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前言

智能時(shí)代到來，3D機(jī)器視覺或?qū)⒂瓉懋a(chǎn)業(yè)爆發(fā)

近年來，隨著人工智能發(fā)展的不斷提速，其在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用也越來越豐富。作為促進(jìn)人工智能發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，機(jī)器視覺的發(fā)展也在不斷加速。目前，3D視覺在國內(nèi)掀起熱潮被業(yè)界稱為第四次視覺革命，也迎來了一批國產(chǎn)3D機(jī)器視覺優(yōu)秀企業(yè)，如海康威視、勁拓股份、天準(zhǔn)科技、萬訊自控、奧普特、美亞光電、精測(cè)電子、視比特機(jī)器人、梅卡曼德、如本科技、星猿哲、賽騰股份等。

1、行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長

根據(jù)GGII數(shù)據(jù)顯示，2019年中國機(jī)器視覺市場(chǎng)規(guī)模65.50億元（該數(shù)據(jù)未包含計(jì)算機(jī)視覺市場(chǎng)規(guī)模），同比增長21.77%，2014-2019年復(fù)合增長率為28.36%。結(jié)合2020年新冠疫情背景下的經(jīng)濟(jì)環(huán)境，預(yù)計(jì)2020年行業(yè)增長率不會(huì)超過20%，2020年中國機(jī)器視覺行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模約79億元。

2、行業(yè)上市企業(yè)機(jī)器視覺業(yè)務(wù)經(jīng)營效益良好

本文選取了6個(gè)機(jī)器視覺行業(yè)相關(guān)的代表公司（天準(zhǔn)科技、美亞光電、精測(cè)電子、賽騰股份、矩子科技、勁拓股份）來進(jìn)行經(jīng)營效益分析，僅供參考。

2017-2019年，部分上市企業(yè)機(jī)器視覺業(yè)務(wù)的平均營業(yè)收入持續(xù)增長，2018年?duì)I業(yè)收入達(dá)到6.8億元，同比增長32.84%；2019年由于貿(mào)易戰(zhàn)、市場(chǎng)環(huán)境等多方面因素的影響，部分企業(yè)的機(jī)器視覺業(yè)務(wù)平均營業(yè)收入為8.58億元，增速降至26.13%。2020年，機(jī)器視覺業(yè)務(wù)平均營業(yè)收入為10.24億元，較2019年增長19.34%。長遠(yuǎn)來看，機(jī)器視覺行業(yè)上市企業(yè)的機(jī)器視覺業(yè)務(wù)營收整體的發(fā)展仍是向上的態(tài)勢(shì)。

2020年，部分上市企業(yè)的機(jī)器視覺業(yè)務(wù)平均凈利潤為1.63億元，毛利率為44.61%，在疫情的影響下，機(jī)器視覺行業(yè)的上市企業(yè)營業(yè)成本上升，導(dǎo)致毛利率有所下降，但機(jī)器視覺業(yè)務(wù)整體毛利率水平較高，說明機(jī)器視覺行業(yè)上市企業(yè)的機(jī)器視覺業(yè)務(wù)具有良好的持續(xù)發(fā)展能力。

3、制造自動(dòng)化將推動(dòng)機(jī)器視覺進(jìn)一步增長

自2010年以來，隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展以及工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的不斷創(chuàng)新，全球?qū)I(yè)機(jī)器人的需求已明顯加快。根據(jù)IFR(國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì))發(fā)布的最新報(bào)告，2012-2018年全球機(jī)器人安裝量逐步增加，2019年雖然有所下滑，但安裝量仍突破37萬臺(tái)。截止到2019年底全球工業(yè)機(jī)器人累計(jì)安裝了270萬臺(tái)套，年增長12%。前瞻根據(jù)復(fù)合增長率推算，2020年全球機(jī)器人安裝量將增長至42.7萬臺(tái)。

除了機(jī)器人領(lǐng)域，機(jī)器視覺技術(shù)正在代替人進(jìn)行全自動(dòng)的產(chǎn)品檢測(cè)、工藝驗(yàn)證，甚至實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝的自動(dòng)控制。機(jī)器視覺的優(yōu)勢(shì)是顯而易見的，與人眼相比，機(jī)器不僅不會(huì)疲勞，具有人所不具有的一致性和重復(fù)性，而且機(jī)器可以看到和使用可見光以外的其它光源信息。與此同時(shí)，檢測(cè)速度和精確性也是機(jī)器視覺檢測(cè)具備的一個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)。在機(jī)器代替人工的趨勢(shì)下，工業(yè)領(lǐng)域?qū)C(jī)器視覺的需求必將進(jìn)一步增長。

4、3D機(jī)器視覺應(yīng)用于各行各業(yè)

目前，機(jī)器視覺在制造業(yè)質(zhì)量控制領(lǐng)域是至關(guān)重要的技術(shù)，尤其在汽車制造行業(yè)有大量的應(yīng)用案例，包括汽車零部件尺寸、外觀、形狀缺陷檢測(cè)，以及視覺引導(dǎo)定位等。還有，在食品行業(yè)和電子行業(yè)和醫(yī)療行業(yè)需要使用機(jī)器視覺系統(tǒng)。

（1）汽車制造的應(yīng)用

在汽車制造業(yè)中，機(jī)器視覺使用非接觸式測(cè)量技術(shù)逐漸發(fā)展為在線測(cè)量系統(tǒng)，例如固定在線測(cè)量站和機(jī)器人柔性在線測(cè)量站，它們可以嚴(yán)格監(jiān)控車身尺寸波動(dòng)并提供數(shù)據(jù)支持。除了傳統(tǒng)的三坐標(biāo)測(cè)量和激光在線測(cè)量之外，藍(lán)光掃描測(cè)量，表面缺陷測(cè)量和其他視覺測(cè)量方法還可以執(zhí)行更精確的測(cè)量，并提供對(duì)車身基本特征尺寸，車身的高精度監(jiān)控 組裝效果和缺陷。

（2）食品加工行業(yè)的應(yīng)用

在食品加工業(yè)里一直在使用二維機(jī)器視覺技術(shù)利用高線速來進(jìn)行對(duì)水果蔬菜的分類。但對(duì)于食品的表面特征，如食品的體積、高度等，用二維技術(shù)很難獲取這些信息。為了精確測(cè)量食品的體積，企業(yè)把三維激光檢查系統(tǒng)和二維視覺檢查系統(tǒng)結(jié)合起來使食品加工達(dá)到最優(yōu)化，滿足對(duì)包裝食品越來越嚴(yán)厲的視覺要求。這種系統(tǒng)使用底面格列式的電荷耦合器（CCD）來捕捉反射的激光線。圖像處理算法是根據(jù)食品的激光位移采用三角網(wǎng)法來確定Z坐標(biāo)軸上的信息，也就是高度，然后與激光檢查系統(tǒng)得到的X，Y坐標(biāo)軸上的信息結(jié)合在一起算出食品的形狀和體積。

（3）消費(fèi)電子行業(yè)的應(yīng)用

在消費(fèi)電子領(lǐng)域，機(jī)器視覺主要用于PCB / FPCAOI檢查，組件和整機(jī)外觀檢查，組裝引導(dǎo)等應(yīng)用，并呈現(xiàn)出越來越多的新應(yīng)用場(chǎng)景。可以說，消費(fèi)電子制造業(yè)的興起帶動(dòng)了機(jī)器視覺市場(chǎng)。

PCB缺陷檢測(cè)主要包括兩個(gè)部分：焊點(diǎn)缺陷檢測(cè)和組件檢測(cè)。傳統(tǒng)的人工目視檢查方法容易遺漏檢查，效率低，成本低。機(jī)器視覺PCB的優(yōu)點(diǎn)是確保操作員可以在添加PCB之前及時(shí)處理相關(guān)問題。另外，當(dāng)發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)，可以有效地避免維修或丟棄，操作者可以及時(shí)得到反饋，以判斷操作中的印刷工藝是否運(yùn)行良好，從而達(dá)到防止生產(chǎn)不良的目的。

此外，在服務(wù)領(lǐng)域，未來很多硬件產(chǎn)品都會(huì)擁有3D視覺技術(shù)，很多產(chǎn)品都會(huì)有視覺的需求，它可能是2D和3D的融合，也有可能是新的人工智能技術(shù)與新的硬件技術(shù)，相互之間把視覺技術(shù)聯(lián)合起來，讓智能硬件產(chǎn)品更加智能。在智能家居場(chǎng)景中，人臉識(shí)別、物體識(shí)別也開始應(yīng)用，這些場(chǎng)景都是需要用到視覺技術(shù)，未來3D視覺技術(shù)很快就會(huì)被串聯(lián)起來用到各個(gè)領(lǐng)域，充當(dāng)更多硬件產(chǎn)品的眼睛。

5、中國機(jī)器視覺行業(yè)發(fā)展前景分析

目前在我國隨著配套基礎(chǔ)建設(shè)的完善，技術(shù)、資金的積累，各行各業(yè)對(duì)采用圖像和機(jī)器視覺技術(shù)的工業(yè)自動(dòng)化、智能需求開始廣泛出現(xiàn)，國內(nèi)有關(guān)大專院校、研究所和企業(yè)近兩年在圖像和機(jī)器視覺技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行了積極思索和大膽的嘗試，逐步開始了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用。

在政策的利好驅(qū)動(dòng)下，國內(nèi)機(jī)器視覺行業(yè)快速發(fā)展，中國正在成為世界機(jī)器視覺發(fā)展最活躍的地區(qū)之一，預(yù)計(jì)到2025年我國機(jī)器視覺市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)246億元。

總之，隨著科技的發(fā)展和新興產(chǎn)業(yè)的加速落地，未來3D機(jī)器視覺的“用武之地”定然會(huì)越來越多，市場(chǎng)需求會(huì)越來越大。對(duì)于國內(nèi)的一眾機(jī)器視覺廠商而言，現(xiàn)在就是最好的時(shí)機(jī)，把握住了機(jī)遇，在核心技術(shù)方面進(jìn)一步進(jìn)行鞏固，將有利于在接下來的激烈競(jìng)爭(zhēng)中站穩(wěn)腳跟、獲取優(yōu)勢(shì)。