据外媒报道，在上周的CES上，来自中国的拜腾概念车惊艳全场，只需要特斯拉Model X 60%的价格，就能换来同样高端的体验。这位中国竞争者不但在智能电动车的争夺战中下了战书，还意味着中国制造已经进入了新阶段。

现在的中国已经不再是从前那个只出产低端产品的世界工厂了，在个人电脑、太阳能电池板和集成电路等领域中国都已拿下世界第一。不久的将来中国可能还会成为航空航天、智能汽车和机器人领域的佼佼者。

高端中国制造暂未全面爆发主要还是因为西方用有色眼镜看人，它们还一厢情愿的认为中国制造是低质的代名词。不过事实上，新创公司Future Mobility（由腾讯和富士康共同投资，拜腾就是该公司旗下产品）已经完全有能力挑战宝马、谷歌甚至特斯拉等巨头了。汽车行业的风向正在快速转变，如果西方巨头继续洋洋得意，恐怕最后会吃大亏。

除了富士康和腾讯两大巨头鼎力支持，拜腾背后还有“中国制造2025”战略，中国政府会不遗余力的帮助中国企业追赶美国、欧洲和日本的顶级制造商，如机器人、生物制药、先进医疗设备、航空航天、发电和铁路等。

中国劲头

不过，中国制造业在不断蓄积的实力却被美欧等国的工业巨头们所忽视。诚然，中国电动车现在还没能跃出国门且有些已经陷入困境，但通过拜腾（预计年产 30 万辆），我们却看到了中国企业的全球野心和坚定决心，它们要在 2025 年前实现自己的一部分目标。

本周，广汽集团也将携新款电动车参加北美车展，传闻称它们有兴趣买下菲亚特克莱斯勒。看来，不管有多大阻力，中国企业也会不断向前了。

这就意味着，如果西方巨头们不赶紧加大研发投入，恐怕很难安睡了，毕竟身边躺着个“性价比”选手的滋味可不好受。对西方企业来说，现在就该抓紧做准备了，等中国公司拿出能匹敌或超越西方对手的产品，一切就晚了。

上世纪70年代，傲慢的底特律三巨头也选择对日本厂商视而不见，但后来的结果大家都清楚，美国的油老虎车在日本车面前一败涂地。

从以往经验来看，一旦公司得到国家或政府支持，能以非常低的成本拿到投资，它们就会像坐火箭一样飞速发展。从2007年开始，中国为光伏产业提供了超过180亿美元的投资。五年过后，欧美巨头们就开始感觉到巨大的竞争压力，到了2015年，全球太阳能电池板制造商Top 10中中国已独占七席，中国直接控制了光伏市场的半壁江山。

并购脚步加快

在推动“中国制造2025”战略不断前行中，中国企业加快了并购和引资的脚步，国外投资者对中国企业也越来越有信心。数据显示，仅仅在欧洲，中国在航空航天、汽车、电子和机械领域的并购额就在不断攀升（从2014年的38亿美元升至2016年的220亿美元）。美的对德国机器人制造商库卡的并购就是最典型例子。

除了私营企业，中国国有企业也开始借手中的关键技术在全球市场打响知名度。

新“中国制造”攻城略地只是时间问题

背靠中国这个巨大的市场，中国企业完全能活的很滋润，不过这可不是它们的终极目标。“中国制造2025”战略有能力将中国企业推向世界，这已经不是能不能的问题，而是时间问题。总有一天，中国制造会攻进汽车、铁路设备、航空航天制造或机器人领域，而拜腾的诞生给西方巨头们敲响了警钟，新“中国制造”的崛起可能不需几十年，几年时间它们就能迎头赶上。

9月25日，全民关注已久的北京大兴国际机场终于正式通航。其与天安门直线距离仅46公里，是目前全球建设规模最大的新建机场。

此次，大兴机场联合多家航空及通信企业正式推出了基于5G网络的智慧出行集成服务系统。该系统综合运用“5G+AI”最新科技，重新定义航空服务智能化、场景化、便捷化新标准，为旅客带来前所未有的便利出行新体验。

旅客在大兴机场演练时刷脸登机 图片来源：中国东方航空集团

“一张脸走遍机场”

大兴机场此次集中助力推广5G、AR眼镜等新技术在民航领域的运用，推出了刷脸值机系统、机舱口人脸识别系统等，让旅客真正体验从购票到机舱口全程刷脸。

大兴机场协同航空公司配备了400余台自助值机和自助托运设备，自助覆盖率达到80%，确保旅客在值机环节的排队时间平均不超过10分钟。旅客只需面对自助值机设备，通过“人脸识别”，再刷二代身份证，即可完成注册。注册成功登陆后，可以直接进行选座等操作。航班、座位等信息会直接通过短信或APP发送至旅客。注册只需一次，以后均可直接“刷脸”办值机。

另外，安检通道也只需要刷脸、再刷身份证。智能旅客安检系统实现了旅客自助验证、旅客过检信息自动集成、自动分拣安全行李与可疑行李、自动节能、自动回传行李托盘等功能，单一通道每小时通行能力可达260人，与传统安检通道180人/小时的过检能力相比有了大幅提升，可确保单个旅客通过安检的时间不超过5分钟。

中国东方航空公司工作人员（前左二）在指导乘客通过“人脸识别”办理值机手续。

随着科技的不断发展，人脸识别技术已广泛应用于金融、司法、安保、边检、航天、电动、教育、医疗等众多领域。同时，其也迎来了从二维到三维的蜕变。与2D人脸识别相比，3D人脸识别的优势无疑更为明显。

传统2D识别只能获取物体的二维图像，没办法获取物体的深度信息，在缺少物体深度信息的情况下，不法分子利用照片、视频或者硅胶头套就能对个人身份进行伪造和冒用。而3D识别，可通过采集人脸三维信息，建立人脸3D 深度图，以确保脸部所有关键信息完整录入。

同时在3D人脸信息的基础上，算法可与系统内录入的3D人脸信息进行比对，进一步提升个人信息身份认证的安全性。
在“5G+AI”科技快速发展的背景下，安全性更高的3D人脸识别拥有广阔前景并终将逐步取代2D人脸识别。

机器视觉是人工智能行业的重要前沿分支。机器视觉通过模拟人类视觉系统，赋 予机器“看”和“认知”的能力，是机器认识世界的基础。

机器视觉利用成像系统代替视觉器官作为输入手段，利用视觉控制系统代替大脑皮层和大脑的剩余部分完成对视觉图像的处理和解释，让机器自动完成对外部世界的视觉信息的探测，做出相应判断并采取行动，实现更复杂的指挥决策和自主行动。作为人工智能最前沿的领域之一，视觉类技术是人工智能企业的布局重点，具有最大的技术分布。

机器视觉在智能制造领域应用广泛，按功能主要可分为四大类：识别、测量、定位和检测。

识别功能指甄别目标物体的物理特征，包括外形、颜色、字符、条码 等，其准确度和识别速度是衡量的重要指标；测量功能指把获取的图像像素信息标定成常用的度量衡单位，然后在图像中精确地计算出目标物体的几何尺寸，主要应用于高精度及复杂形态测量；定位功能指获取目标物体的坐标和角度信息， 自动判断物体位置，多用于全自动装备和生产；检测功能指对目标物体进行外观检测，判断产品装配是否完整和外观是否存在缺陷。

机器视觉（Machine Vision）是指通过光学装置和非接触传感器自动接收并处理真实物体的图像，分析后获取所需信息或用于控制机器运动的装置。通俗地说， 机器视觉就是用机器代替人眼。机器视觉模拟眼睛进行图像采集，经过图像识别和处理提取信息，最终通过执行装置完成操作。

五大模块构筑机器视觉系统

按照信号的流动顺序，机器视觉系统主要包括光学 成像、图像传感器、图像处理、IO 和显示等五大模块。

光学成像模块设计合理的光源和光路通过镜头将物方空间信息投影到像方，从而获取目标物体的物理信息。

图像传感器模块负责信息的光电信号转换，目前主流的图像传感器分为 CCD 与 CMOS 两类；图像处理模块基于以 CPU 为中心的电路系统或信息处理芯片，搭配完整的图像处理方案和数据算法库，提取信息的关键参数；IO 模块 输出机器视觉系统的结果和数据；显示模块方便用户直观监测系统的运行过程，实现图像的可视化。

▲相对于人类视觉而言，机器视觉在量化程度、灰度分辨力、空间分辨力和观测速度等方面存在显著优势。其利用相机、镜头、光源和光源控制系统采集目标物体数据，借助视觉控制系统、智能视觉软件和数据算法库进行图形分析和处理，软硬系统相辅相成，为下游自动化、智能化制造行业赋予视觉能力。随着深度学习、 3D 视觉技术、高精度成像技术和机器视觉互联互通技术的发展，机器视觉性能优势进一步提升，应用领域也向多个维度延伸。

工业相机是机器视觉中最核心的组件，其功能就是将来自镜头的光信号转换为电信号，并将转换为对应的模拟或数字信号，并将这些信息传输到处理器中，完成对这些图像信息的处理和分析。在工业相机内部，最重要的就是其传感器芯片，也就是我们常说的感光芯片。

相机的工作原理

传感器是相机的核心部件

传感器是相机的核心部件，目前相机常用的感光芯片有CCD（ChargeCoupledDevice电荷耦合器件）和CMOS（ComplementaryMetalOxideSemiconductor互补金属氧化半导体）两类。CCD和CMOS图像传感器感光原理类似，基本上都是利用感光二极管（photodiode）进行光与电的转换，将图像转换为数字信息，它们的主要差异在数字信号传送方式的不同。

1、 CCD传感器芯片
CCD图像传感器每一行中每一个像素（pixel）电荷信号都会依序传送到下一个像素中，由最底端的部分输出，再经由传感器边缘的放大器进行放大输出，其工作原理图如下：

在感光元器件收到光照后，感光元件会生成对应的电流，电流大小与光强度对应，因此感光元器件输出的电信号是模拟信号。在CCD感光器件中，每一个感光元件都不对此电流做处理，而是将它直接输出到垂直寄存器，传到水平寄存器中，然后才能统一输出。
由于感光元件生成的电信号实在太微弱，再加上会产生大量的电压损耗，无法进行模数转换工作，因此这些输出数据必须做一个统一的放大处理，因而会在水平寄存器之后放一个放大器，经过放大器的放大处理之后，每个像素点的电信号强度获得同样幅度的增大。

常用的CCD有3种结构，分别为全帧转移（Fullframe）、帧传输（Frametransfer）和行转移（InterlineTransfer）。

全帧转移CCD传感器的感光区域和存储区域在一起，即感光单元也是电荷寄存器，这样做的优点就是填充因子(fillfactor)可达到100%，传感器灵敏度高；缺点就是缺点：由于传输和读出使用的时钟相同，因此Sensor上面的部分曝光时间比下面的长，这会造成Smear（漏光）现象。

帧传输CCD传感器的感光区和存储区完全分开，且大小相等。这种传感器的优点就是填充因子(fillfactor)可达到100%，在读出过程中，可对下一帧曝光；在曝光时间较长的情况下，Smear现象比FullFrameArraySensor小很多。缺点：需要两个Sensor，成本高。

行转移CCD传感器中的单个像素面积中包含了感光区和存储区，这样感光电子转移时间非常短，约为1us，因此不会出现Smear现象，不需要使用机械快门或闪光灯。缺点就是由于屏蔽区占用了Sensor的部分面积，因此使得此种传感器填充因子只能在20%~70%，通过微透镜可以增加填充因子。

2、 CMOS传感器芯片
在CMOS图像传感器中，每个像素都会连接一个放大器及模数转换电路，用类似内存电路的方式将信号输出。CMOS传感器中在每个像素单元中，除感光部分外，还有放大器和读出电路部分，整个CMOS传感器还集成了寻址电路、放大器和A/D。由于每个像素单元都集成了一个放大器，就会造成很多噪声的形成，进而导致成像质量的下降。

图像分析的前提是由镜头捕捉光信号并转变为有序的电信号。区别于民用相机， 工业相机具有更高的图像稳定性、传输能力和抗干扰能力，是机器视觉系统的关 键组件。目前市面上的工业相机产品主要有线阵相机、面阵相机、3D 相机和智 能相机等。智能相机将图像的采集、处理与通信功能集成于单一相机内，已成为 工业相机发展的趋势。

图像传感器是相机的核心，根据芯片类型可划分为 CCD 和 CMOS 图像传感器， 两者都使用光敏二极管进行光电转化，但在工作原理和产品特性上都存在较大区别。

CCD 图像传感器是一个由光电二极管和存储区构成的矩阵，每一个感光元件在将光线转化为电荷后，直接输出到下一个感光元件的存储单元，依此类推到最后 一个感光元件形成统一的输出，再由放大器放大电信号以及专门的模数转换芯片 将模拟信号转换为数字信号。而 CMOS 传感器中每一个感光元件都直接整合了 放大器和模数转换逻辑（ADC），当感光二极管接受光照、产生模拟的电信号之 后，电信号首先被该感光元件中的放大器放大，然后直接转换成对应的数字信号。

CMOS 传感器在应用于机器视觉初期，由于在处理快速变化的影像时，容易因 电流变化过于频繁而产生过热现象，使得噪声难以抑制，因此仅应用在影像画质要求较低的中低端工业产品；而 CCD 由于图像质量更高、抗噪能力更强的优势 多应用于高端场合。
随着 CMOS 传感器在消费电子设备上的大量应用推动了 CMOS 技术的发展，其 性能已显著提高，而制造成本大幅下降。CMOS 传感器的分辨率和图像质量正 在逼近 CCD 传感器，并且凭借高速度（帧速率）、高分辨率（像素数）、低功耗 以及最新改良的噪声指数、量子效率及色彩观念等各方面优势，CMOS 传感器 建立了稳固的市场地位，在工业图像处理的众多领域正逐步取代 CCD 传感器。

以Basler的工业相机产品为例，在分辨率相近的情况下，CMOS的帧速率比CCD 显著更高，并且具有更高的量子效率、信噪比、动态范围以及更低的暗噪声。可 见，CMOS 在某些性能指标上已达到或者优于 CCD 水准，具备替代 CCD 的能 力。
近些年工业相机行业在全球市场和中国市场均呈现快速增长趋势。全球工业相机 行业规模由 2011 年 15.2 亿元增长至 2018 年的 40.3 亿元，年均复合增速为 14.95%；中国工业相机行业规模 2011 年仅有 0.8 亿元，2018 年达 7.3 亿元， 实现了 37.14%的复合增长率。中国工业相机市场正以远超全球市场的增速迅速扩张。

目前，全球工业相机行业由欧美品牌占据主要市场。据前瞻产业研究院，2018 年北美品牌占据全球工业相机市场 62%的份额，欧洲品牌占 15%，国外知名企 业如德国 Basler、加拿大 DALSA、美国康耐视等。从细分领域来看，工业智能相机市场相较于板卡式相机市场呈现更高的集中度。
我国对于工业相机的研究起步较晚，最初主要由大恒图像等几家老牌相机公司代 理国外品牌。近些年我国也逐步发展出一批自主研发工业相机的国产品牌，目前我国工业相机行业主要布局 于中低端市场，可逐步实现进口替代；而在高分辨率、高速的高端工业相机领域 仍以进口品牌为主。根据中国海关总署数据，2018 年我国工业相机进口数量为 8159 台，进口金额为 4483 万美元，同比增长8.3%。