計(jì)算機(jī)行業(yè)：工業(yè)、消費(fèi)雙驅(qū)動3D視覺大有可為

計(jì)算機(jī)股票研究行業(yè)專題研究證券研究報(bào)告計(jì)算機(jī)股票研究行業(yè)專題研究證券研究報(bào)告證書編號齊佳宏(分析師)qijiahong@本報(bào)告導(dǎo)讀：群雄逐鹿，掘金3D視覺市場；3D視覺帶來增量軟件需求，推薦虹軟科技。細(xì)分行業(yè)評級計(jì)算機(jī)增持相關(guān)報(bào)告市場》2023.09.24計(jì)算機(jī)《電力現(xiàn)貨市場規(guī)則出爐，電力IT迎來催化》2023.09.20景氣向上》2023.09.12計(jì)算機(jī)《星閃打造極致交互性能，商用元年正開啟》2023.09.10計(jì)算機(jī)《證券行業(yè)信創(chuàng)進(jìn)入深水區(qū)，影響證券IT競爭格局》2023.09.07品主要誕生于國內(nèi)外大廠，各大廠已經(jīng)推出了基于不同技術(shù)路線的流參與者包括傳統(tǒng)2D視覺廠商以及新興廠商。傳統(tǒng)2D視覺頭部廠請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分行業(yè)專題研究22of28 3 3 43.1.行業(yè)技術(shù)從工業(yè)領(lǐng)域逐漸拓寬到更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域 43.2.3D視覺目前主要有四種技術(shù)路線 64.應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)拓展，打開3D視覺廣闊空間 84.1.全球3D視覺市場維持高速增長 84.2.我國大力支持機(jī)器視覺發(fā)展 9 4.3.1.智能手機(jī)和穿戴設(shè)備是消費(fèi)電子領(lǐng)域的最主要應(yīng)用 4.3.2.線下3D人臉識別技術(shù)成為消費(fèi)電子端長期發(fā)展方向 4.4.3D視覺被廣泛應(yīng)用于自動駕駛與智能座艙中 4.5.機(jī)器視覺技術(shù)已成為確保鋰電池質(zhì)量和效率的關(guān)鍵工具 4.6.半導(dǎo)體是機(jī)器視覺技術(shù)最早大規(guī)模應(yīng)用的領(lǐng)域之一 4.7.AIOT將使得3D視覺感知技 4.8.3D視覺感知技術(shù)大幅提升工業(yè)自動化效率 4.8.1.3D視覺感知在工業(yè)領(lǐng)域有諸多基礎(chǔ)應(yīng)用場景 5.1.深度學(xué)習(xí)技術(shù)可與3D 5.2.深度學(xué)習(xí)技術(shù)為3D視覺帶來了 6.群雄逐鹿，掘金3D視覺市場 6.1.消費(fèi)電子：專業(yè)化定制趨勢明顯，海內(nèi)外大廠占據(jù)優(yōu)勢 7.投資建議 行業(yè)專題研究33of281.投資故事微細(xì)形變與復(fù)雜形態(tài)測量等領(lǐng)域，在先進(jìn)質(zhì)控在與自動化、倉庫與供應(yīng)鏈自動化、機(jī)器人的導(dǎo)航與感知等場景中，載視覺和智能商拍業(yè)務(wù)將成為新的業(yè)績增長點(diǎn)。此外，受益標(biāo)的包括奧機(jī)器視覺是指通過采用適合被測物體的多角度光源和非接觸傳感器獲最終用于檢測和控制機(jī)器運(yùn)動的裝置。通過模擬人類視覺系統(tǒng)，賦予機(jī)器“看”和“認(rèn)知”的能力，是機(jī)器認(rèn)識世界的基礎(chǔ)。機(jī)器視覺的成像系統(tǒng)可以類比為人類的視覺器官，輸入圖像信息；視覺控制系統(tǒng)可以類比為3D視覺技術(shù)是對于傳統(tǒng)的圖像識別、掃描技術(shù)（2D）的一次重要技術(shù)后通過圖像分析和對比來進(jìn)行識別物體在平面上的狀態(tài)和參數(shù)，即為二維空間上的視覺分析（2D視覺技術(shù)這種方法無法獲得物標(biāo)信息，因此無法完成物體平面度、表面角度、體積等測量，同時(shí)也難行業(yè)專題研究44of28以區(qū)分顏色相近的表面。同時(shí)成像的對比度對結(jié)果此特別依賴于光照和顏色變化，易受照明條件的影響。隨著技術(shù)的進(jìn)步它是指利用技術(shù)手段從真實(shí)環(huán)境中捕獲物體的三維形態(tài)、位置和方向等信息，并進(jìn)行處理、解析和重建的一系列過程，允許我們不僅看到物體術(shù)的一次重要技術(shù)革新的實(shí)際位置和形態(tài)表1：3D視覺技術(shù)是對于傳統(tǒng)的圖像識別/掃描技術(shù)（2D）的一次重大技術(shù)革新2D視覺3D視覺優(yōu)勢劣勢應(yīng)用場景3.發(fā)源于工業(yè)，3D視覺技術(shù)快速迭代3.1.行業(yè)技術(shù)從工業(yè)領(lǐng)域逐漸拓寬到更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域3D視覺感知技術(shù)最早被用于工業(yè)領(lǐng)域的測量和掃描。在技術(shù)剛剛誕生圖4：德國高慕是早期3D視覺市場重要玩家行業(yè)專題研究55of28維空間中的人體動作而設(shè)計(jì)，使得人們可以通過身體姿勢與表2：2010-2017年3D視覺技術(shù)的逐步突破Microsoft3D視覺技術(shù)正式迎來轉(zhuǎn)折點(diǎn)3D視覺技術(shù)逐步滲透進(jìn)消費(fèi)電子領(lǐng)域推出了其基于結(jié)構(gòu)光技術(shù)的RealSense產(chǎn)電腦及其配套開發(fā)工具，主要提供運(yùn)動追行業(yè)專題研究66of283D視覺感知技術(shù)持續(xù)豐富和完善，下游應(yīng)用領(lǐng)域逐漸增多。面逐漸成為日常生活和產(chǎn)品中。手機(jī)面部解鎖逐漸成為主流廠商的首選此外，谷歌無人駕駛子公司W(wǎng)aymo在自動駕駛領(lǐng)域也進(jìn)行了大量的探無人機(jī)制造巨頭大疆也將3D視覺技術(shù)和新一代無人機(jī)相結(jié)合。大疆系統(tǒng)。這種系統(tǒng)能夠通過圖像測量技術(shù)來檢測并避免障礙物，為無人機(jī)等高端產(chǎn)品系列都搭載了雙目視覺系統(tǒng)3D視覺感知的應(yīng)用場景已逐步從最初的工業(yè)設(shè)這種技術(shù)的蓬勃發(fā)展，背后是應(yīng)用領(lǐng)域?qū)τ诰珳?zhǔn)、高效3D視覺技旺盛需求。從早期的工業(yè)測量，到如今的智能家居、游戲互動、安全支富和細(xì)致。未來的這類產(chǎn)品將不僅更為經(jīng)濟(jì)、節(jié)能，而且體積更小、性能更強(qiáng)。這些特點(diǎn)預(yù)示著3D視覺技術(shù)將在更多的場景中得到應(yīng)用3.2.3D視覺目前主要有四種技術(shù)路線主要的幾種技術(shù)路線。幾種技術(shù)路線的不同之處主要在于發(fā)射紅外光獲行業(yè)專題研究77of28a)激光三角測量：b)激光三角測量：c)飛行時(shí)間(ToF)：d)立體視覺法：復(fù)雜度高。在弱光或目標(biāo)特征不明顯的情況下，其表現(xiàn)可能不佳。 測量方法雙目視覺結(jié)構(gòu)光測量激光三角測量飛行時(shí)間算法復(fù)雜度掃碼速度抗干擾能力成熟度硬件成本高中中高中高慢差中高低快高高中低快中高低技術(shù)原理4.應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)拓展，打開3D視覺廣闊空間4.1.全球3D視覺市場維持高速增長當(dāng)前日益復(fù)雜的應(yīng)用需求，尤其是在人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等用帶來了更豐富的數(shù)據(jù)維度，從而大大提高了其應(yīng)用價(jià)值。Yole消費(fèi)電子類和智能汽車行業(yè)是3D視覺市場擴(kuò)容的重要推動力。數(shù)據(jù)顯行業(yè)專題研究99of284.2.我國大力支持機(jī)器視覺發(fā)展政策鼓勵(lì)行業(yè)發(fā)展，提供了良好的政策環(huán)境。以下是國家層面機(jī)器視覺表4：我國大力支持機(jī)器視覺發(fā)展發(fā)布時(shí)間發(fā)布單位政策名稱具體內(nèi)容《關(guān)于加快場景創(chuàng)新鼓勵(lì)在制造、農(nóng)業(yè)、物流、金融、商務(wù)、家居等重點(diǎn)行業(yè)深入挖掘人以人工智能高水平應(yīng)用促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的指《"十四五"數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)工智能技術(shù)應(yīng)用場景,促進(jìn)智能經(jīng)濟(jì)高端高效發(fā)用促進(jìn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)測、設(shè)備互聯(lián)管理等智能場景展規(guī)劃》《“十四五”機(jī)器人產(chǎn)大視場單線和多線激光雷達(dá)、智能聽覺傳感器以及高精度編碼器等產(chǎn)《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)推動農(nóng)林牧漁業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施和生產(chǎn)裝備智能化改造，推進(jìn)機(jī)器視覺、機(jī)工信部等10部《5G應(yīng)用“揚(yáng)帆”行動門《國家新一代人工智能創(chuàng)新發(fā)展試驗(yàn)區(qū)建設(shè)工作指引》桿，形成信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)與生產(chǎn)控制網(wǎng)絡(luò)融合的網(wǎng)絡(luò)部署模式，推動“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”服務(wù)于生產(chǎn)核心環(huán)節(jié)。提出開展人工智能技術(shù)應(yīng)用示范、人工智能政策試驗(yàn)、人工智能社會試驗(yàn)，積極推進(jìn)人工智能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，到國家新一代人工智能治理專業(yè)委《新一代人工智包容共享、尊重隱私、安全可控、共擔(dān)責(zé)任、開放協(xié)作、敏捷治部、國家標(biāo)準(zhǔn)化《國家智能制造體系建設(shè)指南(針對智能制造標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)、跨領(lǐng)域、跨專業(yè)的特點(diǎn)，立足國內(nèi)需求，兼顧國際體系建立涵蓋基礎(chǔ)共性、關(guān)鍵技術(shù)和行業(yè)應(yīng)用等三類標(biāo)準(zhǔn)的國4.3.3D視覺技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于3C消費(fèi)電子領(lǐng)域隨著智能手機(jī)，穿戴設(shè)備和下游終端的不斷升級和下3D人臉識別技術(shù)已經(jīng)是3D視覺感知技術(shù)在消費(fèi)電子領(lǐng)域主要的應(yīng)4.3.1.智能手機(jī)和穿戴設(shè)備是消費(fèi)電子領(lǐng)域的最主要應(yīng)用體之間的反射時(shí)間來捕捉更遠(yuǎn)距離的環(huán)境三維信息。這使得3D后行業(yè)專題研究行業(yè)專題研究4.3.2.線下3D人臉識別技術(shù)成為消費(fèi)電子端長期發(fā)展方向>3D人臉識別技術(shù)主要有3D刷臉支付和3D刷臉門禁兩大應(yīng)用場景識別用戶的面部信息來簡化支付流程。3D面部識別支付技術(shù)將安全性與使用便利性完美結(jié)合，被視為未來線下支付的發(fā)展趨勢。早在2018表5：微信刷臉支付特征識別精準(zhǔn)極速高效安全可靠整體識別流程耗時(shí)小于次識別通過率在99%以為用戶提供了非接觸式的開鎖體驗(yàn)，大大增強(qiáng)了便利性。另外，由于其高度的識別準(zhǔn)確性和穩(wěn)定操作，該技術(shù)與門鎖的安全要求非常匹配。隨技術(shù)不斷完善和成本逐步降低，以及我國居民收入增長帶動的新房裝修和消費(fèi)能力提升，我們可以預(yù)期智能門鎖系統(tǒng)將逐漸取代傳統(tǒng)門鎖。據(jù)銷售總量（萬套）04.4.3D視覺被廣泛應(yīng)用于自動駕駛與智能座艙中年全球車載攝像頭市場價(jià)值50億美元，預(yù)計(jì)到2026年將達(dá)到80億00年發(fā)布的“人臉識別解鎖啟動系統(tǒng)”，通過手機(jī)藍(lán)牙識別喚醒功能室內(nèi)室外，甚至部分極端天氣下，系統(tǒng)均可進(jìn)行全天候光感識別，實(shí)現(xiàn)刷臉進(jìn)入。這一創(chuàng)新功能不僅提高了車輛的安全性，還提供了更為便捷轎車中引入的基于ToF技術(shù)的手勢識別系統(tǒng)，允許駕幕下方，可以識別6種預(yù)設(shè)手勢操作，駕駛員可不必查看或觸顯示屏，便能完成如切換音樂、音量大小調(diào)節(jié)、接/掛電話以及地圖導(dǎo)航此外，通過3D攝像頭監(jiān)測駕駛員的行為和狀態(tài)，系統(tǒng)4.5.機(jī)器視覺技術(shù)已成為確保鋰電池質(zhì)量和效率的關(guān)鍵工具這一技術(shù)在應(yīng)對鋰電池行業(yè)快速發(fā)展中也面臨著挑戰(zhàn)。首先，隨著大規(guī)模制造的到來，如何在保持高精度的同時(shí)提高生產(chǎn)效率，是一個(gè)普遍的問題。其次，新材料和新工藝的應(yīng)用速度遠(yuǎn)超過了機(jī)器視覺技術(shù)的迭代速度。例如，隨著磷酸錳鐵、硅基負(fù)極、高鎳三元等新材料的出現(xiàn)，以此外，雖然機(jī)器視覺已經(jīng)在鋰電池生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用，但對于大量為了解決這些問題，業(yè)內(nèi)已經(jīng)采取了一系列的措施。在技術(shù)層面，推出了輕量化語義模型，確保機(jī)器在面對新工藝時(shí)具有更強(qiáng)的應(yīng)對能力以擴(kuò)充自身的視覺系統(tǒng)和智能視覺裝備的產(chǎn)能。此外，產(chǎn)品矩陣也進(jìn)行了調(diào)整，重點(diǎn)發(fā)展了原材料隔膜檢測、極片電極段的檢測以及后工序的4.6.半導(dǎo)體是機(jī)器視覺技術(shù)最早大規(guī)模應(yīng)用的領(lǐng)域之一規(guī)模應(yīng)用的領(lǐng)域之一。在半導(dǎo)體制造過程中，機(jī)器視覺起到了不可或缺機(jī)器視覺技術(shù)都發(fā)揮著核心作用。例如，硅系統(tǒng)來對硅片的多種性能參數(shù)進(jìn)行自動檢測，實(shí)現(xiàn)了檢測數(shù)據(jù)的管理與自動分類。又如在晶圓制造過程中，機(jī)器視覺用于檢測晶圓表面的各種缺陷，如雜物、裂紋等，并在封裝工藝中檢測晶片、膠水、焊線等的質(zhì)圖21：機(jī)器視覺在半導(dǎo)體行業(yè)應(yīng)用范圍廣泛數(shù)據(jù)來源：中科飛測，國泰君安證券研究盡管半導(dǎo)體行業(yè)仍然面臨著一些技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化的挑戰(zhàn)。首先，目前關(guān)于像技術(shù)，主要掌握在國外，這給國內(nèi)產(chǎn)業(yè)帶來了一定的壓力。其次，雖為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，行業(yè)已經(jīng)開始進(jìn)行技術(shù)突破。例如，開發(fā)了基于行業(yè)專題研究時(shí)，也在研發(fā)高速高精度的光學(xué)成像系統(tǒng)和運(yùn)動隔震平臺架構(gòu)，以4.7.AIOT將使得3D視覺感知技術(shù)的應(yīng)用場景再次大幅延展的應(yīng)用價(jià)值和潛能。從模擬真實(shí)環(huán)境的3D掃描到服務(wù)機(jī)器人的實(shí)時(shí)交圖22：VR看房大幅提升效率們都依賴于3D視覺傳感器來實(shí)現(xiàn)人臉識別、距離感知、避障等關(guān)2017-2022年復(fù)合增長率預(yù)計(jì)為20.3%。預(yù)測表明，隨著技術(shù)的進(jìn)一步成熟，全球消費(fèi)用機(jī)器人市場規(guī)模在未來幾年內(nèi)將持續(xù)增長，圖23：全球服務(wù)和商業(yè)機(jī)器人市場規(guī)模持續(xù)增加行業(yè)專題研究0圖24：石頭科技推出智能掃地機(jī)器人>3D視覺技術(shù)在健康和體育領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用。例如，針對兒童和對于老年人群體，搭載3D視覺傳感器的家庭監(jiān)護(hù)設(shè)備可為他們提行業(yè)專題研究它的廣泛應(yīng)用和深入挖掘?qū)樾袠I(yè)的持續(xù)創(chuàng)新和發(fā)展提供強(qiáng)大的技術(shù)支持。隨著技術(shù)研發(fā)的深入和市場需求的不斷擴(kuò)大，我們有理由相4.8.3D視覺感知技術(shù)大幅提升工業(yè)自動化效率4.8.1.3D視覺感知在工業(yè)領(lǐng)域有諸多基礎(chǔ)應(yīng)用場景為研究人員和生產(chǎn)線提供了細(xì)致、準(zhǔn)確的三維數(shù)據(jù)，這大大提高了制造微細(xì)形變與復(fù)雜形態(tài)測量：對于微小或復(fù)雜的物體，如圖28：3D視覺測量示意圖行業(yè)專題研究2020of284.8.2.除基礎(chǔ)應(yīng)用外，3D視覺在工業(yè)中的應(yīng)用場景不斷拓展技術(shù)不僅可以處理低對比度、高反射或透明材料，還能有效地識別和定在自動裝配中的應(yīng)用，尤其在需要高精度和靈活性的領(lǐng)域如精密儀器制造已經(jīng)變得不可或缺。機(jī)器人、協(xié)作機(jī)械臂配合3D視覺系統(tǒng)可以圖30：3D視覺引導(dǎo)制造流水線自動化裝配行業(yè)專題研究2121of28庫自動化帶來全新的變革。從精確的貨物定位到智能揀貨，這項(xiàng)技術(shù)提圖31：3D機(jī)器視覺技術(shù)助力分揀效率提升圖32：避障機(jī)器人成為3D視覺的重要應(yīng)用機(jī)器人的導(dǎo)航與感知：在工業(yè)環(huán)境中，機(jī)器人穩(wěn)定、安全的視覺引導(dǎo)是器視覺，另一種是結(jié)合機(jī)械臂與機(jī)器視覺。這兩種策略為機(jī)器人提供了在眾多的環(huán)境感知技術(shù)中，激光雷達(dá)和毫米波雷達(dá)各自擁有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和局限性。例如，激光雷達(dá)以其高精度和廣泛的探測范圍為人所知，能夠有效地為機(jī)器人構(gòu)建其周圍環(huán)境的3D信息模型。天氣條件下可能會受到干擾。相對之下，毫米波雷達(dá)在煙霧、灰塵等低能見度環(huán)境中表現(xiàn)出色，其強(qiáng)大的穿透性使其能在這些特殊環(huán)境下提供圖33：3D視覺被廣泛應(yīng)用于工廠移動機(jī)器人引導(dǎo)中時(shí)代的應(yīng)用將更為廣泛。智能制造、遠(yuǎn)程操作、虛擬行業(yè)專題研究2222of285.AI加速3D視覺技術(shù)發(fā)展5.1.深度學(xué)習(xí)技術(shù)可與3D視覺技術(shù)緊密結(jié)合在3D視覺的深度學(xué)習(xí)應(yīng)用中，典型的工作流程可分為模型訓(xùn)練和圖像識別兩大階段。和學(xué)習(xí)有代表性的特征。這通常涉及大量的計(jì)算，包括前向傳播、5.2.深度學(xué)習(xí)技術(shù)為3D視覺帶來了革命性變化多方面的革命性變化。原始數(shù)據(jù)中提取和學(xué)習(xí)復(fù)雜的特征，這極大應(yīng)用于多個(gè)3D視覺領(lǐng)域，包括物體檢測、場景理解、人體姿態(tài)估差率、分揀速度等方面存在明顯的局限性，但隨著全卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、不僅大大提高了圖像分割的精確度，而且在零樣本和少量樣本條件下也同具體場景中展現(xiàn)出了強(qiáng)大的泛化能力，在零樣本和少量樣本的基礎(chǔ)上行業(yè)專題研究2323of286.群雄逐鹿，掘金3D視覺市場6.1.消費(fèi)電子：專業(yè)化定制趨勢明顯，海內(nèi)外大廠占據(jù)優(yōu)勢消費(fèi)電子領(lǐng)域是目前3D視覺感知最大的應(yīng)用領(lǐng)域，占比近40%?；谙M(fèi)電子主流產(chǎn)品主要誕生于國內(nèi)外大廠，多家海內(nèi)外大廠新搭載了雙目視覺系統(tǒng)的無人機(jī)如PhantomPro/Pro+則是雙目視覺路線下的重要產(chǎn)品；飛行時(shí)間技術(shù)路線下有更多主流的應(yīng)用和產(chǎn)品，比如蘋6.2.3D工業(yè)視覺：老牌廠商和初創(chuàng)企業(yè)者各有所長的內(nèi)外資領(lǐng)先廠商，以及國內(nèi)新興廠商。這些公司之間的業(yè)務(wù)范圍和專來自傳統(tǒng)2D視覺領(lǐng)域的頭部廠商，無論是國內(nèi)還是國外品牌，都在工顯著的進(jìn)步，如基恩士搭載的AI芯片和康耐視的VisionProDeep圖35：基恩士推出3D輪廓測量儀感器行業(yè)專題研究2424of28如基恩士、?？低暫蛫W普特等，憑借在2D視覺領(lǐng)域的深厚技術(shù)和客戶基礎(chǔ)，成功地轉(zhuǎn)型和升級，贏得了大量的高價(jià)值訂單。相比之下，許奧普特等為主要玩家基恩士、康耐視等廠商處于領(lǐng)先地位基恩士康耐視奧普特天準(zhǔn)科技巴斯勒其他基恩士康耐視表6：部分機(jī)器視覺廠商以進(jìn)行全產(chǎn)業(yè)鏈布局產(chǎn)品基恩士（日本）康耐視（美國）奧普特奧比中光?？禉C(jī)器人光源有無有鏡頭無有無有2D相機(jī)有有無有3D相機(jī)有有有有有智能相機(jī)有有有有有圖像采集卡無有無有視覺軟件有有無有讀碼器有有有無有解決方案有有有無有2525of28十款，主要知名車型如理想L9，長城哈佛系列、歐拉系列、坦克系列，合眾哪吒系列，長安CS75、PLUS、持二次開發(fā)，使得軟件靈活性和易用性都保持在行業(yè)的中等水平。設(shè)計(jì)既圖形化又流程化，為開發(fā)者提供了友好的交互體驗(yàn)。表7：部分海內(nèi)外大廠軟件性能側(cè)重點(diǎn)各不相同公司名稱軟件名稱算法性能靈活性易用性康耐視支持二次開發(fā)不支持底層框架開放靈活性工具拖拽式操作，大部分應(yīng)用需要二次開發(fā)，方案流程不清奧普特工具拖拽式操作，方2626of28凌云光?？禉C(jī)器靈活性高底層第三方算法工案流程化，軟件專用工具拖拽式操作，方案流程化，軟件專用工具拖拽式操作，圖形化和