站在上海浦东某新能源汽车电池模组产线旁,工程师小张面对的是一块高反光的金属表面焊缝检测难题,直到一台搭载多投影技术的3D相机消除了图像阴影和单边飞点,他紧锁的眉头终于舒展开来。

在上海浦东金桥的工业园区里,一家精密电子制造商的产线负责人最近正为产品微小划痕漏检率波动而发愁。

传统2D视觉系统在特定光照下难以捕捉深度信息,直到他们引入了一套 3D线共焦传感器系统,采样率高达16000Hz,每秒能捕获2700万数据点,问题才得以解决-6


01 工业相机新定义

现在的工业相机早已不是简单的“拍照工具”。在智能制造的浪潮下,它们正在成为产线的“智慧之眼”。

工业相机通过光学装置和非接触式传感器自动接收处理真实物体的图像,获取信息或控制机器运动-4

在浦东张江的半导体工厂里,上海奕目科技的光场相机正在完成传统设备难以胜任的任务:用仿生昆虫复眼结构,结合计算成像技术,实现对透明、反光、微深孔等产品的三维检测-7

这种创新技术能在不足50毫秒的时间内,通过单帧照片建立起测量精度高达800纳米的三维模型-7

浦东区作为上海智能制造的前沿阵地,汇聚了从核心硬件、算法到软件平台的全产业链企业,形成了独特的工业相机生态系统。

02 浦东的四大“法宝”

UVC相机算是工业相机里的“即插即用型选手”。通过USB线连接电脑就能直接使用,特别适合快速验证新点子和概念证明-1

在浦东金桥的研发实验室里,工程师们常用这种相机做初步的AI图像识别测试,省去了开发驱动软件的麻烦,可以快速开启新项目的验证工作。

不过它有个小缺点,就是作为最终成品,尺寸和成本相对较高-1

IP相机则像是工业相机里的“长跑健将”。通过以太网连接,传输距离能达到100米左右-1

在浦东临港的户外仓储区,这种相机大显身手,用于远程监控和安防。但要注意的是,它会将影像信号压缩后再传输,所以会有几帧的延迟,不适合需要实时反馈的场景-1

说到Wi-Fi相机,可以把它看作是IP相机的无线版。连接距离能延长到200米左右,省去了布线的麻烦-1

在浦东康桥的复杂生产线改造项目中,工程师们发现Wi-Fi相机能够减少线缆处理的困扰。但无线连接在稳定性上可能不如有线,在信号干扰大的工业环境中需要谨慎选择-1

最值得关注的是MIPI相机,它专为空间有限的场景设计。最初为智能手机等移动设备开发,尺寸小巧、成本相对较低,而且能够实现实时传输-1

在浦东外高桥的自动化设备内部升级改造中,MIPI相机因其紧凑的尺寸(仅20mm×20mm左右)成为首选-1

不过它的连接距离只有30厘米,对于需要远距离传输的场合,可能需要与V-by-One HS等高速串行接口配合使用-1

03 从二维到六维的飞跃

工业相机技术正从简单的2D成像向更高维度演进。传统2D相机受光照、背景和物体重叠影响较大,难以获取深度信息-4

3D视觉正成为智能制造的标配,能提供丰富的点云数据。在浦东新区金蝶软件园的盛相科技,他们的Sizector®3D相机SX系列同时搭载多投影和硬件计算成像技术,能够消除单一投影方向造成的图像阴影和盲区-3

更前沿的是6D位姿估计算法,不仅能获取物体的三维坐标,还能精确判断其三维旋转姿态,满足从近距精密作业到远距大范围定位的不同需求-4

AI的深度融合让工业相机从“规则编程”走向“智能学习”。传统视觉系统依赖工程师编写复杂的特征提取规则,开发周期长、泛化能力弱-4

现在,通过深度学习训练,系统能自动识别缺陷、分类物体、预测位姿,极大提升了处理复杂、非标场景的能力-4

在浦东的许多制造企业,AI算法已与3D视觉紧密结合,解决了传统方法难以应对的杂乱堆叠、反光和黑色物体等难题。

04 特殊场景中的特种相机

在特定工业环境中,常规相机难以满足需求,这时就需要“特种相机”上场。

针对高反光金属表面的检测难题,同轴共焦技术通过零阴影扫描设计,有效抑制镜面反射干扰。像LMI Gocator 4000系列支持±85度兼容角度,配合HDR成像,可稳定获取电池模组焊缝等高反光目标的3D数据-6

对于需要穿透透明或半透明材料的应用,线共焦技术展现出独特优势。采用色散原理测距,可穿透透明和半透明材料实现多层扫描,测量胶水厚度、玻璃翘曲等应用中避免因材料透光产生的数据缺失-6

工业现场环境复杂多变,粉尘、油污、温度波动都在考验着设备的可靠性。传统相机在高温车间或户外环境下容易故障,IP防护等级不足会导致设备寿命缩短-10

选择具备工业级防护能力的3D相机成为保障产线稳定运行的关键。一些高端产品采用IP67防护设计,可在-40℃至70℃环境下稳定工作,应对苛刻工业环境-10

05 如何选择适合的相机

面对众多类型的工业相机,如何做出合适的选择?首先得明确自己的需求是什么-5

对于静止检测或一般低速检测,优先考虑面阵相机;对于精度要求高、大幅面高速运动或者滚轴等运动的特殊应用,则要考虑使用线阵相机-5

颜色选择也有讲究:黑白相机在同样分辨率下精度比彩色相机高,尤其是在检测图像边缘时效果更好。只有在需要识别颜色的情况下,才选择彩色相机-5

芯片类型方面,如果拍摄目标是静态的,可以考虑成本较低的CMOS相机;如果目标是运动的,则优先考虑CCD相机-5

需要高质量图像时,CCD的成像质量通常优于CMOS-5

还需要考虑相机的关键参数,如分辨率、像元尺寸、帧率和像素深度。分辨率要结合待测产品的检测精度要求来选择,同时考虑算力——分辨率越高,对处理器的要求也越高-5

对于高速运行的“飞拍”应用,一定要选择全局快门相机,卷帘快门只能用于静态取像-5

上海和谦图像技术有限公司等位于浦东金桥的专业公司,能提供从工业相机、镜头到光源、线缆的完整产品线和选型建议-2。对于非专业人士,寻求这样的专业支持往往能事半功倍。

06 浦东工业相机的未来图景

2026年3月25-27日,Vision China 2026机器视觉展将在上海新国际博览中心举行,以“VISION+AI+机器人,驱动工厂数智化跃迁”为主题-8

这将集中展示机器视觉与AI大模型融合、视觉引导机器人的柔性产线应用等前沿趋势-8

未来工业相机的发展将呈现几个明显趋势:架构上将更加集成化、边缘化,软件易用性将大幅提升。

传统的“工业相机+工控机+独立显卡”模式存在成本高、体积大、部署复杂等缺点,而未来趋势是将强悍算力嵌入相机内部,替代传统分离式架构,使系统更紧凑、稳定、易于部署-4

同时,完全图形化、零代码的开发平台让工程师无需深厚编程背景,通过拖拽配置即可搭建视觉应用,极大降低了技术门槛和开发周期-4

上海浦东区工业相机种类之所以丰富多样,正是因为这里汇集了从核心算法研发到系统集成应用的完整产业链。

无论是传统的2D相机,还是前沿的3D、6D视觉系统,亦或是特殊材料检测的光场相机,在浦东都能找到相应的技术解决方案。


当全球制造业向柔性化、智能化升级时,浦东的工业相机企业已经准备好了从简单的存在性检测、条码读取,向更高维度的3D识别、精确定位与智能引导演进-4

未来三年,随着AI、5G和边缘计算的进一步融合,浦东的工业相机技术将更加深入半导体、新能源电池、生物医药等高端制造领域,驱动更多传统工厂实现数智化跃迁-8

生产线上的每一双“智慧之眼”,都在注视着一个更加精准、高效的智能制造新时代在上海浦东缓缓展开。