機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)工作原理

機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)工作原理機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)工作原理具體來(lái)說(shuō)，一個(gè)典型的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)系使用相機(jī)將被檢測(cè)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(guò)不同算法抽取目標(biāo)的特征，如面積、位置、長(zhǎng)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(wú)、尺寸、角度、個(gè)數(shù)等，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別、檢測(cè)測(cè)量、引導(dǎo)定位等功能。全球機(jī)器視覺(jué)行業(yè)現(xiàn)狀（一）市場(chǎng)規(guī)模機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)前景廣闊。全球機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)規(guī)模近年來(lái)不斷擴(kuò)張，市場(chǎng)規(guī)模從2016年的62億美元增長(zhǎng)至2019年的102美元，2020年，受新冠肺炎疫情影響，全球供應(yīng)鏈中斷，項(xiàng)目停擺，給全球機(jī)器視覺(jué)行業(yè)帶來(lái)了沖擊，市場(chǎng)規(guī)模下降至96億美元，同比下滑5．9%。在智能制造的浪潮下，下游應(yīng)用中的消費(fèi)電子市場(chǎng)、汽車市場(chǎng)、半導(dǎo)體市場(chǎng)、醫(yī)療市場(chǎng)等行業(yè)的不斷發(fā)展，主要國(guó)家的工業(yè)自動(dòng)化水平穩(wěn)步提升，機(jī)器視覺(jué)的市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)擴(kuò)大，預(yù)計(jì)到2025年全球機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到130億美元。（二）區(qū)域結(jié)構(gòu)機(jī)器視覺(jué)率先發(fā)生和發(fā)展在基礎(chǔ)科學(xué)和技術(shù)水平領(lǐng)先的北美、歐洲和日本等發(fā)達(dá)地區(qū)。從2020年的區(qū)域分布上看，歐洲地區(qū)是全球最大的機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)，占比達(dá)37%。北美、亞太地區(qū)緊隨其后，占比分別為29%、25%。（三）密度對(duì)比與德美相比，中國(guó)機(jī)器視覺(jué)行業(yè)滲透率尚有巨大提升空間。定義機(jī)器視覺(jué)密度=機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)規(guī)模/當(dāng)年制造業(yè)增加值。數(shù)據(jù)顯示，2019年，德國(guó)、美國(guó)、全球、中國(guó)機(jī)器視覺(jué)密度分別為0．16%、0．12%、0．07%、0．03%，中國(guó)機(jī)器視覺(jué)密度遠(yuǎn)低于德美。在中國(guó)制造業(yè)高端轉(zhuǎn)型進(jìn)程中，中國(guó)機(jī)器視覺(jué)滲透率有望持續(xù)提升，未來(lái)發(fā)展空間廣闊。3C行業(yè)作為工業(yè)視覺(jué)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(guó)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(jué)技術(shù)迭代，應(yīng)用場(chǎng)景延伸和品類拓展有望持續(xù)推動(dòng)我國(guó)3C行業(yè)機(jī)器視覺(jué)滲透率提升。從行業(yè)和產(chǎn)品屬性綜合來(lái)看，機(jī)器視覺(jué)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(jué)在該行業(yè)的滲透率將會(huì)更高。機(jī)器視覺(jué)行業(yè)發(fā)展綜述（一）概念機(jī)器視覺(jué)是指通過(guò)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(shuō)，機(jī)器視覺(jué)就是用機(jī)器代替人眼。機(jī)器視覺(jué)模擬眼睛進(jìn)行圖像采集，經(jīng)過(guò)圖像識(shí)別和處理提取信息，最終通過(guò)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(guó)家，我國(guó)機(jī)器視覺(jué)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(guó)外機(jī)器視覺(jué)開(kāi)始發(fā)展。國(guó)內(nèi)機(jī)器視覺(jué)行業(yè)啟蒙于1990s，2003年以前以代理國(guó)外品牌業(yè)務(wù)為主，2004-2012期間國(guó)內(nèi)市場(chǎng)快速發(fā)展，企業(yè)爭(zhēng)先涌出，2013年之后中國(guó)正式成為繼歐美、日本之后機(jī)器視覺(jué)的第三市場(chǎng)，正處在快速發(fā)展階段。整合碎片化場(chǎng)景，標(biāo)準(zhǔn)化一體化設(shè)備將是機(jī)器視覺(jué)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(kāi)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(jué)技術(shù)在自動(dòng)化生產(chǎn)線中只能對(duì)少數(shù)產(chǎn)品進(jìn)行識(shí)別和分類，難以滿足碎片化場(chǎng)景。為解決此情況，整合碎片化場(chǎng)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(yíng)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(jué)行業(yè)技術(shù)的應(yīng)用視覺(jué)技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)是與被觀測(cè)對(duì)象無(wú)接觸，靠感覺(jué)接收新的事物，人無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)的物體，機(jī)器視覺(jué)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(jué)被廣泛運(yùn)用于工業(yè)以及對(duì)于行星的勘測(cè)。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(cè)，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(jué)行業(yè)自動(dòng)化得到普及，國(guó)產(chǎn)機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)業(yè)正處于快速增長(zhǎng)期。當(dāng)前機(jī)器視覺(jué)相關(guān)技術(shù)持續(xù)提升以及國(guó)家政策的支持，我國(guó)機(jī)器視覺(jué)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模不斷增長(zhǎng)。以下對(duì)2023年機(jī)器視覺(jué)行業(yè)現(xiàn)狀分析。資本推動(dòng)是機(jī)器視覺(jué)行業(yè)高速發(fā)展的重要因素之一。機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域是近幾年融資熱點(diǎn)領(lǐng)域，近年來(lái)國(guó)內(nèi)主要機(jī)器視覺(jué)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(guò)程，并進(jìn)一步帶動(dòng)市場(chǎng)拓展。2015年以來(lái)，我國(guó)機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域的投融資事件數(shù)量和融資金額整體上呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2022-2027年中國(guó)機(jī)器視覺(jué)和視覺(jué)引導(dǎo)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)運(yùn)行態(tài)勢(shì)及投資規(guī)劃深度研究報(bào)告指出，2021年，我國(guó)機(jī)器視覺(jué)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(zhǎng)72．9%。隨著機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的普及、成本的下降，機(jī)器視覺(jué)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用逐漸得到深化;我國(guó)工業(yè)制造中對(duì)智能制造政策鼓勵(lì)也將提升機(jī)器視覺(jué)行業(yè)發(fā)展的機(jī)遇?，F(xiàn)從兩大市場(chǎng)狀況來(lái)了解2023年機(jī)器視覺(jué)行業(yè)現(xiàn)狀分析。中國(guó)機(jī)器視覺(jué)行業(yè)現(xiàn)狀（一）市場(chǎng)規(guī)模中國(guó)市場(chǎng)已成為全球機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)最快的市場(chǎng)之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018-2021年，中國(guó)機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)規(guī)模由102億元增至181億元，期間CAGR為21．07%。出于宏觀經(jīng)濟(jì)回暖、新基建投資增加、數(shù)據(jù)中心建設(shè)加速、制造業(yè)自動(dòng)化等推進(jìn)因素，預(yù)計(jì)2021年至2025年，中國(guó)機(jī)器視覺(jué)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將以21．4%的復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，至2025年將達(dá)393億元，下游應(yīng)用拓展為行業(yè)主要增長(zhǎng)點(diǎn)，市場(chǎng)潛力巨大。（二）投融資情況資本推動(dòng)是機(jī)器視覺(jué)行業(yè)高速發(fā)展的重要因素之一。機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域是近幾年融資熱點(diǎn)領(lǐng)域，近年來(lái)國(guó)內(nèi)主要機(jī)器視覺(jué)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(guò)程，并進(jìn)一步帶動(dòng)市場(chǎng)拓展。2015年以來(lái)，我國(guó)機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域的投融資事件數(shù)量和融資金額整體上呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。據(jù)IT桔子數(shù)據(jù)，2021年，我國(guó)機(jī)器視覺(jué)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(zhǎng)72．9%。（三）自主及代理銷售情況國(guó)內(nèi)機(jī)器視覺(jué)行業(yè)起步于20世紀(jì)90年代，最開(kāi)始主要從事國(guó)外產(chǎn)品代理，進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著本土廠商技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的積累，國(guó)內(nèi)機(jī)器視覺(jué)企業(yè)開(kāi)始憑借更定制化的本土服務(wù)和顯著的成本優(yōu)勢(shì)參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，自主研發(fā)產(chǎn)品比例不斷擴(kuò)大，國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加快。2019-2021年，中國(guó)機(jī)器視覺(jué)行業(yè)自主業(yè)務(wù)銷售額由85．9億元增長(zhǎng)至134．7億元，自主業(yè)務(wù)占比由76．5%增長(zhǎng)至83．2%。中國(guó)機(jī)器視覺(jué)自主研發(fā)產(chǎn)品比例不斷上升，在鏡頭、光源、工業(yè)相機(jī)等技術(shù)上不斷突破和創(chuàng)新，取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，發(fā)展態(tài)勢(shì)良好。機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)業(yè)鏈狀況產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)較長(zhǎng)且下游應(yīng)用領(lǐng)域眾多。工業(yè)機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)業(yè)鏈包括：1）上游：半導(dǎo)體材料、光學(xué)材料、電子元件、五金結(jié)構(gòu)件等原材料和零部件;2）中游：光源、鏡頭、相機(jī)及圖像采集卡等硬件、圖像處理軟件等核心部件;3）下游：機(jī)器視覺(jué)智能設(shè)備，包括機(jī)器引導(dǎo)設(shè)備、視覺(jué)識(shí)別設(shè)備、視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備、視覺(jué)測(cè)量設(shè)備、解決方案供應(yīng)商;4）終端應(yīng)用行業(yè)：終端應(yīng)用領(lǐng)域較廣，如電子、半導(dǎo)體、汽車制造、食品包裝、制藥等領(lǐng)域，其中消費(fèi)電子、汽車和半導(dǎo)體是當(dāng)前機(jī)器視覺(jué)最主要的應(yīng)用領(lǐng)域。從機(jī)器視覺(jué)成本分布來(lái)看，鏡頭、相機(jī)、圖像采集卡等核心部件的制造以及圖像處理軟件的開(kāi)發(fā)成本，合計(jì)占據(jù)機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品總成本的80%以上;從銷售額占比來(lái)看，軟件系統(tǒng)包括可配置視覺(jué)系統(tǒng)和特定應(yīng)用視覺(jué)系統(tǒng)，分別為25．22%和21．94%，工業(yè)相機(jī)、鏡頭和光源的銷售額占比分別為15．61%、12．13%和9．37%;3）從產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)凈利潤(rùn)率來(lái)看，光源的凈利潤(rùn)率達(dá)到