一、行業(yè)概況
機(jī)器視覺(jué),簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),是讓機(jī)器具備像人類(lèi)一樣“看”和“理解”的能力,通過(guò)光學(xué)成像設(shè)備采集圖像信息,運(yùn)用計(jì)算機(jī)算法對(duì)圖像進(jìn)行處理、分析和理解,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的檢測(cè)、識(shí)別、測(cè)量和定位等功能。它廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造、物流、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、交通等多個(gè)領(lǐng)域,是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化的關(guān)鍵技術(shù)之一。
根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院撰寫(xiě)的《2025-2030年機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)業(yè)深度調(diào)研及未來(lái)發(fā)展現(xiàn)狀趨勢(shì)預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示:
機(jī)器視覺(jué)的發(fā)展歷程可追溯到20世紀(jì)50年代,當(dāng)時(shí)主要應(yīng)用于字符識(shí)別領(lǐng)域。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像處理技術(shù)和傳感器技術(shù)的不斷進(jìn)步,機(jī)器視覺(jué)技術(shù)逐漸從簡(jiǎn)單的字符識(shí)別向復(fù)雜的工業(yè)檢測(cè)、智能機(jī)器人視覺(jué)等領(lǐng)域拓展。在早期,受限于硬件性能和算法的復(fù)雜性,機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的處理速度和精度較低,應(yīng)用范圍也相對(duì)狹窄。但進(jìn)入21世紀(jì)后,隨著計(jì)算機(jī)性能的大幅提升、高性能圖像傳感器的出現(xiàn)以及深度學(xué)習(xí)算法的廣泛應(yīng)用,機(jī)器視覺(jué)技術(shù)迎來(lái)了快速發(fā)展期,其應(yīng)用場(chǎng)景不斷拓展,市場(chǎng)規(guī)模也逐年擴(kuò)大。
從系統(tǒng)構(gòu)成來(lái)看,機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)主要由光源、鏡頭、相機(jī)、圖像采集卡和圖像處理軟件等部分組成。光源負(fù)責(zé)提供合適的照明條件,以突出目標(biāo)物體的特征,便于相機(jī)采集清晰的圖像;鏡頭則用于聚焦光線,確保相機(jī)能夠獲取高質(zhì)量的圖像;相機(jī)是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的關(guān)鍵設(shè)備,其性能直接影響圖像的質(zhì)量和分辨率;圖像采集卡負(fù)責(zé)將相機(jī)采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),并傳輸給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理;圖像處理軟件則運(yùn)用各種算法對(duì)圖像進(jìn)行分析、處理和理解,實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的檢測(cè)和識(shí)別等功能。
二、市場(chǎng)現(xiàn)狀
當(dāng)前,機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢(shì)。從全球范圍來(lái)看,市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)。過(guò)去幾年全球機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)規(guī)模保持著較高的增長(zhǎng)率,預(yù)計(jì)在未來(lái)幾年仍將保持穩(wěn)定增長(zhǎng)。這主要得益于工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程的加速、智能制造的興起以及各行業(yè)對(duì)提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的迫切需求。
在國(guó)內(nèi)市場(chǎng),機(jī)器視覺(jué)行業(yè)同樣發(fā)展迅速。隨著國(guó)內(nèi)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí),越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始引入機(jī)器視覺(jué)技術(shù),以提升生產(chǎn)自動(dòng)化水平和產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)能力。尤其是在3C電子、汽車(chē)制造、物流等行業(yè),機(jī)器視覺(jué)的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛。例如,在3C電子制造中,機(jī)器視覺(jué)可用于手機(jī)屏幕的缺陷檢測(cè)、芯片的尺寸測(cè)量等;在汽車(chē)制造領(lǐng)域,可用于車(chē)身焊接質(zhì)量檢測(cè)、零部件裝配精度檢測(cè)等;在物流行業(yè),可用于貨物的識(shí)別、分揀和搬運(yùn)等。據(jù)GGII預(yù)測(cè),2024年本土機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)規(guī)模有望突破200億元,同比增速接近12%,預(yù)計(jì)2028年國(guó)內(nèi)機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)395億元,2023-2028年復(fù)合增長(zhǎng)率約為16.38%。
圖表:中國(guó)機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)規(guī)模與增速
數(shù)據(jù)來(lái)源:GGII,中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理
從市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看,全球機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈,呈現(xiàn)出多元化的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)。國(guó)際上,基恩士、康耐視等企業(yè)憑借其先進(jìn)的技術(shù)、豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和強(qiáng)大的品牌影響力,在高端市場(chǎng)占據(jù)領(lǐng)先地位。這些企業(yè)擁有深厚的技術(shù)研發(fā)實(shí)力,不斷推出高性能、高精度的機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品和解決方案,滿足高端制造業(yè)對(duì)機(jī)器視覺(jué)的嚴(yán)格要求。國(guó)內(nèi)企業(yè)如矩子科技、凌云光等近年來(lái)發(fā)展迅速,在中低端市場(chǎng)具有一定的競(jìng)爭(zhēng)力。它們通過(guò)價(jià)格優(yōu)勢(shì)、本地化服務(wù)和對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求的深入理解,不斷拓展市場(chǎng)份額,并逐步向高端市場(chǎng)邁進(jìn)。同時(shí),國(guó)內(nèi)企業(yè)也在加大研發(fā)投入,提升技術(shù)水平,努力縮小與國(guó)際先進(jìn)企業(yè)的差距。
在應(yīng)用領(lǐng)域方面,工業(yè)制造是機(jī)器視覺(jué)最大的應(yīng)用市場(chǎng),占據(jù)了市場(chǎng)份額的較大比例。隨著工業(yè)4.0和智能制造的推進(jìn),工業(yè)制造對(duì)機(jī)器視覺(jué)的需求不斷增長(zhǎng),不僅要求機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)具備更高的精度和速度,還需要具備更強(qiáng)的適應(yīng)性和智能化水平。除了工業(yè)制造領(lǐng)域,機(jī)器視覺(jué)在物流、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用也在不斷拓展。在物流領(lǐng)域,機(jī)器視覺(jué)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的貨物分揀和倉(cāng)儲(chǔ)管理,提高物流效率;在醫(yī)療領(lǐng)域,可用于醫(yī)學(xué)影像分析、手術(shù)導(dǎo)航等,輔助醫(yī)生進(jìn)行疾病診斷和治療;在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,可用于農(nóng)作物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)、病蟲(chóng)害檢測(cè)等,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。
三、行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)
智能化與深度學(xué)習(xí)融合:未來(lái),機(jī)器視覺(jué)將與人工智能、深度學(xué)習(xí)技術(shù)深度融合,實(shí)現(xiàn)更高水平的智能化。深度學(xué)習(xí)算法能夠讓機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)自動(dòng)學(xué)習(xí)目標(biāo)物體的特征和模式,從而提高檢測(cè)和識(shí)別的準(zhǔn)確性和效率。例如,通過(guò)大量的樣本數(shù)據(jù)訓(xùn)練,機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)可以準(zhǔn)確識(shí)別各種復(fù)雜的缺陷和異常情況,甚至能夠?qū)ξ粗娜毕葸M(jìn)行預(yù)測(cè)和預(yù)警。同時(shí),智能化的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)還能夠根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景和任務(wù)需求,自動(dòng)調(diào)整參數(shù)和算法,實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)的視覺(jué)檢測(cè)和分析。
高精度與高速度提升:隨著制造業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的要求不斷提高,機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)將朝著更高精度和更高速度的方向發(fā)展。在精度方面,通過(guò)采用更先進(jìn)的光學(xué)元件、高分辨率的相機(jī)和更精確的算法,機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)微小物體和細(xì)微缺陷的檢測(cè)和測(cè)量,滿足高端制造業(yè)對(duì)高精度檢測(cè)的需求。在速度方面,不斷提升圖像采集和處理的速度,實(shí)現(xiàn)對(duì)高速運(yùn)動(dòng)物體的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析,提高生產(chǎn)線上的檢測(cè)效率。
小型化與集成化發(fā)展:為了適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備小型化、輕量化的發(fā)展趨勢(shì),機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)將朝著小型化和集成化的方向發(fā)展。一方面,將相機(jī)、鏡頭、光源等部件進(jìn)行高度集成,形成小型化的機(jī)器視覺(jué)模塊,方便安裝和使用;另一方面,將機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)與其他設(shè)備進(jìn)行集成,如與工業(yè)機(jī)器人、自動(dòng)化生產(chǎn)線等集成在一起,實(shí)現(xiàn)更高效的自動(dòng)化生產(chǎn)。此外,還將出現(xiàn)更多一體化的機(jī)器視覺(jué)解決方案,將硬件和軟件進(jìn)行深度融合,為用戶提供更便捷、更智能的視覺(jué)應(yīng)用服務(wù)。
多模態(tài)融合與協(xié)同:未來(lái),機(jī)器視覺(jué)將與其他傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)多模態(tài)融合與協(xié)同。例如,將機(jī)器視覺(jué)與激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波傳感器等相結(jié)合,充分發(fā)揮各種傳感器的優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體更全面、更準(zhǔn)確的感知和理解。在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域,機(jī)器視覺(jué)與雷達(dá)等傳感器的融合,可以提高車(chē)輛對(duì)周?chē)h(huán)境的感知能力,增強(qiáng)自動(dòng)駕駛的安全性和可靠性。
國(guó)產(chǎn)替代加速推進(jìn):在國(guó)家大力推動(dòng)自主可控和國(guó)產(chǎn)創(chuàng)新的背景下,國(guó)產(chǎn)機(jī)器視覺(jué)企業(yè)將迎來(lái)更多的發(fā)展機(jī)遇,國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程將加速推進(jìn)。國(guó)內(nèi)企業(yè)在技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品質(zhì)量和市場(chǎng)服務(wù)等方面不斷取得進(jìn)步,與國(guó)外企業(yè)的差距逐漸縮小。隨著國(guó)內(nèi)企業(yè)在高端機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域的技術(shù)突破和產(chǎn)品成熟,將逐步打破國(guó)外企業(yè)的壟斷,實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品在更多領(lǐng)域的應(yīng)用和替代,提高國(guó)產(chǎn)機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品的市場(chǎng)份額和行業(yè)影響力。
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