機(jī)器視覺行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道(文/程文智)機(jī)器視覺這個概念提出來已經(jīng)有好多年了，一開始并沒有如開始人們所預(yù)想的那樣增長迅速。不過，2021年，機(jī)器視覺市場增速還不錯，據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，2021年增長了30%左右，主要原因是隨著社會的發(fā)展，消費的升級，工業(yè)生產(chǎn)過程中，對產(chǎn)品的良率、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)有所提高，加上現(xiàn)在工人并不好招，以及疫情的影響，更多的高精度組裝、檢測等需求釋放出來了。

在國內(nèi)，人口老齡化問題越來越突出，人工成本越來越高，加上國家越來越注重智能制造的發(fā)展，為高端裝備、人工智能、及自動化生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)布了各項政策規(guī)劃，支持智能制造行業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)和市場擴(kuò)展。而高端裝備制造、人工智能和自動化生產(chǎn)行業(yè)都是機(jī)器視覺技術(shù)的主要應(yīng)用場景。

機(jī)器視覺行業(yè)現(xiàn)狀及市場格局

正是在這些因素的推動下，國內(nèi)的機(jī)器視覺行業(yè)也得到了不錯的發(fā)展機(jī)會。從國內(nèi)企業(yè)數(shù)量上來看，2010年國內(nèi)機(jī)器視覺企業(yè)僅有60家，隨著國內(nèi)對自主技術(shù)產(chǎn)權(quán)的不斷研究，以及在光源、相機(jī)等領(lǐng)域的不斷摸索，在2019年時，國內(nèi)機(jī)器視覺企業(yè)數(shù)量達(dá)到819家的峰值，2020年回落至637家，但相比2010年來說，仍然有10多倍的增長。

根據(jù)中國機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟統(tǒng)計，國內(nèi)機(jī)器視覺行業(yè)以中小企為主，主要集中在銷售額1~ 3千萬范圍，占31.8%;1千萬以下銷售額的企業(yè)占比為19.8%;3~5千萬銷售額的企業(yè)占比13.2%;5千萬~1億元銷售額的企業(yè)占比18.7%;1億元以上銷售額的企業(yè)僅占16.5%。從區(qū)域分布來看，機(jī)器視覺企業(yè)聚集較為集中，主要分布在廣東省(27.01%)、江蘇省(15.88%)、山東省(7.73%)、浙江省(7.63%)、上海市(4%)。

可以明顯地看到，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，中國機(jī)器視覺行業(yè)的銷售額從2018年的101.8億元增長至 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。

從全球市場規(guī)模來看，據(jù)Markets and Markets 統(tǒng)計， 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 億美元;2021年市場規(guī)模約為110億美元，預(yù)計 2022 年至 2025 年，全球機(jī)器視覺器件市場規(guī)模將以6.56%的復(fù)合增長率增長，至2025 年市場規(guī)模將達(dá)147 億美元。

機(jī)器視覺以視覺器件、可配置視覺系統(tǒng)和智能視覺裝備等形態(tài)服務(wù)各產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于新型顯示、消費電子、印刷包裝、新能源等眾多行業(yè)，成為這些行業(yè)必不可少的數(shù)字化和智能化變革的支撐。

從企業(yè)方面來看，目前在機(jī)器視覺領(lǐng)域比較知名的企業(yè)有美國的康耐視、德國的巴斯勒和伊斯拉視像、日本的基恩士和歐姆龍等，國內(nèi)有從3D攝像機(jī)切入的梅卡曼德、深視智能，以及奧普特、天準(zhǔn)科技、矩子科技和即將登陸科創(chuàng)板的凌云光。

從市場競爭格局方面來看，國外廠商具有較強的設(shè)計、研發(fā)和制造能力，視覺系統(tǒng)領(lǐng)域長期由基恩士、康耐視等廠商主導(dǎo)。國內(nèi)機(jī)器視覺行業(yè)起步較晚，最早國內(nèi)廠商主要代理國外廠商的機(jī)器視覺產(chǎn)品。隨著技術(shù)和經(jīng)驗的積累，部分國內(nèi)廠商開始推出自有品牌的產(chǎn)品，加上國內(nèi)廠商能夠提供本地化的定制化服務(wù)，供貨周期也比較靈活，市場份額開始逐年增長。

但從銷售額來看，國內(nèi)前幾大機(jī)器視覺企業(yè)包括基恩士、康耐視、凌云光、Young Woo DSP、ISRA VISION、中國大恒集團(tuán)有限公司北京圖像視覺技術(shù)分公司、天準(zhǔn)科技、奧普特科技、寶視納視覺技術(shù)、矩子科技等。

機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)鏈

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)量和實時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。

一般來說，機(jī)器視覺行業(yè)的算法庫由OpenCV等開源視覺算法庫，和Vision Pro(美國康耐視公司)、Halcon(德國MVTec公司)、VisionWare(凌云光)等第三方商業(yè)付費算法庫組成。因算法庫開發(fā)周期長、投入大，業(yè)內(nèi)公司通?；陂_源算法庫開發(fā)自身應(yīng)用算法，或自主開發(fā)與第三方集成并舉，較少公司完全自主開發(fā)底層算法。為提高效率與降低成本，集成第三方成熟工具包作為輔助開發(fā)手段是比較常見的方式。

根據(jù)凌云光招股書的介紹，圖像核心算法的具體衡量指標(biāo)主要包括圖像增強算法效率、定位算法性能和識別算法性能。從對比數(shù)據(jù)來看，其實各家都有自己擅長的點。

機(jī)器視覺行業(yè)的中游為視覺系統(tǒng)與智能裝備。視覺系統(tǒng)包含獨立完整的成像單元(光源、鏡頭、相機(jī))和相應(yīng)的算法軟件，集圖像采集、處理與通信功能于一身，可以靈活地進(jìn)行配置和控制，適應(yīng)各種復(fù)雜的應(yīng)用，具有多功能、模塊化、高可靠性等特點。智能裝備以機(jī)器視覺的感知能力和分析決策能力為核心，在視覺系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加入了自動化和智能化的功能，將設(shè)計、生產(chǎn)、檢測過程集成閉環(huán)，可實現(xiàn)多種功能。

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。下游產(chǎn)業(yè)豐富多樣，集成服務(wù)更加有的放矢，面向應(yīng)用市場才能更加蓬勃。

主要應(yīng)用領(lǐng)域

機(jī)器視覺有一個好處就是拓展不受行業(yè)的限制，應(yīng)用范圍非常廣，無論是在哪個行業(yè)，只要是需要檢測、定位、測量和識別的地方，都可以使用機(jī)器視覺。目前機(jī)器視覺技術(shù)主要應(yīng)用在以下幾個領(lǐng)域：

1 )消費電子是機(jī)器視覺主要應(yīng)用領(lǐng)域消費電子具有技術(shù)革新迅速、產(chǎn)品迭代快等特性，消費者對消費電子的質(zhì)量需求推動了消費電子產(chǎn)品需要通過更高效、更精細(xì)的機(jī)器視覺檢測技術(shù)以提升產(chǎn)能和質(zhì)量。

目前，中國已經(jīng)成為全球最大的消費電子產(chǎn)品研發(fā)和制造基地。在消費電子產(chǎn)業(yè)鏈上，機(jī)器視覺技術(shù)已經(jīng)基本覆蓋從元器件、部件和成品全制造環(huán)節(jié)的自動化及品質(zhì)檢測與量測。此外，機(jī)器視覺在連接器檢測、 PCB 檢查、 SMT 、硬盤檢測、元器件在線分類篩選、二維碼讀取等場景的應(yīng)用滲透率也逐步提高。

2 )新型顯示領(lǐng)域的機(jī)器視覺應(yīng)用增長空間巨大新型顯示是機(jī)器視覺重要的應(yīng)用領(lǐng)域。在新型顯示領(lǐng)域，機(jī)器視覺技術(shù)作為非接觸、高精度、高速度的生產(chǎn)、檢測技術(shù)手段，已被廣泛應(yīng)用于各類型的新型顯示的生產(chǎn)過程中。國產(chǎn)顯示面板廠商出于成本和供應(yīng)鏈安全的考慮更傾向于與國產(chǎn)供應(yīng)鏈廠商，機(jī)器視覺市場的國產(chǎn)普及率將有所提高，這將利好國產(chǎn)機(jī)器視覺廠商。

3 )印刷包裝成為機(jī)器視覺應(yīng)用的重要增長點包裝行業(yè)對印刷品質(zhì)要求較高，包裝印刷廠須具備獨特的技術(shù)和質(zhì)量優(yōu)勢方能滿足該行業(yè)對質(zhì)量和色彩的特殊要求。當(dāng)前印刷機(jī)最快生產(chǎn)速度已達(dá) 800m/min ，且檢測精度高，已超出人眼識別極限，現(xiàn)有人工檢測已無法滿足要求，因此必須采用高速、高精度、一致性和穩(wěn)定性的機(jī)器視覺檢測設(shè)備才能保障印刷質(zhì)量。

4) 機(jī)器視覺已被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體檢測在半導(dǎo)體領(lǐng)域，機(jī)器視覺已被應(yīng)用于半導(dǎo)體外觀缺陷、尺寸、數(shù)量、平整度、距離、定位、校準(zhǔn)、焊點質(zhì)量、彎曲度等檢測，廣泛應(yīng)用于晶圓制造和封裝測試中的檢測、定位、切割和封裝過程。隨著中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的興起，半導(dǎo)體技術(shù)的更新?lián)Q代，未來國產(chǎn)半導(dǎo)體視覺裝備必然會得到廣泛應(yīng)用，中國本土企業(yè)的發(fā)展巨大。

此外，機(jī)器視覺還在新能源汽車、光伏等新能源領(lǐng)域、以及工業(yè)機(jī)器人、掃地機(jī)器人等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。

機(jī)器視覺行業(yè)發(fā)展趨勢

1 )應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)拓寬經(jīng)過一段時間的普及與推廣，機(jī)器視覺應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大。目前，機(jī)器視覺的應(yīng)用范圍已從最初的消費電子等領(lǐng)域，逐步拓展至印刷包裝、汽車、運輸、醫(yī)療等領(lǐng)域。預(yù)計未來，除了傳統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域外，在AI 、自動駕駛、人臉識別等新興技術(shù)興起的帶動下，機(jī)器視覺將進(jìn)一步拓寬應(yīng)用領(lǐng)域。

2 )嵌入式視覺應(yīng)用持續(xù)增長嵌入式視覺系統(tǒng)是指在嵌入式系統(tǒng)中使用機(jī)器視覺技術(shù)，是嵌入式系統(tǒng)和機(jī)器視覺兩種技術(shù)的整合，可獨立完成從接收光信號到系統(tǒng)輸出的整個信號處理過程。處理能力、存儲器密度和系統(tǒng)集成度的提升， 促進(jìn)了嵌入式視覺在傳統(tǒng)和新興應(yīng)用領(lǐng)域的滲透。未來，得益于越來越多的行業(yè)應(yīng)用程序的支持，嵌入式視覺將被更廣泛地應(yīng)用在自動駕駛等領(lǐng)域新興領(lǐng)域。

3)2D 機(jī)器視覺向 3D 機(jī)器視覺升級相比2D機(jī)器視覺，3D機(jī)器視覺具有顯著優(yōu)勢，例如測量速度快、精度高、抗干擾能力強、操作簡便等，能有效解決2D機(jī)器視覺對于高度、厚度、體積、平面度等測量因素缺失的問題。3D視覺技術(shù)的突破，將進(jìn)一步推動視覺技術(shù)在高端場景的應(yīng)用，傳統(tǒng)的2D機(jī)器視覺將快速向3D機(jī)器視覺升級，推動機(jī)器視覺市場持續(xù)增長。

結(jié)語

雖然國內(nèi)企業(yè)進(jìn)入機(jī)器視覺行業(yè)的時間比較晚，但相對國外企業(yè)來說，他們更具有市場優(yōu)勢，目前我國智能制造發(fā)展程度還不高，工業(yè)數(shù)字自動化普及的程度也不高。隨著未來我國工業(yè)制造領(lǐng)域的自動化和智能化程度的加深，機(jī)器視覺將會得到更加廣闊的發(fā)展空間。橫向上，機(jī)器視覺可以用在更多的行業(yè)領(lǐng)域;縱向上，機(jī)器視覺在現(xiàn)有領(lǐng)域的深度拓展將會帶來新的行業(yè)增長。

原文標(biāo)題：中國機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)格局及未來發(fā)展趨勢

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審核編輯：湯梓紅