2024年人形機(jī)器人行業(yè)之視覺感知專題報(bào)告：從機(jī)器視覺到“機(jī)器人之眼”

2024年人形機(jī)器人行業(yè)之視覺感知專題報(bào)告：從機(jī)器視覺到“機(jī)器人之眼”一、機(jī)器視覺：工業(yè)的慧眼（一）機(jī)器視覺：智能感知的核心機(jī)器視覺是指通過機(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、轉(zhuǎn)送給專用的圖像處理系統(tǒng)，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；圖像系統(tǒng)對這些信號進(jìn)行各種運(yùn)算來抽取目標(biāo)的特征，進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設(shè)備動作。美國制造工程師協(xié)會（SME）機(jī)器視覺分會和美國機(jī)器人工業(yè)協(xié)會（RIA）自動化視覺分會關(guān)于機(jī)器視覺作了以下定義：機(jī)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(gè)真實(shí)物體的圖像，以獲得所需信息或用于控制機(jī)器人運(yùn)動的裝置。機(jī)器視覺主要集中在四大功能：識別、測量、定位和檢測。隨著機(jī)器視覺技術(shù)不斷成熟和進(jìn)步，它的應(yīng)用變得越來越廣泛，逐步替代人工檢測，有效提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動化程度。目前機(jī)器視覺主要集中在以下四大功能：識別、測量、定位和檢測。識別功能是基于目標(biāo)物的特征進(jìn)行甄別，例如外形、顏色、字符、條碼等；測量功能是指把獲取的圖像像素信息標(biāo)定成常用的度量衡單位，然后在圖像中精確地計(jì)算出目標(biāo)物的幾何尺寸，應(yīng)用場景包括尺寸標(biāo)注和測量等；定位功能指獲得目標(biāo)物體的位置信息，從而引導(dǎo)生產(chǎn)設(shè)備或檢測設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)定位或移動；檢測功能一般指外觀檢測，應(yīng)用場景有裝配后的完整性檢測、外觀缺陷檢測等。（二）機(jī)器視覺系統(tǒng)的四大基本架構(gòu)機(jī)器視覺系統(tǒng)主要包括光學(xué)成像、圖像傳感器、圖像處理、IO和顯示五大模塊。光學(xué)成像模塊設(shè)計(jì)合理的光源和光路，通過鏡頭將物方空間信息投影到像方，從而獲取目標(biāo)物體的物理信息；圖像傳感器模塊負(fù)責(zé)信息的光電信號轉(zhuǎn)換，目前主流的圖像傳感器分為CCD與CMOS兩類；圖像處理模塊基于以CPU為中心的電路系統(tǒng)或信息處理芯片，搭配完整的圖像處理方案和數(shù)據(jù)算法庫，提取信息的關(guān)鍵參數(shù)；IO模塊輸出機(jī)器視覺系統(tǒng)的結(jié)果和數(shù)據(jù)；顯示模塊方便用戶直觀監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行過程，實(shí)現(xiàn)圖像的可視化。相對于人類視覺而言，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(gè)維度延伸。1、工業(yè)相機(jī)：捕捉和分析對象的核心部件工業(yè)相機(jī)最本質(zhì)的功能就是將光信號轉(zhuǎn)變成有序的電信號。工業(yè)相機(jī)一般安裝在機(jī)器流水線上代替人眼來做測量和判斷，通過數(shù)字圖像攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，圖像系統(tǒng)對這些信號進(jìn)行各種運(yùn)算來抽取目標(biāo)的特征，進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設(shè)備動作。工業(yè)相機(jī)按傳感器的結(jié)構(gòu)特性分為線陣相機(jī)和面陣相機(jī)；按照輸出信號的方式分為模擬相機(jī)和數(shù)字相機(jī)；按照響應(yīng)頻率的范圍分為可見光（普通）相機(jī)、紅外相機(jī)和紫外相機(jī)等。圖像傳感器按照半導(dǎo)體感光元器件類型的差異主要分為兩大類：CCD和CMOS。CCD（chargecoupleddevice）和CMOS（complementarymetaloxidesemiconductor）都基于光電效應(yīng)將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。CCD是電荷耦合器件的簡稱，在感光像點(diǎn)接受光照之后，感光元件產(chǎn)生對應(yīng)的電流，電流大小與光強(qiáng)對應(yīng)，因此感光元件直接輸出的電信號是模擬的。CMOS是互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體的簡稱，CMOS傳感器中每一個(gè)感光元件都直接整合了放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換邏輯，當(dāng)感光二極管接受光照、產(chǎn)生模擬的電信號之后，電信號首先被該感光元件中的放大器放大，然后直接轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的數(shù)字信號。CCD和CMOS有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)其特點(diǎn)應(yīng)用于不同的場合。隨著CMOS傳感器在消費(fèi)電子設(shè)備上的大量應(yīng)用推動了CMOS技術(shù)的發(fā)展，其性能已顯著提高，而制造成本大幅下降。CMOS傳感器的分辨率和圖像質(zhì)量正在逼近CCD傳感器。憑借高速度(幀速率)、高分辨率(像素?cái)?shù))、低功耗以及最新改良的噪聲指數(shù)、量子效率及色彩觀念等各方面優(yōu)勢，CMOS芯片逐漸在CCD芯片主導(dǎo)的領(lǐng)域里占據(jù)了一席之地，在工業(yè)圖像處理的眾多領(lǐng)域正逐步取代CCD傳感器。2023年我國2D工業(yè)相機(jī)市場規(guī)模達(dá)37.9億元。國產(chǎn)2D工業(yè)相機(jī)自2016年開始起量，較低的產(chǎn)品售價(jià)以及針對中低端市場的打法對外資品牌造成了一定沖擊，導(dǎo)致2D工業(yè)相機(jī)在國內(nèi)銷量持續(xù)上升，但是相機(jī)均價(jià)卻逐年下降的現(xiàn)象。2021年以來，區(qū)域性影響以及支柱性下游需求疲軟導(dǎo)致機(jī)器視覺需求量增速出現(xiàn)較大幅度下滑。從市場規(guī)模來看，GGII數(shù)據(jù)顯示，2023年我國2D工業(yè)相機(jī)市場規(guī)模為37.90億元，同比增長8.12%。伴隨下游行業(yè)迎來恢復(fù)性增長，據(jù)GGII預(yù)計(jì)，2028年2D工業(yè)相機(jī)市場規(guī)模將超過70億元,2024-2028年復(fù)合增長率超過14%。國產(chǎn)化進(jìn)程加速，國產(chǎn)品牌主導(dǎo)地位初步形成。全球2D工業(yè)相機(jī)行業(yè)由國外知名企業(yè)如德國Basler、加拿大DALSA、美國康耐視等主導(dǎo)。我國對于工業(yè)相機(jī)的研究起步較晚，最初主要由大恒圖像等幾家老牌相機(jī)公司代理國外品牌。近些年我國也逐步發(fā)展出一批自主研發(fā)工業(yè)相機(jī)的國產(chǎn)品牌，如大恒圖像、海康機(jī)器人、華?？萍己途S視圖像等。目前我國工業(yè)相機(jī)行業(yè)主要布局于中低端市場，逐步實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代；而在高分辨率、高速的高端工業(yè)相機(jī)領(lǐng)域仍以進(jìn)口品牌為主。據(jù)GGII數(shù)據(jù)，從市場競爭格局看，2023年?？禉C(jī)器人、華?？萍純杉翌^部企業(yè)出貨量合計(jì)占比超過60%，我國2D工業(yè)相機(jī)市場的國產(chǎn)化進(jìn)程將持續(xù)深入。我國3D工業(yè)相機(jī)發(fā)展迅速，成長空間廣闊。據(jù)GGII數(shù)據(jù)顯示，2023年我國3D工業(yè)相機(jī)市場規(guī)模23.62億元，同比增長28.35%。從整體來看，雖然市場增速出現(xiàn)下滑，但3D視覺確定性趨勢已形成，據(jù)GGII預(yù)計(jì)，2024年3D工業(yè)相機(jī)市場仍將延續(xù)增長態(tài)勢，2028年市場規(guī)模將接近80億元，2024-2028年復(fù)合增長率約29%。整體來看，目前我國3D工業(yè)相機(jī)市場仍處于早期市場發(fā)展階段，市場競爭激烈，尚未出現(xiàn)明顯市場格局。但是從應(yīng)用場景來看，內(nèi)外資品牌應(yīng)用場景有明顯劃分：外資品牌主要應(yīng)用于汽車、3C、鋰電池、半導(dǎo)體晶圓檢測、芯片檢測等中高端領(lǐng)域中，產(chǎn)品價(jià)值量相對更高，而國產(chǎn)品牌則更多專注于物流、工程機(jī)械、金屬加工、3C電子等中低端場景領(lǐng)域中。2、鏡頭：機(jī)器視覺的“眼球”鏡頭是機(jī)器視覺圖像采集部分重要的成像部件。鏡頭的主要作用是將目標(biāo)成像在圖像傳感器的光敏面上，分辨率、對比度、景深以及像差等指標(biāo)對成像質(zhì)量具有關(guān)鍵性影響。在機(jī)器視覺系統(tǒng)中，鏡頭的主要功能是將成像目標(biāo)對準(zhǔn)圖像傳感器的光敏表面。機(jī)器視覺系統(tǒng)處理的所有圖像信息均通過鏡頭得到，鏡頭的質(zhì)量直接影響到視覺系統(tǒng)的整體性能。按功能分類，鏡頭可分為定焦鏡頭、變焦鏡頭、變光圈鏡頭；按視角可分為普通鏡頭、廣角鏡頭和遠(yuǎn)攝鏡頭；其他特殊用途的鏡頭有遠(yuǎn)心鏡頭、顯微鏡頭、微距鏡頭、紫外鏡頭和紅外鏡頭等。2023年我國光學(xué)鏡頭市場規(guī)模達(dá)161.3億元。隨著光電子技術(shù)快速發(fā)展，作為光電子領(lǐng)域重要信息輸入端口的光學(xué)鏡頭應(yīng)用范圍也從最初的光學(xué)顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡、膠片相機(jī)等領(lǐng)域不斷向安防視頻監(jiān)控、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、智能手機(jī)等領(lǐng)域滲透。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)快速發(fā)展，光學(xué)鏡頭的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步拓寬，智能駕駛、智能家居、全景/運(yùn)動相機(jī)、VR/AR設(shè)備、無人機(jī)、3DSensing、機(jī)器視覺等新興領(lǐng)域?qū)映霾桓F，為光學(xué)鏡頭及攝像模組行業(yè)的持續(xù)發(fā)展注入了新的動力。據(jù)，2023年中國光學(xué)鏡頭市場規(guī)模達(dá)到161.3億元，較上年增長3.9%；2024年中國光學(xué)鏡頭市場規(guī)模將達(dá)到173.90億元。國內(nèi)優(yōu)質(zhì)廠商從中低端市場開始布局、逐步向高端產(chǎn)品拓展，實(shí)現(xiàn)，未來將迎來高速發(fā)展。海外機(jī)器視覺工業(yè)鏡頭細(xì)分領(lǐng)域發(fā)展較早，德國、日本品牌占據(jù)著全球主要市場份額。國內(nèi)廠商在工業(yè)鏡頭領(lǐng)域目前體量較小，但許多企業(yè)依托高性價(jià)比優(yōu)勢布局中低端市場，且發(fā)展迅速，如東莞普密斯。同時(shí)，也有以深圳東正光學(xué)、江蘇慕藤光為主的部分企業(yè)通過整合制造設(shè)備和多種技術(shù)平臺，已經(jīng)能夠提供全系列工業(yè)鏡頭，進(jìn)軍高端產(chǎn)品領(lǐng)域。3、光源：提供視覺照明方案光源對于機(jī)器視覺中的圖像采集部分具有重要影響，為后續(xù)圖像識別與分析奠定必要的基礎(chǔ)。光源是影響成像質(zhì)量的重要因素，它的作用是突出物體的特點(diǎn)，抑制不相關(guān)特征，提高被探測區(qū)域和未探測區(qū)域的反差，并保證光源有足夠的亮度和穩(wěn)定性，從而保證圖像的成像質(zhì)量。由于光源種類繁多，為了獲得最佳的使用效果，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇適當(dāng)光源。在選擇光源時(shí)，選擇不同的光源以達(dá)到反射的目的，并吸收不必要的光。與民用照明光源相比，機(jī)器視覺光源在照度、均勻性和穩(wěn)定性三個(gè)核心指標(biāo)上有較高的要求，按照類別區(qū)分，光源可分為LED光源、鹵素?zé)粢约案哳l熒光燈；按照形狀區(qū)分，光源也可分為環(huán)形、條形、平面、線等形狀。機(jī)器視覺光源行業(yè)市場規(guī)?？焖僭鲩L，國內(nèi)發(fā)展?jié)摿^大。隨著機(jī)器視覺的廣泛應(yīng)用，全球機(jī)器視覺光源的規(guī)模也在不斷提升。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究，2019-2022年全球機(jī)器視覺光源市場規(guī)模逐年增長，2022年增長至71.5億元，同比增長9.3%。我國機(jī)器視覺光源行業(yè)經(jīng)歷了從起步到發(fā)展壯大再到技術(shù)創(chuàng)新與國際化的過程，目前已經(jīng)具備較強(qiáng)的競爭力，中低端產(chǎn)品基本實(shí)現(xiàn)了。在未來的發(fā)展中，隨著人工智能、智能制造等領(lǐng)域的快速發(fā)展，機(jī)器視覺光源行業(yè)有望在技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品質(zhì)量和應(yīng)用領(lǐng)域等方面取得更大突破。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究，2022年，我國機(jī)器視覺光源行業(yè)的市場規(guī)模增長至13.9億元，預(yù)計(jì)2023-2027年將以23%的CAGR增長，到2027年市場規(guī)模將達(dá)到43億元。全球視覺照明可分為三梯隊(duì)。全球的視覺照明市場早期由海外企業(yè)占據(jù)大部分市場，如日本的CCS、美國的AI。近年來中國廠家逐步崛起，出現(xiàn)了奧普特、沃德普、銳視光電、緯朗光電等專業(yè)的機(jī)器視覺光源制造商，其技術(shù)足以與國際廠商競爭。從市場競爭梯隊(duì)來看，以代表企業(yè)占據(jù)全球市場份額為依據(jù)進(jìn)行分類，第一梯隊(duì)主要為市場份額大于5%的企業(yè)，其中以日本CCS為代表，其全球市場份額達(dá)到10%以上；隨著中國市場在全球市場占比的不斷提升，中國龍頭企業(yè)奧普特也位于全球市場第一梯隊(duì)。第二梯隊(duì)的代表企業(yè)主要包括美國AI、中國銳視光電、中國康視達(dá)、中國嘉勵(lì)等企業(yè)，其市場份額位于1%-5%之間。第三梯隊(duì)主要為機(jī)器視覺光源業(yè)務(wù)占比較小或企業(yè)整體市場規(guī)模較小的企業(yè)，以日本Moritex、中國沃德普和中國緯朗光電等企業(yè)為代表，機(jī)器視覺光源市場規(guī)模不足1%。4、圖像處理軟件：以算法為核心競爭力機(jī)器視覺系統(tǒng)的視覺處理使用算法來分析傳感器產(chǎn)生的數(shù)字圖像。視覺處理涉及一系列步驟，在外部（通過計(jì)算機(jī)）或在內(nèi)部（對于獨(dú)立機(jī)器視覺系統(tǒng)）執(zhí)行。首先，數(shù)字圖像從圖像傳感器中提取出來并傳送到計(jì)算機(jī)。接下來，通過突出圖像上的必要特征來準(zhǔn)備用于分析的數(shù)字圖像。然后分析圖像以定位需要觀察和測量的特定特征。完成對特征的觀察和測量后，會將它們與定義和預(yù)編程的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。最后，做出決定，并傳達(dá)結(jié)果。具體說，機(jī)器視覺軟件類似人的“大腦”，通過圖像處理算法完成對目標(biāo)物的識別、定位、測量、檢測等功能。機(jī)器視覺軟件分為底層算法和二次開發(fā)的軟件包兩類。前者是包含大量處理算法的工具庫，用以開發(fā)特定應(yīng)用，主要使用者為集成商與設(shè)備商。后者是封裝好的、用以實(shí)現(xiàn)某些功能的應(yīng)用軟件，主要供最終用戶使用。機(jī)器視覺軟件以自主研發(fā)或開源平臺的二次開發(fā)為主。據(jù)GGII數(shù)據(jù)顯示，2023年我國機(jī)器視覺軟件品牌銷售規(guī)模22.05億元，同比增長5.25%；預(yù)計(jì)至2028年，該市場規(guī)模將超過40億元，同時(shí)品牌銷售的占比有望超過45%。從競爭格局看，MVTec的Halcon和?？禉C(jī)器人的VisionMaster占據(jù)前兩位，康耐視的VisionPro位居第三。從整體來看，由于中國市場大部分視覺應(yīng)用廠商都是基于自主研發(fā)軟件或開源平臺的二次開發(fā)為主，因此目前真正對外采購品牌軟件的占比相對較小。（三）行業(yè)：整體市場空間廣闊，國產(chǎn)化率加速提升全球近千億市場，國內(nèi)增速較高。隨著工業(yè)自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器視覺在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越多，機(jī)器視覺市場規(guī)模不斷擴(kuò)大。據(jù)中商產(chǎn)業(yè)，2022年全球機(jī)器視覺市場規(guī)模為879.17億元，2025年將突破1200億元。我國市場已經(jīng)成為全球機(jī)器視覺市場規(guī)模增長最快的市場之一，2022年我國機(jī)器視覺市場規(guī)模168.88億元。隨著機(jī)器視覺硬件方案的不斷成熟和運(yùn)算能力的提升，以及軟件在各種應(yīng)用解決方案、3D算法、深度學(xué)習(xí)能力的不斷完善，機(jī)器視覺加快向新能源鋰電、光伏等其他領(lǐng)域滲透，在AI、自動駕駛、人臉識別等新興技術(shù)興起的帶動下，預(yù)計(jì)2025年將增至349.03億元。2021年我國成為全球第三大機(jī)器視覺國家。機(jī)器視覺發(fā)展早期，市場主要集中在歐美和日本，2021年北美機(jī)器視覺市場占比62%，其次為歐洲，占比為15%，日本占比10%。隨著全球制造中心向中國轉(zhuǎn)移，2021年中國已是繼美國、日本之后的第三大機(jī)器視覺領(lǐng)域應(yīng)用市場，占全球市場份額的7%。歐美國家在機(jī)器視覺技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展領(lǐng)先于中國，全球機(jī)器視覺主要參與者為以基恩士、康耐視、巴勒斯等為代表的國際廠商為主。據(jù)中商產(chǎn)業(yè)，全球機(jī)器視覺市場中，基恩士份額最大，占據(jù)54.9%的市場，康耐視緊隨其后，市場份額9.0%；中國廠商天準(zhǔn)科技、奧普特市場份額較小。國產(chǎn)品牌逐漸成長壯大。我國機(jī)器視覺企業(yè)的競爭力也持續(xù)增強(qiáng)，?？禉C(jī)器人、奧普特、凌云光、天準(zhǔn)科技等國產(chǎn)品牌保持較高的增長。據(jù)賽迪顧問數(shù)據(jù)，2020年，國產(chǎn)品牌在國內(nèi)機(jī)器視覺市場中的份額首次突破50%，并保持逐年增長。隨著國產(chǎn)品牌逐漸在自動化領(lǐng)域深耕，機(jī)器視覺領(lǐng)域的國外品牌光環(huán)或?qū)⒅饾u消退，國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器視覺產(chǎn)品有望逐漸成為工業(yè)智能化改造的首選。（四）趨勢：應(yīng)用場景拓寬以及3D比例提升機(jī)器視覺目前主要應(yīng)用在消費(fèi)電子、汽車制造、制藥、食品與包裝、印刷等領(lǐng)域。據(jù)中商產(chǎn)業(yè)，機(jī)器視覺產(chǎn)品種類繁多，涵蓋了多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。據(jù)中商產(chǎn)業(yè)，從下游應(yīng)用領(lǐng)域市場占比來看，目前3C電子行業(yè)市場份額最高，占比為31.6%。其次分別為半導(dǎo)體、鋰電池、醫(yī)藥、食品包裝、物流倉儲、汽車，占比分別為10.2%、8.9%、8.1%、6.3%、5.8%、1.0%。在消費(fèi)電子行業(yè)，機(jī)器視覺應(yīng)用于高精度制造和質(zhì)量檢測，包括圓晶切割、3C表面檢測、觸摸屏制造、AOI光學(xué)檢測、PCB印刷電路、電子封裝等。在汽車制造行業(yè)，機(jī)器視覺幾乎涉及所有系統(tǒng)和部件的制造流程，例如車身裝配檢測、面板印刷和質(zhì)量檢測、字符檢測、零件尺寸的精密測量、工業(yè)零部件表面缺陷檢測等。2D視覺系統(tǒng)的一般原理是通過攝像頭拍攝平面照片，然后通過圖像分析或比對來識別物體，主要依據(jù)是物體一個(gè)平面上的特征。由于2D視覺無法獲得物體的空間坐標(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)也難以區(qū)分顏色相近的表面。同時(shí)成像的對比度對結(jié)果的分析至關(guān)重要，因此特別依賴于光照和顏色/灰度變化，易受照明條件的影響。2D向3D的轉(zhuǎn)變將成為視覺技術(shù)繼黑白到彩色、低分辨率到高分辨率、靜態(tài)圖像到動態(tài)影像后的第四次革命。2D機(jī)器視覺技術(shù)具有局限性，3D可以作為有效補(bǔ)充。3D視覺技術(shù)增加了旋轉(zhuǎn)、俯仰、橫擺三個(gè)維度，更能還原真實(shí)立體世界，通過3D視覺傳感器采集3D輪廓信息，形成3D點(diǎn)云，實(shí)現(xiàn)平面度、翹曲度、段差、曲面輪廓度等3D尺寸量測。工業(yè)控制對精度、柔性的要求高，場景還原度更好、魯棒性更強(qiáng)的3D有望加速滲透。盡管目前2D視覺可以滿足絕大部分行業(yè)對檢測的需求，但涉及到立體工件、精度要求高的檢測仍需3D視覺來配合。通過增加3D視覺模塊，增加工業(yè)機(jī)器人的環(huán)境感知能力，可以拓寬應(yīng)用場景。二、機(jī)器人視覺：算法還是傳感器？選擇的問題因?yàn)樵谝曈X方案上，每家人形機(jī)器人主機(jī)廠選擇的方案有所差異，整體來看算法基礎(chǔ)強(qiáng)的廠商會采用更為簡單的傳感器方案，而算法相對薄弱的廠商會選擇更為核心的傳感器，隨著未來人形機(jī)器人出貨量的增長，技術(shù)的迭代升級，未來視覺方案也將會逐步優(yōu)化定型。下面主要對核心廠商人形機(jī)器人視覺方案進(jìn)行梳理：1、特斯拉Optimus：2D視覺傳感器＋FSD特斯拉Optimus的純視覺傳感器方案的實(shí)現(xiàn)，離不開多任務(wù)學(xué)習(xí)HydraNets神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。特斯拉Optimus搭載了與特斯拉車輛相同的FSD技術(shù)以及Autopilot相關(guān)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其大腦使用的是自研的AI訓(xùn)練DojoD1芯片和超級計(jì)算機(jī)Dojo。特斯拉FSD系統(tǒng)已可以實(shí)現(xiàn)每1.5毫秒2500次搜索的超高效率，預(yù)測可能出現(xiàn)的各種情況，并在其中找到最安全、最舒適、最快速的自動駕駛路徑。在經(jīng)過完全自動駕駛能力系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證后，特斯拉強(qiáng)大的FSD計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)已可直接應(yīng)用于機(jī)器人。2、小米：Mi-Sense視覺系統(tǒng)（iToF+RGB）小米CyberOne的Mi-Sense視覺系統(tǒng)采用iToF+RGB方案。iToF無法獲取物體的顏色紋理信息，RGB相機(jī)可獲取物體豐富的顏色紋理信息，將RGB與iToF相結(jié)合既能得到物體的深度信息，又可獲取物體的顏色紋理信息，這可大大拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。RGB信息可用于物體檢測識別，深度信息可用于建圖避障等，RGB+iToF在諸多領(lǐng)域可實(shí)現(xiàn)1+1>2的作用。3、優(yōu)必選：四目系統(tǒng)及雙RGBD傳感器優(yōu)必選WALKERX的視覺模塊創(chuàng)新升級四目系統(tǒng)及雙RGBD傳感器，采用胸部四目視覺，頭部+腰部雙RGBD，以及腰部4*毫米波雷達(dá)避障。SLAM視覺導(dǎo)航自主路徑規(guī)劃：基于多目視覺傳感器的三維立體視覺定位采用Coarse-to-fine的多層規(guī)劃算法，第一視角實(shí)景AR導(dǎo)航交互及2.5D立體避障技術(shù)實(shí)現(xiàn)動態(tài)場景下全局最優(yōu)路徑自主導(dǎo)航。實(shí)現(xiàn)定位精度10cm，導(dǎo)航精度20cm，精定位精度1cm?；谏疃葘W(xué)習(xí)的物體檢測與識別算法、人臉識別算法和跨風(fēng)格人臉數(shù)據(jù)生成技術(shù)，可在復(fù)雜環(huán)境中識別人臉、手勢、物體等信息，豐富準(zhǔn)確地理解和感知外部環(huán)境。4、宇樹科技：3D激光雷達(dá)＋深度相機(jī)人形機(jī)器人視覺方案目前主要以結(jié)構(gòu)光、雙目或多目RGB、TOF等的組合方案為主。國外大廠已經(jīng)較早的布局和應(yīng)用，國內(nèi)市場還在逐步打開市場空間。三、國內(nèi)廠商競速突圍，成長迅速（一）奧比中光：3D視覺傳感全技術(shù)路徑布局，消費(fèi)及機(jī)器人場景拓展未來空間奧比中光是行業(yè)領(lǐng)先的機(jī)器人視覺及AI視覺科技公司，致力于構(gòu)建機(jī)器人與AI視覺產(chǎn)業(yè)中臺、打造機(jī)器人的“眼睛”?；谧匝行酒腿珬Ｊ较到y(tǒng)技術(shù)，奧比中光為機(jī)器人、3D掃描、生物識別等行業(yè)客戶及全球開發(fā)者提供高性能的3D視覺傳感器及機(jī)器人與AI視覺方案，助力新興行業(yè)釋放價(jià)值、推動傳統(tǒng)行業(yè)智能化升級。擁有自建生產(chǎn)基地，奧比中光具備百萬級量產(chǎn)能力，提供靈活可靠的ODM/OEM服務(wù)。奧比中光為全球超過1000家客戶與開發(fā)者提供“研發(fā)+制造”的一站式產(chǎn)品和服務(wù)，在中國服務(wù)機(jī)器人3D視覺傳感器領(lǐng)域，公司市占率超過70%。公司與微軟、英偉達(dá)聯(lián)合研發(fā)制造，融合微軟第一代深度相機(jī)AzureKinect的全部性能，并集成英偉達(dá)JetsonNano深度算力平臺，其主要應(yīng)用于機(jī)器人、物流、制造、工業(yè)、零售、醫(yī)療保健和健身解決方案等領(lǐng)域的3D視覺開發(fā)。2024年5月6日~9日，奧比中光在美國芝加哥舉辦的北美最大自動化技術(shù)展Automate2024亮相，帶來了新一代全場景雙目3D相機(jī)——Gemini330系列，獲得眾多專業(yè)機(jī)器人開發(fā)者的關(guān)注。其中，奧比中光Gemini335L相機(jī)融合英偉達(dá)IsaacROSVSLAM和Nvblox技術(shù)，幫助自主移動機(jī)器人(AMR)在復(fù)雜環(huán)境中能夠?qū)崟r(shí)視覺建圖、定位以及高精度3D場景重建，實(shí)現(xiàn)更高效的自主機(jī)器人導(dǎo)航。（二）奧普特：硬件為基拓展解決方案，前瞻卡位優(yōu)異賽道的機(jī)器視覺龍頭奧普特是我國國內(nèi)較早進(jìn)入機(jī)器視覺領(lǐng)域的企業(yè)之一。在成立之初，以機(jī)器視覺核心部件中的光源產(chǎn)品為突破口，奧普特進(jìn)入了當(dāng)時(shí)主要為國際品牌所壟斷的機(jī)器視覺市場