機(jī)器視覺行業(yè)發(fā)展態(tài)勢及未來發(fā)展趨勢

機(jī)器視覺行業(yè)發(fā)展態(tài)勢及未來發(fā)展趨勢機(jī)器視覺行業(yè)發(fā)展態(tài)勢及未來發(fā)展趨勢（一）機(jī)器視覺行業(yè)定義根據(jù)美國制造工程師協(xié)會(huì)（SocietyofManufacturingEngineers，SME）機(jī)器視覺分會(huì)和美國機(jī)器人工業(yè)協(xié)會(huì)（RoboticIndustriesAssociation，RIA）自動(dòng)化視覺分會(huì)對于機(jī)器視覺的定義，機(jī)器視覺是通過光學(xué)的裝置與非接觸的傳感器自動(dòng)地接收和處理一個(gè)真實(shí)場景的圖像，以獲得所需信息或用于控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的裝置。通俗來講，機(jī)器視覺是以機(jī)器替代人眼，但功能范圍不僅僅包括人眼對信息的接收，同時(shí)還延伸至大腦對信息的處理與判斷。本質(zhì)上，機(jī)器視覺是圖像分析技術(shù)在工廠自動(dòng)化中的應(yīng)用，通過使用光學(xué)系統(tǒng)、工業(yè)相機(jī)和圖像處理軟件等，模擬人類的視覺能力，并做出對應(yīng)的決策，最終通過指揮某種特定的控制裝置執(zhí)行以上決策。機(jī)器視覺具有自動(dòng)化、高效率、高精度、非接觸以及信息數(shù)字化等特點(diǎn)，被譽(yù)為制造業(yè)的眼睛，對于促進(jìn)制造業(yè)向智能化升級(jí)發(fā)展具有重要意義。（二）機(jī)器視覺系統(tǒng)工作原理及應(yīng)用情況1、機(jī)器視覺系統(tǒng)工作原理具體來說，一個(gè)典型的機(jī)器視覺系統(tǒng)系使用相機(jī)將被檢測的目標(biāo)以圖像的形式傳輸給專用的圖像處理系統(tǒng)，再將圖像的特征信息，包括顏色、亮度、像素、字符、間距等，轉(zhuǎn)化為可處理的數(shù)字化信號(hào)，進(jìn)而通過不同算法抽取目標(biāo)的特征，如面積、位置、長度、數(shù)量等，再根據(jù)預(yù)設(shè)的允許度或其他條件輸出運(yùn)算結(jié)果，包括合格/不合格、有/無、尺寸、角度、個(gè)數(shù)等，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別、檢測測量、引導(dǎo)定位等功能。2、機(jī)器視覺技術(shù)因其獨(dú)有的優(yōu)勢已在工業(yè)中被廣泛引用隨著技術(shù)的進(jìn)步及成本的下降，機(jī)器視覺因其獨(dú)有的優(yōu)勢，在工業(yè)中的滲透率日益提升。在現(xiàn)代化的大生產(chǎn)中，產(chǎn)品質(zhì)量的檢測和生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制不可或缺，工業(yè)中例如印刷品質(zhì)量檢測、機(jī)械零件的外觀檢測、產(chǎn)品包裝的外觀檢測等都可運(yùn)用機(jī)器視覺設(shè)備。在傳統(tǒng)的人工密集型檢測行業(yè)，機(jī)器視覺系統(tǒng)可以替代大量的檢測工人，將人眼+簡單工具的檢測模式升級(jí)為高精度快速的自動(dòng)檢測。機(jī)器視覺技術(shù)因其具備的高分辨力、高精確度、高速度、客觀性、可靠性等眾多優(yōu)勢，逐步躋身于制造業(yè)的關(guān)鍵位置，推動(dòng)了工業(yè)發(fā)展智能化的進(jìn)程，具有較高的市場需求。3、電子及半導(dǎo)體汽車制造為當(dāng)前機(jī)器視覺最重要的下游應(yīng)用領(lǐng)域在工業(yè)領(lǐng)域中，國內(nèi)市場機(jī)器視覺應(yīng)用比重最大的是電子及半導(dǎo)體行業(yè)，但根據(jù)公開信息，機(jī)器視覺設(shè)備在電子行業(yè)的滲透率依舊較低，遠(yuǎn)低于境外同行業(yè)水平。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，機(jī)器視覺技術(shù)目前被廣泛應(yīng)用于電子及半導(dǎo)體、汽車制造、食品包裝、制藥等領(lǐng)域，其中電子及半導(dǎo)體、汽車制造是當(dāng)前機(jī)器視覺最重要的應(yīng)用領(lǐng)域，電子及半導(dǎo)體占據(jù)市場需求約為46．6%，主要用于集成電路制造、半導(dǎo)體分立器件制造、PCB制造、SMT表面貼裝、LED制造等高精度制造和質(zhì)量檢測領(lǐng)域；汽車制造占據(jù)市場需求約為10．2%，主要用于車身裝配檢測、PCB印刷質(zhì)量檢測、零件尺寸的精密測量等系統(tǒng)和部件的制造流程。近年來，隨著電子及半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展，機(jī)器視覺技術(shù)在相關(guān)設(shè)備中的應(yīng)用也得以蓬勃發(fā)展，例如SMT檢測等國產(chǎn)設(shè)備的迅速興起，憑借產(chǎn)品性價(jià)比及服務(wù)的優(yōu)勢填補(bǔ)了國內(nèi)市場的相關(guān)需求。未來，隨著人力成本上升、產(chǎn)品品質(zhì)要求提高、生產(chǎn)效率提升，機(jī)器視覺設(shè)備行業(yè)將進(jìn)入高速增長期，具備良好的市場前景。4、機(jī)器視覺系統(tǒng)在下游領(lǐng)域中的具體應(yīng)用環(huán)節(jié)目前，機(jī)器視覺的具體應(yīng)用主要可以分為四大類：缺陷檢測、尺寸測量、視覺定位及模式識(shí)別/計(jì)數(shù)，當(dāng)前的應(yīng)用也基本是基于這四大類功能來展開。（1）機(jī)器視覺行業(yè)缺陷檢測產(chǎn)品表面出現(xiàn)缺陷不僅僅影響產(chǎn)品的外觀，更可能對產(chǎn)品的質(zhì)量、安全性能造成嚴(yán)重?fù)p害。檢測產(chǎn)品的外觀缺陷，最常見的包括表面裝配缺陷（如漏裝、混料、錯(cuò)配等）、表面印刷缺陷（如多印、漏印、重印等）以及表面形狀缺陷（如崩邊、凸起、凹坑等）。由于產(chǎn)品外觀缺陷種類繁雜，故外觀檢測功能在機(jī)器視覺中的應(yīng)用中屬于相對較難的類別，對視覺技術(shù)的要求相比較高。（2）機(jī)器視覺行業(yè)尺寸測量生產(chǎn)線上產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工過程均涉及大量的測量任務(wù)，例如生產(chǎn)過程控制、形變測量等。機(jī)器視覺設(shè)備將獲取的圖像像素信息標(biāo)定成常用的度量計(jì)算單位，然后在圖像中精確的計(jì)算出幾何尺寸，其優(yōu)勢在于對高精度、高通量以及復(fù)雜形態(tài)的測量速度更快、精度更高，例如部分高精度的產(chǎn)品由于人眼測量的局限性只能抽檢，而應(yīng)用機(jī)器視覺檢測設(shè)備后即可實(shí)現(xiàn)全檢，且誤檢率顯著下降。（3）機(jī)器視覺行業(yè)視覺定位利用視覺定位技術(shù)相當(dāng)于為機(jī)器裝上眼睛，引導(dǎo)機(jī)器正確的完成一些抓取動(dòng)作或?qū)y量信息與指定位置進(jìn)行比較。視覺定位在機(jī)器視覺應(yīng)用中是非?；A(chǔ)且核心的功能，可以在識(shí)別出物體的基礎(chǔ)上精確給出物體的坐標(biāo)和角度信息。（4）機(jī)器視覺行業(yè)模式識(shí)別/計(jì)數(shù)機(jī)器視覺在識(shí)別方面的應(yīng)用已非常普遍，一般指對已知規(guī)律的物品進(jìn)行分辨，比較容易的包含外形、顏色、圖案、數(shù)字、條碼等信息的識(shí)別，信息數(shù)據(jù)量更大或更抽象的識(shí)別包括人臉、指紋、虹膜識(shí)別等?？傮w而言，從技術(shù)水平及應(yīng)用情況上，檢測、測量、定位、識(shí)別的難度是逐步遞減的，而基于四大基礎(chǔ)功能延伸出的多種細(xì)分功能在實(shí)現(xiàn)難度上也各有差異，目前3D的視覺功能是當(dāng)前機(jī)器視覺應(yīng)用技術(shù)中最先進(jìn)的應(yīng)用方向之一。3D機(jī)器視覺檢測設(shè)備在檢測、測量、定位及識(shí)別等功能上均有應(yīng)用。光伏行業(yè)持續(xù)加速成長，硅片質(zhì)檢是太陽能電池的質(zhì)量保證、發(fā)展關(guān)鍵2021年，中國太陽能電池產(chǎn)量CAGR達(dá)35%，2021年同比增速達(dá)42%，行業(yè)迎來加速成長期。同期帶動(dòng)機(jī)器視覺的光伏行業(yè)應(yīng)用規(guī)模由2019年2．6億元快速提升至2021年的6．5億元，CAGR高達(dá)58%。在整個(gè)電池片生產(chǎn)過程中，來料硅片質(zhì)量監(jiān)控、過程電池片的缺陷監(jiān)控以及成品電池片的質(zhì)量檢測是生產(chǎn)出高質(zhì)量電池片的保證。電池片生產(chǎn)質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)的每個(gè)工藝段都有提供對應(yīng)的光機(jī)視覺模組（相機(jī)、光源、鏡頭等），可快速配置，提供高質(zhì)量的視覺成像效果。隨著工業(yè)4．0的到來，工業(yè)場景對機(jī)器視覺技術(shù)的需求持續(xù)推進(jìn)著工業(yè)機(jī)器視覺技術(shù)的發(fā)展。這其中包括了：3D技術(shù)要求的提高、逐步占據(jù)主導(dǎo)地位、碎片化場景的一體化整合。機(jī)器視覺行業(yè)發(fā)展綜述（一）概念機(jī)器視覺是指通過光學(xué)裝置和非接觸傳感器自動(dòng)接收并處理真實(shí)物體的圖像，分析后獲取所需信息或用于控制機(jī)器運(yùn)動(dòng)的裝置。通俗地說，機(jī)器視覺就是用機(jī)器代替人眼。機(jī)器視覺模擬眼睛進(jìn)行圖像采集，經(jīng)過圖像識(shí)別和處理提取信息，最終通過執(zhí)行裝置完成操作。（二）發(fā)展歷程相較于歐美發(fā)達(dá)國家，我國機(jī)器視覺行業(yè)起步較晚。早在1970s-1980s，CCD圖像傳感器出現(xiàn)，CPU、DSP等圖像處理硬件技術(shù)進(jìn)步，國外機(jī)器視覺開始發(fā)展。國內(nèi)機(jī)器視覺行業(yè)啟蒙于1990s，2003年以前以代理國外品牌業(yè)務(wù)為主，2004-2012期間國內(nèi)市場快速發(fā)展，企業(yè)爭先涌出，2013年之后中國正式成為繼歐美、日本之后機(jī)器視覺的第三市場，正處在快速發(fā)展階段。3C行業(yè)作為工業(yè)視覺行業(yè)應(yīng)用標(biāo)桿，現(xiàn)階段仍有技術(shù)難點(diǎn)待攻克全球當(dāng)前3C電子產(chǎn)業(yè)向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，伴隨著3C行業(yè)高精度、換代快等特點(diǎn)，助推機(jī)器視覺技術(shù)迭代，應(yīng)用場景延伸和品類拓展有望持續(xù)推動(dòng)我國3C行業(yè)機(jī)器視覺滲透率提升。從行業(yè)和產(chǎn)品屬性綜合來看，機(jī)器視覺在3C電子行業(yè)應(yīng)用最為成熟，3C電子的行業(yè)屬性及產(chǎn)品屬性都決定了機(jī)器視覺在該行業(yè)的滲透率將會(huì)更高。整合碎片化場景，標(biāo)準(zhǔn)化一體化設(shè)備將是機(jī)器視覺下一代發(fā)展方向隨著工業(yè)自動(dòng)化的規(guī)模逐漸擴(kuò)大，智能制造模式下的產(chǎn)品多品種、小批量、個(gè)性化生產(chǎn)。企業(yè)開始向批量化定制生產(chǎn)的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變，但機(jī)器視覺技術(shù)在自動(dòng)化生產(chǎn)線中只能對少數(shù)產(chǎn)品進(jìn)行識(shí)別和分類，難以滿足碎片化場景。為解決此情況，整合碎片化場景、打造一體化設(shè)備將會(huì)極大地促進(jìn)信息技術(shù)與運(yùn)營技術(shù)的快速融合。同時(shí)，打造全流程數(shù)字化閉環(huán)也將是重要舉措之一。機(jī)器視覺行業(yè)技術(shù)的應(yīng)用視覺技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)是與被觀測對象無接觸，靠感覺接收新的事物，人無法長時(shí)間觀測的物體，機(jī)器視覺卻可以，而且速度和分辨率都十分的高，因?yàn)檫@一特點(diǎn)，機(jī)器視覺被廣泛運(yùn)用于工業(yè)以及對于行星的勘測。其中工業(yè)是它占比最大的一個(gè)領(lǐng)域，按照其定位，可以分為產(chǎn)品質(zhì)量檢測，分類，包裝，機(jī)器人定位四個(gè)方面，它在紡織工業(yè)中的應(yīng)用最為廣泛。機(jī)器視覺行業(yè)自動(dòng)化得到普及，國產(chǎn)機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)正處于快速增長期。當(dāng)前機(jī)器視覺相關(guān)技術(shù)持續(xù)提升以及國家政策的支持，我國機(jī)器視覺行業(yè)市場規(guī)模不斷增長。以下對2023年機(jī)器視覺行業(yè)現(xiàn)狀分析。資本推動(dòng)是機(jī)器視覺行業(yè)高速發(fā)展的重要因素之一。機(jī)器視覺領(lǐng)域是近幾年融資熱點(diǎn)領(lǐng)域，近年來國內(nèi)主要機(jī)器視覺生產(chǎn)研究參與者多次獲得大額融資，大量的資本投入加速了行業(yè)的研發(fā)過程，并進(jìn)一步帶動(dòng)市場拓展。2015年以來，我國機(jī)器視覺領(lǐng)域的投融資事件數(shù)量和融資金額整體上呈增長態(tài)勢。2022-2027年中國機(jī)器視覺和視覺引導(dǎo)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)運(yùn)行態(tài)勢及投資規(guī)劃深度研究報(bào)告指出，2021年，我國機(jī)器視覺行業(yè)投融資事件達(dá)到91起，較2020年增加30起，完成投融資金額193．4億元，同比增長72．9%。隨著機(jī)器視覺技術(shù)的普及、成本的下降，機(jī)器視覺在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用逐漸得到深化;我國工業(yè)制造中對智能制造政策鼓勵(lì)也將提升機(jī)器視覺行業(yè)發(fā)展的機(jī)遇。現(xiàn)從兩大市場狀況來了解2023年機(jī)器視覺行業(yè)現(xiàn)狀分析。人眼視覺與機(jī)器視