刷、物流仓储、军工、科研、钢铁、玻璃制造等。

高解析大靶面及线性扫描镜头。针对市场大面幅相机应用的需求推出支持2500万、2900万等大靶面（全画幅）面阵相机8K、12K、16K高解析度线扫描相机的高品质镜头多达40多款分辨率可达200LP/mm，超低的畸变特性从0.01倍到3.0倍几乎所有倍率全覆盖，目前该系列镜头应用在华为、苹果、格力、比亚迪、富士康等知名企业的生产检测当中。

远心镜头系列。东正光学远心镜头系列支持1英寸到1.75英寸400万到1200万大面阵相机的应用。多种规格并且现货库存品可以满足不同客户的不同视觉检测需求。该系列产品应用在各行各业的检测领域中，在华为、三星、苹果、格力、比亚迪 等诸多知名公司的产品生产线中都有该产品的身影。

长步道

广州长步道光电科技有限公司成立于2010年，是一家专注于中高端光学镜头， 集自主研发设计、生产制造、营销以及持续服务于一体的国家高新技术企业。公司有广州和长沙两大制造基地，具有全球领先的工业镜头产业链，能快速为客户提供满意的个性化产品设计（ODM）及综合解决方案。

产品包括工业镜头，远心镜头，定焦FA镜头，线扫描镜头，大靶面镜头，安防监控镜头，车载镜头，红外镜头，无人机镜头等。开发的产品系列全，品质高，供货稳定，交货期短。产品应用范围涉及包装、现代物流、交通、安防监控、印刷、电子、纺织、汽车制造、烟草、半导体、医疗制药等多个领域。

工业相机

工业相机是机器视觉系统的重要组成部分， 其功能是通过CCD或CMOS成像传感器将镜头产生的光学像转换为对应的模拟或数字信号，并将这些信息由相机与计算机的接口传送到计算机主机。早期的工业相机多采用PAL/NTSC/CCIR/EIA-170等标准模拟输出，也有采用非标准模拟输出的产品，随着GigE/IEEE 1394/USB 2.0/USB 3.0/Camera Link/ CameraLink HS/CoaXPress 等数字接口技术的发展和普及，越来越多的工业数字相机取代传统的模拟相机出现在各种机器视觉系统中。

华睿科技

华睿科技是一家专注于机器视觉产品研发、生产与销售的专业性公司，是全球领先的以视频为核心的智慧物联解决方案提供商和运营服务商——大华股份旗下机器视觉子公司。

公司立足于长期积累的先进视频分析技术，面向全球提供先进的机器视觉产品及解决方案， 涵盖全系列工业相机、镜头、视觉传感器、智能工业相机、视觉控制器、算法软件等，可实现读码、OCR、视觉测量和定位、缺陷检测等应用，产品已广泛应用于SMT、物流、铁路、安检、3C、半导体等相关行业。

在上周的显示展上，华睿科技展示了一系列高性能大面阵工业相机亮相，据华睿科技市场总监尤冬介绍，公司产品可用于液晶屏缺陷检测，视觉测量，机械臂定位。 华睿科技的大面阵工业相机包括5000系列CamerLink大面阵、7000系列CamerLink大面阵、5000系列CoaXPress大面阵、9000系列CoaXPress大面阵。

大恒图像

大恒图像成立于1991年，是国内较早从事图像处理和机器视觉行业的公司。 自从成立开始，公司一直致力于机器视觉领域的技术创新及产品研发，拥有众多自主产权的机器视觉产品。其产品在工业领域得到广泛应用，例如半导体行业、印刷行业、铁路行业、纺织行业、制药行业等。大恒图像的工业相机主要有面阵相机和线阵相机。

面阵相机 是以“面”为单位来进行图像采集的成像工具，可以在短时间内曝光、一次性获取完整的目标图像，具有测量图像直观的优势，在目标物体的形状、尺寸，甚至温度等方面的测量应用中发挥着至关重要的成像作用。大恒图像自主研发了多个系列的面阵相机，分辨率涵盖从VGA到3140万像素，帧率最高可达860fps，数据接口多样化，已广泛应用在各种机器视觉应用场合；同时，大恒图像代理多家国外厂商的面阵相机，相机产品线丰富，可以满足各行各业的各种机器视觉应用需求。

线阵相机， 顾名思义就是所探测的物体要在一个很长的界面上。线阵相机的传感器只有一行感光像素，所以线阵相机一般具有非常高的扫描频率和分辨率。线阵CCD/CMOS的优点是一维像元数可以做得很多，而且像元尺寸比较灵活，行频高，特别适用于一维动态目标的测量。通常在如下情况下，需要考虑使用线阵相机：1.被测视野为细长的带状，多用于滚筒上检测的问题；2.需要极大的视野或极高的精度。大恒图像代理国外多家知名厂商的线阵相机，产品线丰富，型号多样，可满足绝大部分的线阵应用需求。

视觉软件

工业视觉软件基本被国外企业垄断，国内企业在二次开发中有所布局，不过目前也有一些公司已经自己完成底层算法的研究，并在一些领域开始应用。

奥普特（OPT）

SciSmart智能视觉软件为OPT自主研发、具备完整知识产权的智能软件产品，最近一次更新主要着眼于算法特点更新与软件架构更新，内容有：深度学习技术、3D视觉处理、高速视觉检测、支持多工位并行、支持在线调试、支持自定义用户界面等各个更新点。

图：SciSmart智能视觉软件界面

SciSmart 功能界面包括图像、增强、定位、测量、检测、识别、通信、控制。对于大部分工具，有风格统一的界面和默认参数，无需用户过多设置，操作非常简单。流程图中有两类元素，即方形的算子块和流程控制块，建立好流程图后，将算子添加到算子块中并设置好流程控制条件，就可以实现检测过程。

在此前的一次研讨会上，广东奥普特科技股份有限公司总监贺珍真介绍过SciSmart的应用案例，比如图像标定、字符识别（可同时识别数字、英文和中文），几何变换、图像拼接、二维码识别、一维码识别等等。

创科视觉

创科视觉于2003年组建技术团队进行图像算法研究，经过公司几十位工程师和算法专家的不懈努力，成功地开发出国内首款高性能机器视觉软件包CKVisionLib，并已经应用在不同的领域上，所推出的软件产品填补了当时国内相关行业的空白。

创科视觉的软件产品包括不用编程的机器视觉软件CkVisionBuilder V3.0 软件、嵌入式智能机器视觉软件和高性能机器视觉软件开发包。

CkVisionBuilder V3.0 软件 是创科视觉所开发的一款通用型智能机器视觉软件。该软件包含超过百种自创算法，支持亚像素图像匹配可达毫秒级，项目周期可在半小时内完成，与国外同类产品价格相比，性价比高。 可以应用在电子及3C、激光、电池及新能源、五金及印刷、食品医药及包装、自动化设备、汽车行业、半导体和集成电路、柔性电路板（FPC）等等。

嵌入式智能机器视觉软件 视觉组件已经集成相机采集，图像预处理，图像标定算法，图像处理，数据串口通讯，数据以太网通讯，IO通讯，数据写入文本。只需通过软件弹出的编辑流程窗口就可以完成程序架构的编辑。软件支持VC、VB、C#、BC、Delphi等开发语言。

高性能机器视觉软件开发包， 创科公司开发出新一代机器视觉软件开发平台CkVision5.2，该平台集成BLOB分析，对象计数、几何匹配、灰度匹配、彩色匹配、字符识别、条码识别、测圆、找圆、卡尺测量、外经内经测量、颜色识别、图像基本运算（二值化、比例变换、开运算、闭运算、膨胀、腐蚀、滤波、边缘检测）、几何运算、图像合并、图像旋转、轮廓提取等功能。

维视图像

维视数字图像技术有限公司是以工业视觉及自动化技术为核心，致力于机器视觉、视觉机器人应用系统集成解决方案 的高科技企业。公司自成立10多年来，一直专注于机器视觉和图像处理技术的推动和革新，旨在为客户解决工业生产实际中的问题。

公司的视觉软件包括VisionBank SVS智能视觉软件、SVMS智能视觉测量软件、MV-MVICS机器视觉图像处理控制器软件、MV-MVIPS机器视觉图像处理软件。

MVIPS 机器视觉图像处理软件 是一款高性能的机器视觉图像处理软件，包括OCR& OCV字符识别、尺寸测量、颜色检查、区域对比四大功能模块，测量、检测、识别速度快，可靠性高。

MVIPS机器视觉图像处理软件 兼容Microvision全系列相机以及支持DirectShow和DCAM驱动的图像采集设备，能直接从硬件上得到图像数据，配合视觉工具库，获得高性能的应用、处理，使用起来更加方便、快捷。同时软件也提供可实现快速开发的开发包，用户可以利用其快速开发图像处理和机器视觉应用软件，搭建自己的机器视觉应用系统。此开发包将OCR & OCV、尺寸测量、颜色检查、区域对比的算法分别封装成相应的功能模块，免去了调用算法的繁琐性。

百迈技术

百迈技术成立于2015年，长期致力于视觉硬件、视觉图像算法及视觉通用平台的原创技术研发， 在上周深圳会展中心举办的2019深圳国际全触与显示展上，百迈技术展示了新研发的先进通用 AOI 视觉平台， 期望满足工业视觉检测的全方位需求。

据官网介绍，百迈技术以机器视觉缺陷检测技术为核心，坚持自主化底层算法， 历时五年研发出领先的通用AOI视觉平台，具备应用领域更广、方案更灵活、部署效益更高的绝对优势。AOI平台化也大力提升了产业链协同性，降低行业门槛，全面解决高端制造业的缺陷检测难题，为产业升级提供更优质更可靠的保证。

图：百迈技术部分可检测类型展示

事实上，很多企业在产业链的多个环节有布局，比如奥普特可以同时提供光源、镜头、工业相机、视觉软件等，康视达可以同时提供各种光源、镜头和相机，华睿科技可以同时提供相机、镜头等。一般而言，机器视觉产业链主要包括上游的零部件级市场、中游的系统集成/整机装备市场和下游的应用市场，这篇文章主要集中于上游零部件市场主要包括光源、镜头、工业相机、图像采集卡、图像处理软件等软硬件提供商。

作者：Carol Li