機器視覺逐漸滲入社會生活的方方面面

機器視覺逐漸滲入社會生活的方方面面。在人臉識別、圖片識別、視頻監(jiān)控、3D應(yīng)用等各領(lǐng)域，幾乎都能看到機器視覺的身影。對于工業(yè)領(lǐng)域而言，機器視覺的應(yīng)用更是大大降低了高危作業(yè)的危險系數(shù)，保障了工業(yè)生產(chǎn)的安全性和高效性。

機器視覺是人工智能范疇最重要的前沿分支，也是智能制造裝備的關(guān)鍵零部件。它在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，包括視覺引導(dǎo)與定位、模式有無識別檢測、精準測量測距、產(chǎn)品外觀檢測等。根據(jù)賽迪數(shù)據(jù)顯示，2019年，全球工業(yè)機器視覺市場規(guī)模達80億美元，中國工業(yè)機器視覺市場規(guī)模約為139億元。隨著工業(yè)數(shù)字化、智能化的逐漸深入，工業(yè)場景對機器視覺的需求不斷增加，推動了機器視覺蓬勃發(fā)展。

全產(chǎn)業(yè)鏈齊頭并進

機器視覺是通過光學(xué)的裝置和非接觸的傳感器，自動地接收和處理一個真實物體的圖像，以獲得所需信息或用于控制機器人運動的裝置。其產(chǎn)業(yè)鏈大致分為上游零部件，中游裝備及下游應(yīng)用。

上游零部件包括光源、工業(yè)鏡頭、工業(yè)相機、圖像采集卡、軟件及算法平臺，占工業(yè)機器視覺產(chǎn)品總成本的80%左右，是產(chǎn)業(yè)鏈中絕對核心的環(huán)節(jié)。中游裝備包含視覺引導(dǎo)裝備、視覺識別裝備、視覺監(jiān)測裝備及視覺測量儀器，能夠幫助企業(yè)提高生產(chǎn)柔性和智能化。下游應(yīng)用涉及的領(lǐng)域較為廣泛，包括電子、汽車、半導(dǎo)體、醫(yī)療設(shè)備等。

從盈利角度來看，工業(yè)領(lǐng)域的盈利略低，機器視覺企業(yè)想要實現(xiàn)較高的投資回報率，則需要擁有向上游核心零部件領(lǐng)域拓展能力。目前，國內(nèi)機器視覺企業(yè)正向工業(yè)領(lǐng)域滲透，工業(yè)視覺解決方案供應(yīng)商也在向上游核心零部件領(lǐng)域不斷拓展。

工業(yè)相機

工業(yè)相機的本質(zhì)是將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，與普通相機相比，具有更高的傳輸能力、抗干擾能力以及穩(wěn)定的成像能力。根據(jù)芯片類型劃分，工業(yè)相機內(nèi)圖像傳感器可分為CCD與CMOS兩類。

目前，國外品牌在市場份額中占有絕對優(yōu)勢（如德國Basler、加拿大DALSA、瑞士Baumer等），中國品牌起步晚，起點低，正逐步滲透高端市場。近些年我國也逐步發(fā)展出一批自主研發(fā)工業(yè)相機的國產(chǎn)品牌，如大恒圖像、華睿科技、?？禉C器人等。

鏡頭

鏡頭是機器視覺系統(tǒng)中最關(guān)鍵的成像部件，它對成像質(zhì)量優(yōu)劣、算法實現(xiàn)效果有關(guān)鍵性的影響。光學(xué)鏡頭行業(yè)生產(chǎn)要求高、工藝復(fù)雜，需要多年的技術(shù)、生產(chǎn)工藝積累，所以國外老牌鏡頭廠商的優(yōu)勢相對明顯，品牌的影響力也比較大。國外知名廠商包括德國施耐德、德國卡爾蔡司、美國Navitar等，而國內(nèi)的工業(yè)鏡頭廠商大多體量較小，走高性價比路線。

光源

光源是影響視覺系統(tǒng)成像質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，為機器視覺應(yīng)用場景提供照明系統(tǒng)。在一個成功的工業(yè)機器視覺應(yīng)用中，光源需要突出目標(biāo)的特征，增加對比度，同時需要保證亮度和穩(wěn)定性，使物體位置變化不影響成像質(zhì)量。目前，光源正向著高端化的方向發(fā)展，而國內(nèi)外的視覺照明技術(shù)已經(jīng)相對成熟。早期市場大部分由海外企業(yè)占據(jù)，近年來中國廠家逐步崛起，有部分專業(yè)的機器視覺光源制造商出現(xiàn)，如奧普特、沃德普、緯朗光電等。

算法軟件及開發(fā)工具

對獲得的視覺信號進行處理是機器視覺系統(tǒng)的關(guān)鍵所在，機器視覺軟件類似“大腦”，通過圖像處理算法完成對被測物的識別、定位、測量、檢測等功能，從而為進一步?jīng)Q策提供所需信息。

機器視覺圖像處理軟件一般分為兩類，一類是底層算法，主要使用者為集成商與設(shè)備上；另一類是二次開發(fā)的軟件包，主要供最終用戶使用。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，算法及軟件也在不斷朝著集成化和高效化的方向發(fā)展。目前，圖像處理軟件仍以美、德等國主導(dǎo)，國內(nèi)公司基本是基于開源軟件OpenCV或者第三方商業(yè)算法庫進行二次開發(fā)。

機器視覺市場藍海

機器視覺廣泛應(yīng)用于電子及半導(dǎo)體、汽車制造、食品包裝、制藥等領(lǐng)域。其中，消費電子、汽車和半導(dǎo)體是當(dāng)前機器視覺最主要的發(fā)展方向。當(dāng)前，消費電子仍是工業(yè)機器視覺的主要應(yīng)用行業(yè)，汽車制造成為工業(yè)機器視覺應(yīng)用的重要增長點，而半導(dǎo)體行業(yè)中的工業(yè)機器視覺應(yīng)用較為成熟。

根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計結(jié)果，電子及半導(dǎo)體設(shè)備占比約為46.6%，汽車制造是機器視覺應(yīng)用的第二大場景，約占15.3%左右；制藥業(yè)約占下游應(yīng)用的7.2%，主要應(yīng)用為藥品質(zhì)量的檢測。隨著2D視覺向3D視覺邁進，新興領(lǐng)域不斷拓展，如機械臂引導(dǎo)、AGV導(dǎo)航等，同時其在物流、醫(yī)療、安防等領(lǐng)域的應(yīng)用場景也在不斷豐富。

中國機器視覺發(fā)展前景廣闊

近年來，國家政府先后出臺了多項政策推動數(shù)字化，人工智能等高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展。地方政府也根據(jù)自身產(chǎn)業(yè)特點推行了相關(guān)方案，加速“中國制造”向“中國智造”的轉(zhuǎn)變。這一系列的政策直接或間接的支持了以機器視覺為代表的智能制造細分領(lǐng)域，主要的發(fā)展規(guī)劃及產(chǎn)業(yè)政策包括《國家智能制造標(biāo)準體系建設(shè)指南》、《“十三五”先進制造技術(shù)領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》、《裝備制造業(yè)標(biāo)準化和質(zhì)量提升規(guī)劃》、《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》等。

隨著我國配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷完善，制造業(yè)總體規(guī)模持續(xù)擴大，各個行業(yè)對自動化和智能化生產(chǎn)的需求日益增多。依托于機器視覺技術(shù)的定位、識別、監(jiān)測、測量功能，可以極大的降低人眼工作的限制，盡早實現(xiàn)要素驅(qū)動和產(chǎn)業(yè)升級。

機器視覺應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，發(fā)展空間巨大。橫向上，機器視覺的應(yīng)用將滲透至更多行業(yè)領(lǐng)域；縱向上，機器視覺在現(xiàn)有領(lǐng)域的深度拓展將帶來新的行業(yè)增長，以手機的生產(chǎn)制造為例，機器視覺已經(jīng)幾乎應(yīng)用于零件、模組到整機等各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

當(dāng)前，國際競爭形勢嚴峻，全球機器視覺行業(yè)呈現(xiàn)兩強對峙的狀態(tài)，而中國正成為世界機器視覺產(chǎn)業(yè)發(fā)展最活躍的地區(qū)之一。未來，得益于經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級、制造業(yè)自動化及智能化進程加速、行業(yè)內(nèi)企業(yè)自主研發(fā)能力增強、機器視覺產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬等因素，中國的機器視覺行業(yè)規(guī)模將進一步增長，機器視覺行業(yè)將是藍海。

編輯：jq