三维机器视觉技术是一项当今世界令人瞩目的迅猛发展起来的高新技术之一,它与通信技术、计算机技术构成信息产业的三大支柱之一。正是由于世界各国普遍重视和投入开发,在国家的“中国制造”战略中,机器人智能化成为了核心环节之一,而三维视觉相当于给赋予生产过程为机器设备增加了眼睛和大脑,让设备智能化,打开了智能制造设备的新“视界”。
2020年,作为苏州市“姑苏创新创业领军人才”首批入选者之一,施努卡(苏州)智能装备有限公司总经理雷金波,带领团队启动了重大专项——《三维机器视觉系统设备的研发及产业化》项目。这一项目的实施,不仅让中国在高精度工业视觉测量领域实现了从“追随者”到“引领者”的跨越,更以原创性的技术突破,改变了长期以来由欧美厂商垄断的行业格局,对全球智能制造产业的技术进步与应用推广产生了深远影响。
技术原创:为中国制造装上“智慧之眼”
三维机器视觉技术被誉为智能制造的“眼睛”,是工业自动化和机器人系统中最关键的感知环节。它通过精准识别空间坐标、形态和姿态,实现机器设备的自动识别、测量与引导操作。然而,长期以来,中国在该领域核心算法和光学标定系统上被国外技术“卡脖子”,尤其是加拿大NDI等品牌在全球市场占据绝对主导地位。面对这一技术困境,雷金波先生带领研发团队经过三年攻关,率先提出“双目红外光学定位 + AI智能算法融合”的系统架构,构建出自主知识产权的三维机器视觉系统设备。该系统能够在复杂工业环境中实现亚毫米级精度的三维空间定位与动态追踪,定位误差小于0.15毫米,追踪距离达7米,可同时识别超过200个标识点。这一成果标志着中国在三维机器视觉领域实现了算法、硬件与产业化的全链条自主可控。它不仅技术性能对标国际一线产品,更在系统稳定性、环境适应性及柔性扩展性方面实现了超越。智能制造专家雷金波先生的创新,使中国企业首次在该领域拥有了可规模化量产的核心技术平台,打破了外国厂商长期垄断的技术壁垒。
产业引领:从实验室走向全球制造现场
科研创新的价值在于落地应用。雷金波先生的团队在完成核心技术研发后,迅速推动成果转化,实现了三维机器视觉系统的产品化与产业化。项目研发的系列设备——VTS-mv-500与VTS-mv-1000,已成功应用于盾构机管片安装自动引导系统、汽车制造检测线、新能源电池模组装配等多个领域。在盾构机领域,该系统实现了毫米级的拼装定位,引导误差控制在0.2毫米以内,首次实现了国内盾构拼装作业的全自动化;在汽车产业中,该系统被广泛应用于吉利汽车、通用五菱、蜂巢新能源、安徽大众等龙头企业的生产线上,用于自动检测、尺寸测量与装配引导,检测效率提升三倍以上,质量缺陷率显著下降。
据了解,这是3D运动跟踪系统在国内首次成功的应用在盾构机。盾构机在管片安装过程中,传统的依靠人员指挥逐步逼近安装,耗时耗力,效率低下。运用3D运动跟踪系统,实现了无需人工参与,自动实时更新安装机器人末端工具的空间坐标,自动引导机器人安装。通过这些应用案例,雷金波的技术不仅帮助企业降低了人工成本、提升了产线自动化水平,更推动了中国制造业从“精度制造”向“智能制造”的结构性升级。这种跨行业的赋能,标志着三维机器视觉技术已成为工业自动化生态中不可或缺的基础设施之一。
行业影响:打破技术壁垒,构建中国智能制造新生态
据项目报告显示,截至2023年底,项目已申请专利17项、软件著作权4项、注册商标2项,并实现销售额数亿元,形成了完整的技术创新体系和可持续商业模式。施努卡(苏州)智能装备有限公司也因此从一家创业型企业成长为行业标杆,进入国内工业视觉设备领域前列。更重要的是,这一项目为中国制造业提供了一个可复制的技术创新样本:通过自主算法+国产硬件+产业生态的组合路径,实现了关键核心技术的突破与落地。雷金波先生的研究成果被多家学术与产业机构采纳为典型案例,其模型算法与系统架构也成为多家科研机构在AI视觉研究中的参考框架。
业内专家指出,雷金波项目的成功,不仅仅是产品层面的胜利,更是推动了中国智能制造行业由“技术引进”向“自主创新”的战略转型。他的成果代表了我国在3D视觉测量、智能控制及高精度工业识别领域的国际竞争力,也为中国制造业在“智造强国”的时代命题下提供了坚实的科技支撑。
未来展望:AI与视觉融合的下一次跃迁
在项目总结中,雷金波提出了未来三年的发展规划——以三维视觉系统为核心,深化AI算法的自主学习与场景适应能力,推动“AI+视觉”融合应用在航空航天、医疗装备、精密制造等高端行业的落地。他的目标,是打造中国首个拥有国际影响力的工业视觉系统品牌,让“智造中国”的核心技术从追随走向引领。
如今,这项由姑苏人才专项支持的创新工程,已成为中国智能制造领域的一张科技名片。它不仅见证了一位工程专家对行业的深耕与执着,更代表了中国制造业在技术自立自强道路上的坚定步伐。(张琪)
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