機(jī)器視覺行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)

機(jī)器視覺行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)

機(jī)器視覺行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)1、機(jī)器視覺行業(yè)起步較晚，基礎(chǔ)相對薄弱機(jī)器視覺行業(yè)在我國起步較晚，目前，國內(nèi)專注于機(jī)器視覺領(lǐng)域的相關(guān)企業(yè)規(guī)模普遍偏小，相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量有待提高及進(jìn)步，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)鏈整體基礎(chǔ)較為薄弱。2、機(jī)器視覺行業(yè)高端技術(shù)研發(fā)人才不足近年來，我國機(jī)器視覺行業(yè)雖然在飛速發(fā)展，但行業(yè)內(nèi)國產(chǎn)品牌企業(yè)主要在中低端市場相互競爭，無法通過品牌溢價(jià)獲得高額利潤，使得企業(yè)難以提供充足的資金對相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新及人才的培養(yǎng)。另一方面，高校等科研機(jī)構(gòu)與機(jī)器視覺行業(yè)相關(guān)的光學(xué)、算法等復(fù)合型人才的培養(yǎng)不僅需要大量的理論知識學(xué)習(xí)，還需要在實(shí)踐生產(chǎn)中進(jìn)行探索研發(fā)，而行業(yè)內(nèi)企業(yè)難以提供合適、完善的實(shí)踐環(huán)境。因此，我國在機(jī)器視覺領(lǐng)域的高端技術(shù)研發(fā)人才存在大量缺口，難以為行業(yè)提供充足的人才資源，將對行業(yè)的未來發(fā)展構(gòu)成一定的挑戰(zhàn)。3、機(jī)器視覺行業(yè)供應(yīng)鏈安全的不確定性，制約發(fā)展速度我國在圖像傳感器、處理器相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展還有待完善，因此相關(guān)原材料的需求主要依賴于進(jìn)口。未來，隨著全球貿(mào)易不確定性對供應(yīng)鏈安全保障的影響，將會對行業(yè)快速發(fā)展形成一定的挑戰(zhàn)。機(jī)器視覺行業(yè)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。與人類視覺相比，機(jī)器視覺在量化程度、灰度分辨力、空間分辨力和觀測速度等方面都存在顯著優(yōu)勢。其利用相機(jī)、鏡頭、光源和光源控制系統(tǒng)采集目標(biāo)物體數(shù)據(jù)，借助視覺控制系統(tǒng)、智能視覺軟件和數(shù)據(jù)算法庫進(jìn)行圖形分析和處理，軟硬系統(tǒng)相輔相成，為下游自動化、智能化制造行業(yè)賦予視覺能力。隨著深度學(xué)習(xí)、3D視覺技術(shù)、高精度成像技術(shù)和機(jī)器視覺互聯(lián)互通技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器視覺性能優(yōu)勢進(jìn)一步提升，應(yīng)用領(lǐng)域也向多個維度延伸。全球機(jī)器視覺行業(yè)現(xiàn)狀機(jī)器視覺市場前景廣闊。全球機(jī)器視覺市場規(guī)模近年來不斷擴(kuò)張，市場規(guī)模從2016年的62億美元增長至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)器視覺行業(yè)帶來了沖擊，市場規(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、汽車市場、半導(dǎo)體市場、醫(yī)療市場等行業(yè)的不斷發(fā)展，主要國家的工業(yè)自動化水平穩(wěn)步提升，機(jī)器視覺的市場規(guī)模將持續(xù)擴(kuò)大，預(yù)計(jì)到2025年全球機(jī)器視覺市場規(guī)模將達(dá)到130億美元。機(jī)器視覺率先發(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)器視覺市場，占比達(dá)37%。北美、亞太地區(qū)緊隨其后，占比分別為29%、25%。與德美相比，中國機(jī)器視覺行業(yè)滲透率尚有巨大提升空間。定義機(jī)器視覺密度=機(jī)器視覺市場規(guī)模/當(dāng)年制造業(yè)增加值。數(shù)據(jù)顯示，2019年，德國、美國、全球、中國機(jī)器視覺密度分別為0．16%、0．12%、0．07%、0．03%，中國機(jī)器視覺密度遠(yuǎn)低于德美。在中國制造業(yè)高端轉(zhuǎn)型進(jìn)程中，中國機(jī)器視覺滲透率有望持續(xù)提升，未來發(fā)展空間廣闊。機(jī)器視覺行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域及市場規(guī)模分析伴隨人工智能技術(shù)的人進(jìn)步，行業(yè)應(yīng)用需求的提升，機(jī)器視覺技術(shù)也在更新迭代。3D視覺無疑是當(dāng)下中國機(jī)器視覺領(lǐng)域發(fā)展最火爆的細(xì)分領(lǐng)域之一，中國市場巨大的需求潛力，正促使越來越多的企業(yè)進(jìn)軍3D視覺領(lǐng)域，加上嗅覺敏銳的資本力量大量涌入，使得中國3D視覺市場迎來了空前的蓬勃發(fā)展。2021年中國3D視覺市場增速超過100%，預(yù)計(jì)到2023年中國3D視覺市場規(guī)模將達(dá)到35億元左右，到2025年將超過100億元。中國廠商已經(jīng)開始在3D視覺領(lǐng)域嶄露頭角。在智能制造的浪潮下，生產(chǎn)線對工業(yè)設(shè)備有了新的要求，對質(zhì)量檢驗(yàn)和生產(chǎn)的需求不斷增加。而新一代機(jī)器視覺系統(tǒng)能夠在短短幾秒內(nèi)處理大量的信息，如此快速的處理能力，為機(jī)器視覺在多個領(lǐng)域的應(yīng)用鋪平了道路。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，以及視覺引導(dǎo)定位等。還有，在食品行業(yè)包裝和裝瓶操作中需要使用機(jī)器視覺系統(tǒng)。2022年我國機(jī)器視覺投資數(shù)量共42起，投資金額達(dá)77．41億元。如凌云光、奧比中光兩家企業(yè)先后在在科創(chuàng)板掛牌上市，大幀科技完成千萬元Pre-A輪融資博視像元獲近億元天使輪融資，梅卡曼德完成C+輪融資等等?，F(xiàn)下的機(jī)器視覺賽道，可謂是神仙打架，隨著AI技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的落地應(yīng)用，越來越多的企業(yè)涌入，競爭也愈演愈烈。機(jī)器視覺行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀隨著國內(nèi)機(jī)器視覺相關(guān)企業(yè)研發(fā)技術(shù)水平的提高、國產(chǎn)品牌智能制造設(shè)備商實(shí)力的增強(qiáng)，國產(chǎn)品牌機(jī)器視覺企業(yè)可以利用更為先進(jìn)的生產(chǎn)制造技術(shù)不斷加快產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度。同時(shí)，國產(chǎn)品牌企業(yè)還可以利用自身更便捷、靈活、及時(shí)的服務(wù)特點(diǎn)，在穩(wěn)固占據(jù)機(jī)器視覺核心部件中低端市場的優(yōu)勢地位的基礎(chǔ)上，加速搶占高端機(jī)器視覺部件市場，從而獲得更大規(guī)模的發(fā)展空間。機(jī)器視覺是指利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)、圖像處理技術(shù)、模式識別技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)機(jī)器自動獲取外界圖像信息并作出相應(yīng)反應(yīng)的技術(shù)。機(jī)器視覺的應(yīng)用可以大大提高工廠的生產(chǎn)效率，從而提升企業(yè)的競爭力。中國機(jī)器視覺行業(yè)發(fā)展前景廣闊，未來將繼續(xù)保持良好發(fā)展態(tài)勢。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器視覺行業(yè)將會受到更多的關(guān)注，從而推動其發(fā)展。機(jī)器視覺行業(yè)發(fā)展綜述機(jī)器視覺是指通過光學(xué)裝置和非接觸傳感器自動接收并處理真實(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)過圖像識別和處理提取信息，最終通過執(zhí)行裝置完成操作。機(jī)器視覺的功能可歸為識別、測量、定位和檢測四類，其中檢測技術(shù)難度最高。中國機(jī)器視覺行業(yè)市場概況中國市場已成為全球機(jī)器視覺市場規(guī)模增長最快的市場之一。根據(jù)中國機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的統(tǒng)計(jì)，中國機(jī)器視覺行業(yè)的銷售額從2018年的101．80億元增長至2020年的144．20億元，復(fù)合增長率達(dá)19．02%。得益于宏觀經(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)自動化推進(jìn)等因素，預(yù)計(jì)2020年至2023年，中國機(jī)器視覺行業(yè)的銷售額將以27．15%的復(fù)合增長率增長，至2023年銷售額將達(dá)296．00億元。從下游應(yīng)用行業(yè)角度考慮，根據(jù)中國機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，機(jī)器視覺已經(jīng)在電子/電氣、半導(dǎo)體、汽車、印刷包裝、食品加工等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。其中，電子/電氣行業(yè)是目前中國機(jī)器視覺行業(yè)最大的下游應(yīng)用領(lǐng)域，2020年其銷售額占比為52．90%。機(jī)器視覺被廣泛應(yīng)用在工業(yè)制造領(lǐng)域，制造業(yè)的發(fā)展將推動機(jī)器視覺的發(fā)展。根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)，2021年我國國內(nèi)生產(chǎn)總值突破114．37萬億元，為全球第二大經(jīng)濟(jì)體；而作為經(jīng)濟(jì)支柱，我國制造業(yè)為我國GDP增長做出了巨大的貢獻(xiàn)。2010年我國制造業(yè)增加值首次超過美國，中國成為全球制造業(yè)第一大國，2021年我國制造業(yè)GDP增加值已達(dá)31．38萬億元。機(jī)器視覺為機(jī)器植入眼睛和大腦，讓機(jī)器取代人工，幫助制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動化和智能化，是現(xiàn)代化制造提質(zhì)、增效、降本、減排的推動力，是推動智能制造的關(guān)鍵引擎。隨著我國進(jìn)入全面推進(jìn)智能制造階段，機(jī)器視覺將向全行業(yè)覆蓋，應(yīng)用市場需求急劇擴(kuò)增，因此智能制造為機(jī)器視覺提供了巨大的需求牽引，是機(jī)器視覺的重大戰(zhàn)略機(jī)遇。機(jī)器視覺就是用機(jī)器代替人眼來做測量和判斷。機(jī)器視覺系統(tǒng)是通過機(jī)器視覺產(chǎn)品（即圖像攝取裝置，分CMOS和CCD兩種）將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，得到被攝目標(biāo)的形態(tài)信息，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號。視覺是人類觀察世界和認(rèn)知世界的最重要途徑，在不需要進(jìn)行身體接觸的情況下，就能夠直接與周遭環(huán)境進(jìn)行智能的交互。長期以來，科學(xué)家們一直試圖將視覺能力賦予機(jī)器，幫助它們看清世界。作為實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動化和智能化的關(guān)鍵核心技術(shù)，機(jī)器視覺也已經(jīng)成為人工智能領(lǐng)域發(fā)展最快的分支之一。機(jī)器視覺行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域目前主要識別的內(nèi)容有人、車輛等各類目標(biāo)物。在工業(yè)領(lǐng)域?qū)в忻鞔_信息的標(biāo)識，OCR、一維碼、二維碼等常有識別需求。醫(yī)療數(shù)據(jù)中有超過90%的數(shù)據(jù)來自醫(yī)療影像。醫(yī)療影像領(lǐng)域擁有孕育深度學(xué)習(xí)的海量數(shù)據(jù)，醫(yī)療影像診斷可以輔助醫(yī)生，提升醫(yī)生的診斷的效率。在工業(yè)應(yīng)用中，利用機(jī)器視覺對部件或產(chǎn)品進(jìn)行定位。這種定位應(yīng)用多會輔助機(jī)器人或者其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)相關(guān)的動作。一般來說，定位可協(xié)助機(jī)器人實(shí)現(xiàn)噴漆、涂膠、抓取、焊接等動作。機(jī)器視覺是一項(xiàng)綜合技術(shù)，包括圖像處理、機(jī)械工程技術(shù)、控制、電光源照明、光學(xué)成像、傳感器、模擬與數(shù)字視頻技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)（圖像增強(qiáng)和分析算法、圖像卡、I/O卡等）。一個典型的機(jī)器視覺應(yīng)用系統(tǒng)包括圖像捕捉、光源系統(tǒng)、圖像數(shù)字化模塊、數(shù)字圖像處理模塊、智能判斷決策模塊和機(jī)械控制執(zhí)行模塊。2021年中國工業(yè)機(jī)器視覺市場規(guī)模達(dá)到150億元，其中國內(nèi)品牌超過75億元，實(shí)現(xiàn)對國際品牌的超越。全球機(jī)器視覺行業(yè)市場概況機(jī)器視覺的本質(zhì)是為機(jī)器植入眼睛和大腦。為機(jī)器植入眼睛，代表著機(jī)器視覺利用環(huán)境和物體對光的反射來獲取及感知信息；為機(jī)器植入大腦，意味著機(jī)器視覺需要對信息進(jìn)行智能處理與分析，并應(yīng)用分析得到的結(jié)果來執(zhí)行相應(yīng)的活動。機(jī)器視覺行業(yè)的上游包括相機(jī)、鏡頭、光源等硬件及算法軟件。相機(jī)是包含完整的機(jī)器視覺組成功能模塊（光源可自帶或借用外部光源），能獨(dú)立完成機(jī)器視覺信息處理的全流程，為系統(tǒng)輸出有效信息；鏡頭是機(jī)器視覺圖像采集部分重要的成像部件，其作用是把被攝物體成像于攝像機(jī)內(nèi)的感光元件上；光源對于機(jī)器視覺中的圖像采集部分具有重要影響，為場景提供合適的照明，突出目標(biāo)的圖像特征并與背景圖像分離；機(jī)器視覺算法與軟件緊密結(jié)合，軟件平臺是實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺算法的載體，使機(jī)器視覺在處理數(shù)據(jù)量和實(shí)時(shí)檢測效率性能上不斷地突破，匹配工業(yè)智能發(fā)展的需求。機(jī)器視覺行業(yè)的下游為各行業(yè)集成應(yīng)用和服務(wù)。下游應(yīng)用行業(yè)的發(fā)展決定了機(jī)器視覺裝備及服務(wù)的市場需求量，目前下游應(yīng)用領(lǐng)域以電子制造為主，其次為汽車、醫(yī)藥、印刷包裝等領(lǐng)域。機(jī)器視覺市場包括視覺器件、可配置視覺系統(tǒng)和智能視覺裝備三個細(xì)分市場。根據(jù)MarketsandMarkets統(tǒng)計(jì)，2015年至2020年，全球機(jī)器視覺器件市場以13．83%的復(fù)合增長率增長，市場規(guī)模至2020年達(dá)到107億美