至2027年我國機器視覺市場規(guī)模將超過560億元。
自20世紀50年代，Gilbson 提出了“光流”理論，并基于該理論開發(fā)了逐像素計算光流的數(shù)學模型后，機器視覺已經有70多年的歷史，其功能以及應用范圍隨著工業(yè)自動化的發(fā)展逐漸完善和推廣。
在20世紀80年代至21世紀初，機器視覺行業(yè)有了新的突破，開始進入高速發(fā)展期，基恩士、康耐視、歐姆龍、DALSA 等視覺公司相繼成立，這一階段涌現(xiàn)了大量新技術、新理論，并開發(fā)了適用于實驗室和部分工業(yè)場景的第一代圖像處理產品和簡易的圖像處理軟件庫，機器視覺開始走向市場化。
21 世紀至今，機器視覺行業(yè)逐漸走向成熟，市場規(guī)模隨著中國制造和工業(yè)機器人市場的增長而得到快速發(fā)展。
GGII 數(shù)據顯示，2022 年中國機器視覺市場規(guī)模 170.65 億元（該數(shù)據未包含自動化集成設備規(guī)模），同比增長23.51%。其中，2D視覺市場規(guī)模約為152.24億元，同比增長20.21%，3D 視覺市場約為18.40億元，同比增長59.90%。
GGII 預測，至2027年我國機器視覺市場規(guī)模將超過560億元，其中，2D視覺市場規(guī)模將超過400億元，3D視覺市場規(guī)模將接近160億元。
為把握機器視覺應用發(fā)展趨勢，幫助機器視覺相關企業(yè)及投資機構更好的了解當前機器視覺行業(yè)的最新態(tài)勢，《2023機器視覺產業(yè)發(fā)展藍皮書》應運而生。
2023年7月13-14日，由高工機器人、高工智能汽車、高工咨詢主辦的2023（第六屆）高工機器人集成商大會在蘇州日航酒店2樓姑蘇廳隆重舉行。大會同期，高工機器人產業(yè)研究所（GGII）聯(lián)合梅卡曼德機器人、康士達、知象光電、奧比中光四大參編單位重磅發(fā)布《2023機器視覺產業(yè)發(fā)展藍皮書》。
本藍皮書將視覺產業(yè)鏈、機器視覺細分產品競爭格局、3D 視覺應用、視覺技術趨勢等內容做了深化和細化，同時對機器視覺的應用現(xiàn)狀、應用場景和應用趨勢進行分析，其中也展示了較多3D視覺和工控機相關的應用場景和案例。
機器視覺系統(tǒng)中的“大腦”
從機器視覺的產業(yè)鏈來看，上游主要有光源、鏡頭、工業(yè)相機、工控機（包含圖像采集卡）、圖像處理軟件等機器視覺組件設備的提供商。
產業(yè)中游包括基于視覺應用軟件的應用系統(tǒng)，如檢測、測量、定位、識別系統(tǒng)以及定位引導系統(tǒng)等，此外，中游領域還包括各類視覺設備。
產業(yè)鏈下游主要為各行業(yè)的產線綜合解決方案供應商終端行業(yè)，如 3C 電子、汽車與零部件、新能源、半導體、醫(yī)療制藥等。
其中，在機器視覺的上游，機器視覺工控機作為視覺系統(tǒng)中的“大腦”，隨著工控機技術的快速發(fā)展，工控機的應用也能夠為視覺系統(tǒng)的運作提供強有力的支持，使機器視覺能夠廣泛地應用于各個行業(yè)中，視覺工控機市場規(guī)模也與機器視覺行業(yè)的發(fā)展密不可分。
GGII 統(tǒng)計數(shù)據顯示，2022 年，我國視覺工控機市場規(guī)模約為 23.71 億元，同比 2021 年增長 12.62%，GGII 預計，至 2027 年我國視覺工控機市場規(guī)模將超過 65 億元。
從參與者來看，機器視覺領域的工控機主要由臺系廠商研華科技、凌華科技為主導。近年來，越來越多的國產廠商入局工控機領域，其中，以康士達為代表的工控機廠商，在工控機領域積累了深厚的研發(fā)功底。
康士達從事控制器板卡的研發(fā)設計，有15年以上的設計經驗，其中在寬溫、三防、寬壓設計、短路、過流過壓保護、EMD/EMC 防護、浪涌、絕緣；平衡、抗震等方面有很多獨到之處。同時，康士達控制器應市場需求，集成 POE、CAN、DIO、光源控制器等功能，減少了客戶拼裝帶來的不穩(wěn)定性，也減少客戶成本。
在軟件開發(fā)方面，康士達在軟件開發(fā)方面擁有雄厚的實力，精通底層 BIOS、EC 等開發(fā)，可為客戶定制特色功能；精通 MCU、ARM32 的固件開發(fā)，滿足工業(yè)場景硬件的靈活擴展；同時在 Android 系統(tǒng)開發(fā)、Linux 系統(tǒng)的裁剪、以及實時性優(yōu)化方面積累了豐富的經驗。
目前，康士達的核心產品包括Q6AMV-A 控制器、U11MV 控制器、E68MV 控制器、U11MSK 整機、Q6AMV B 款等，在視覺工控機的細分市場占有率約 20%以上。
3D視覺需求與日俱增
目前，2D 視覺正在向3D視覺進行延伸。隨著智能制造的不斷深入，面對復雜的物件辨識和尺寸量度任務，以及人機互動所需要的復雜互動，2D 視覺在精度和距離測量方面均出現(xiàn)部分技術局限，市場對 3D 視覺的需求開始與日俱增。
3D 視覺技術的發(fā)展，將很大程度上填補2D視覺的應用空白，并且可以更好的滿足對于高精度定位、抓娶檢測等場景的需求。
1、3D視覺傳感器 （服務機器人領域）
3D 視覺感知行業(yè)經過數(shù)十年的發(fā)展，由早期的工業(yè)級成功向消費級拓展，且應用領域仍在不斷拓寬，行業(yè)經歷了起步、初級發(fā)展時期，即將迎來快速增長時期。目前已在生物識別、機器人、消費電子、工業(yè)三維測量、汽車應用等多個領域實現(xiàn)了推廣應用。
其中，在服務機器人應用領域，3D 視覺傳感器可以幫助服務機器人高效完成人臉識別、距離感知、避障、導航等功能，使其更加智能化。目前已實現(xiàn)落地的應用包括掃地機器人、自動配送機器人、引導陪伴機器人等，服務于家庭、餐廳、酒店、醫(yī)院等多個線下場景。
根據 GGII 統(tǒng)計，2022 年中國公共服務機器人產量 10.24 萬臺，同比增長 30.61%，預計未來幾年復合增速超 27%，到 2026 年產量有望達到 27 萬臺。
從 3D 視覺傳感器參與者來看，主要有奧比中光、英特爾、索尼、英飛凌、銀牛微電子等，其中，2022 年奧比中光在中國服務機器人領域的市占率超過 70%。
公開信息顯示，奧比中光是一家3D視覺感知整體技術方案提供商，也是國內主要的服務機器人3D 視覺傳感器提供商，為機器人客戶提供單目結構光、雙目結構光、激光雷達、iToF 在內的完整視覺感知產品，并具備長達 7 年的行業(yè)落地經驗。奧比中光擁有 25000 自營 3D 視覺傳感器制造工廠，可為機器人客戶長期穩(wěn)定供貨。
目前，與奧比中光達成業(yè)務合作的機器人廠商超過 100 家，合作客戶包括普渡科技、高仙機器人、擎朗機器人、云跡科技、斯坦德機器人等行業(yè)頭部企業(yè)，覆蓋了智能工廠、倉儲物流、建筑自動化、智能巡檢、割草機、酒店配送、樓宇配送、商用清潔、ROS 教育等眾多服務機器人應用場景。
2、3D 工業(yè)相機
目前我國 3D 工業(yè)相機市場仍處于早期市場發(fā)展階段，市場競爭激烈，業(yè)內玩家都在跑馬圈地。
從應用場景來看，目前國內3D視覺玩家更多專注在物流、工程機械、金屬加工、3C領域。近幾年，隨著3D視覺玩家的技術越發(fā)成熟，也開始進攻汽車、3C、鋰電、半導體等中高端應用場景。
GGII 調研數(shù)據顯示，2022 年中國3D 工業(yè)相機銷量超過5 萬臺，其中，國產3D 工業(yè)相機出貨量在60%以上。
目前，在3D視覺應用的場景中（檢測、測量、定位、引導），引導和檢測是應用的最多的場景之一。
在引導的場景中，GGII 調研數(shù)據顯示，2022 年中國機器人引導類 3D 相機出貨量超過 8500 臺，其中國產品牌份額超過 80%。
從代表廠商來看，梅卡曼德專注于 3D 工業(yè)相機和 3D 視覺軟件算法開發(fā)，在機器人引導分揀、拆碼垛、上下料等細分領域中構筑自身技術優(yōu)勢。
知象光電則面向工藝類場景，其中，知象光電擁有自主研發(fā)的微結構光投射芯片、成像算法芯片、模組和整機，產品體積小，精度、可靠性高，自研 3D 焊接視覺軟件可實現(xiàn)復雜焊縫特征提娶軌跡尋位、工件找正定位等功能，有效解決焊接機器人落地卡脖子問題。
在檢測場景中，GGII 調研數(shù)據顯示，2022 年中國 3D 檢測類相機出貨量超過 2.3 萬臺，其中外資品牌份額超過 60%。
目前 3D 檢測類相機主要前以激光線掃相機為主流，代表廠商有基恩士、LMI、深視智能、康耐視、翌視科技等。近年來以新能源、半導體、新能源汽車為代表的新興市場需求持續(xù)釋放，帶動視覺檢測類的需求逐年上升，入局 3D 檢測類的廠商持續(xù)增加。
融資更趨向頭部廠商
2022 年國內整體經濟增速放緩，市場不確定性加強，進一步加大資本方投資風險。資本對初創(chuàng)公司的投資決策中對于企業(yè)是否能實現(xiàn)穩(wěn)定盈利以及保證穩(wěn)定現(xiàn)金流的考量進一步提升，對于機器視覺行業(yè)的投資決策也逐漸從“狂熱”轉變?yōu)?ldquo;理性”。
據不完全統(tǒng)計，2022 年中國機器視覺行業(yè)共發(fā)生融資33起，涉及金額近31億元，其中，大部分融資主要集中于3D視覺、視覺芯片、視覺軟件平臺等領域。同比2021年，機器視覺融資案例數(shù)量下滑約 25.58%，融資金額下滑約 64.19%，平均單筆融資金額從 2021 年的 1.08 億元下降至 0.93 億元，融資市場開始收縮。
現(xiàn)如今，資本趨向流入頭部視覺廠商，融資收窄時，更加考驗機器視覺企業(yè)的核心競爭力。
譬如，梅卡曼德在2022年6月宣布獲得來自全球性頂級投資機構領投、IDG資本跟投的C+輪融資。
梅卡曼德機器人由清華海歸團隊于2016 年創(chuàng)辦，經過近幾年的發(fā)展，梅卡曼德機器人已擁有可大幅提升3D相機抗環(huán)境光能力的激光結構光投影技術、可大幅提升3D相機對高亮反光物體成像效果的 AI 三維重建技術、可大幅提升微小缺陷檢出率的 AI 小尺寸缺陷檢測技術、可應對貼邊/深框/異形等復雜情況的機器人抓取規(guī)劃技術 、可針對海量物體的無模型任意物體抓取技術、可顯著提升高反光/深框/堆疊/暗色等情況下物體識別率的深度學習技術等。
目前，梅卡曼德機器人自研3D傳感器及配套平臺軟件已經在汽車、物流、工程機械、 3C、鋰電/新能源等眾多領域實現(xiàn)規(guī)�；桓�，全球落地 3000+實際案例，典型應用涵蓋無序工件上下料、視覺引導拆碼垛、高精度定位裝配、軌跡涂膠/噴膠、工業(yè)檢測/量測等。
知象光電在2022年11月份，獲得安信投資、鐘鼎資本的超億元融資。
知象光電成立于2014年，是一家專注于高精度3D視覺技術創(chuàng)新的硬科技企業(yè)，建立了從微結構光芯片到高精度3D視覺算法的自主技術體系。
知象光電所研發(fā)的3D掃描儀性能出色、便攜易用，銷量領先，終端用戶遍及全球 150 多個國家和地區(qū)，在智能硬件、醫(yī)療成像、元宇宙、3D 打英VR/AR 等領域實現(xiàn)了落地應用；工業(yè)3D視覺產品與解決方案性能精湛，已成功服務全球數(shù)百家企業(yè)，被廣泛應用于自動化焊接、工業(yè)檢測、機器人視覺引導等領域，3D 視覺產品累計銷量超過10萬臺。
目前進入機器視覺的企業(yè)很多，從應用功能領域劃分，主要是檢測、測量、定位、識別讀碼等幾種，各家企業(yè)都有自身專注的領域，但除去少部分的頭部企業(yè)能夠輸出標準化產品，大多數(shù)企業(yè)還是只專注于單一領域。
整體而言，機器視覺行業(yè)市場競爭已進入白熱化階段，企業(yè)盈利空間進一步被壓縮，落地能力較弱、市場占有率較低、未能在細分領域站穩(wěn)腳跟的企業(yè)融資難度將進一步提升。機器視覺企業(yè)唯有建立起工藝算法的競爭壁壘，以優(yōu)秀的行業(yè)案例進入機器視覺“深水區(qū)”，才有機會在卡位階段與其他玩家一較高下。
國產化進程螺旋式上升
從機器視覺產業(yè)鏈看，自下而上的國產化替代開始提速，從視覺應用集成到相機、光源、鏡頭、工控機、軟件再到圖像傳感器、視覺芯片等環(huán)節(jié)，國產化進程不斷深入。
從數(shù)據上看，2022 年中國市場機器視覺各大核心部件的國產化份額均已超過 70%，其中光源國產化率超過 90%，鏡頭國產化率 80%左右，2D 相機國產化率超過 70%，3D 相機國產化率超過 60%，視覺軟件國產化率超過 40%。2022 年中國 3D 視覺市場增速接近 60%，眾多國產廠商開始嶄露頭角。
從內外資競爭角度看，2D 視覺領域外資具備較強的先發(fā)優(yōu)勢，國產 2D 視覺的發(fā)展進程可以總結為國產化替代的過程。相比之下，3D 視覺內外資起步差距并不大，只是技術路線與應用領域有所差異，外資 3D 廠商更多應用于檢測領域，國產 3D 廠商更多應用定位引導領域。
GGII 判斷，在 3D 定位引導領域，國產 3D 視覺廠商優(yōu)勢已經持續(xù)鞏固，未來有望引領行業(yè)發(fā)展；在 3D 檢測領域，外資品牌依然處于主導地位，國產處于追趕狀態(tài)，預計未來五年國產品牌份額有望超過外資品牌份額。
從產品來看，目前在中國的機器視覺核心組件設備大多來自國外企業(yè)，如高端鏡頭、高端 CCD 和 CMOS、智能相機、高速圖像處理軟件等。國內企業(yè)集中在生產光源、圖像軟件和機器視覺集成系統(tǒng)方面。
但可以確認的是，國產機器視覺的發(fā)展是迂回的，但同時也是螺旋式上升的。國產機器視覺企業(yè)要充滿信心，腳踏實地，繼續(xù)深耕機器視覺應用市場，不斷推動產品迭代和技術升級，持續(xù)為客戶提供不同的機器視覺解決方案，打破關鍵技術被卡脖子的局面。
未來，國產化仍然是機器視覺產業(yè)發(fā)展的主旋律，產業(yè)成長空間巨大。對于國產機器視覺企業(yè)來說，除了要把握產業(yè)政策紅利帶來的國產替代機會，還需逐步向高端國產替代發(fā)展，翱翔于更廣闊的天地。
