機器視覺行業(yè)發(fā)展態(tài)勢及未來發(fā)展趨勢

機器視覺行業(yè)發(fā)展態(tài)勢及未來發(fā)展趨勢機器視覺行業(yè)發(fā)展態(tài)勢及未來發(fā)展趨勢（一）機器視覺行業(yè)定義根據(jù)美國制造工程師協(xié)會（SocietyofManufacturingEngineers，SME）機器視覺分會和美國機器人工業(yè)協(xié)會（RoboticIndustriesAssociation，RIA）自動化視覺分會對于機器視覺的定義，機器視覺是通過光學的裝置與非接觸的傳感器自動地接收和處理一個真實場景的圖像，以獲得所需信息或用于控制機器人運動的裝置。通俗來講，機器視覺是以機器替代人眼，但功能范圍不僅僅包括人眼對信息的接收，同時還延伸至大腦對信息的處理與判斷。本質上，機器視覺是圖像分析技術在工廠自動化中的應用，通過使用光學系統(tǒng)、工業(yè)相機和圖像處理軟件等，模擬人類的視覺能力，并做出對應的決策，最終通過指揮某種特定的控制裝置執(zhí)行以上決策。機器視覺具有自動化、高效率、高精度、非接觸以及信息數(shù)字化等特點，被譽為制造業(yè)的眼睛，對于促進制造業(yè)向智能化升級發(fā)展具有重要意義。（二）機器視覺系統(tǒng)工作原理及應用情況1、機器視覺系統(tǒng)工作原理具體來說，一個典型的機器視覺系統(tǒng)系使用相機將被檢測的目標以圖像的形式傳輸給專用的圖像處理系統(tǒng)，再將圖像的特征信息，包括顏色、亮度、像素、字符、間距等，轉化為可處理的數(shù)字化信號，進而通過不同算法抽取目標的特征，如面積、位置、長度、數(shù)量等，再根據(jù)預設的允許度或其他條件輸出運算結果，包括合格/不合格、有/無、尺寸、角度、個數(shù)等，實現(xiàn)自動識別、檢測測量、引導定位等功能。2、機器視覺技術因其獨有的優(yōu)勢已在工業(yè)中被廣泛引用隨著技術的進步及成本的下降，機器視覺因其獨有的優(yōu)勢，在工業(yè)中的滲透率日益提升。在現(xiàn)代化的大生產(chǎn)中，產(chǎn)品質量的檢測和生產(chǎn)過程中的質量控制不可或缺，工業(yè)中例如印刷品質量檢測、機械零件的外觀檢測、產(chǎn)品包裝的外觀檢測等都可運用機器視覺設備。在傳統(tǒng)的人工密集型檢測行業(yè)，機器視覺系統(tǒng)可以替代大量的檢測工人，將人眼+簡單工具的檢測模式升級為高精度快速的自動檢測。機器視覺技術因其具備的高分辨力、高精確度、高速度、客觀性、可靠性等眾多優(yōu)勢，逐步躋身于制造業(yè)的關鍵位置，推動了工業(yè)發(fā)展智能化的進程，具有較高的市場需求。3、電子及半導體汽車制造為當前機器視覺最重要的下游應用領域在工業(yè)領域中，國內(nèi)市場機器視覺應用比重最大的是電子及半導體行業(yè)，但根據(jù)公開信息，機器視覺設備在電子行業(yè)的滲透率依舊較低，遠低于境外同行業(yè)水平。根據(jù)相關數(shù)據(jù)，機器視覺技術目前被廣泛應用于電子及半導體、汽車制造、食品包裝、制藥等領域，其中電子及半導體、汽車制造是當前機器視覺最重要的應用領域，電子及半導體占據(jù)市場需求約為46．6%，主要用于集成電路制造、半導體分立器件制造、PCB制造、SMT表面貼裝、LED制造等高精度制造和質量檢測領域；汽車制造占據(jù)市場需求約為10．2%，主要用于車身裝配檢測、PCB印刷質量檢測、零件尺寸的精密測量等系統(tǒng)和部件的制造流程。近年來，隨著電子及半導體產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展，機器視覺技術在相關設備中的應用也得以蓬勃發(fā)展，例如SMT檢測等國產(chǎn)設備的迅速興起，憑借產(chǎn)品性價比及服務的優(yōu)勢填補了國內(nèi)市場的相關需求。未來，隨著人力成本上升、產(chǎn)品品質要求提高、生產(chǎn)效率提升，機器視覺設備行業(yè)將進入高速增長期，具備良好的市場前景。4、機器視覺系統(tǒng)在下游領域中的具體應用環(huán)節(jié)目前，機器視覺的具體應用主要可以分為四大類：缺陷檢測、尺寸測量、視覺定位及模式識別/計數(shù)，當前的應用也基本是基于這四大類功能來展開。（1）機器視覺行業(yè)缺陷檢測產(chǎn)品表面出現(xiàn)缺陷不僅僅影響產(chǎn)品的外觀，更可能對產(chǎn)品的質量、安全性能造成嚴重損害。檢測產(chǎn)品的外觀缺陷，最常見的包括表面裝配缺陷（如漏裝、混料、錯配等）、表面印刷缺陷（如多印、漏印、重印等）以及表面形狀缺陷（如崩邊、凸起、凹坑等）。由于產(chǎn)品外觀缺陷種類繁雜，故外觀檢測功能在機器視覺中的應用中屬于相對較難的類別，對視覺技術的要求相比較高。（2）機器視覺行業(yè)尺寸測量生產(chǎn)線上產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工過程均涉及大量的測量任務，例如生產(chǎn)過程控制、形變測量等。機器視覺設備將獲取的圖像像素信息標定成常用的度量計算單位，然后在圖像中精確的計算出幾何尺寸，其優(yōu)勢在于對高精度、高通量以及復雜形態(tài)的測量速度更快、精度更高，例如部分高精度的產(chǎn)品由于人眼測量的局限性只能抽檢，而應用機器視覺檢測設備后即可實現(xiàn)全檢，且誤檢率顯著下降。（3）機器視覺行業(yè)視覺定位利用視覺定位技術相當于為機器裝上眼睛，引導機器正確的完成一些抓取動作或將測量信息與指定位置進行比較。視覺定位在機器視覺應用中是非?；A且核心的功能，可以在識別出物體的基礎上精確給出物體的坐標和角度信息。（4）機器視覺行業(yè)模式識別/計數(shù)機器視覺在識別方面的應用已非常普遍，一般指對已知規(guī)律的物品進行分辨，比較容易的包含外形、顏色、圖案、數(shù)字、條碼等信息的識別，信息數(shù)據(jù)量更大或更抽象的識別包括人臉、指紋、虹膜識別等?？傮w而言，從技術水平及應用情況上，檢測、測量、定位、識別的難度是逐步遞減的，而基于四大基礎功能延伸出的多種細分功能在實現(xiàn)難度上也各有差異，目前3D的視覺功能是當前機器視覺應用技術中最先進的應用方向之一。3D機器視覺檢測設備在檢測、測量、定位及識別等功能上均有應用。光伏行業(yè)持續(xù)加速成長，硅片質檢是太陽能電池的質量保證、發(fā)展關鍵2021年，中國太陽能電池產(chǎn)量CAGR達35%，2021年同比增速達42%，行業(yè)迎來加速成長期。同期帶動機器視覺的光伏行業(yè)應用規(guī)模由2019年2．6億元快速提升至2021年的6．5億元，CAGR高達58%。在整個電池片生產(chǎn)過程中，來料硅片質量監(jiān)控、過程電池片的缺陷監(jiān)控以及成品電池片的質量檢測是生產(chǎn)出高質量電池片的保證。電池片生產(chǎn)質量監(jiān)控系統(tǒng)的每個工藝段都有提供對應的光機視覺模組（相機、光源、鏡頭等），可快速配置，提供高質量的視覺成像效果。隨著工業(yè)4．0的到來，工業(yè)場景對機器視覺技術的需求持續(xù)推進著工業(yè)機器視覺技術的發(fā)展。這其中包括了：3D技術要求的提高、逐步占據(jù)主導地位、碎片化場景的一體化整合。機器視覺行業(yè)發(fā)展綜述（一）概念機器視覺是指通過光學裝置和非接觸傳感器自動接收并處理真實物體的圖像，分析后獲取所需信息或用于控制機器運動的裝置。通俗地說，機器視覺就是用機器代替人眼。機器視覺模擬眼睛進行圖像采集，經(jīng)過圖像識別和處理提取信息，最終通過執(zhí)行裝置完成操作。（二）發(fā)展歷程相較于歐美發(fā)達國家，我國機器視覺行業(yè)起步較晚。早在1970s-1980s，CCD圖像傳感器出現(xiàn)，CPU、DSP等圖像處理硬件技術進步，國外機器視覺開始發(fā)展。國內(nèi)機器視覺行業(yè)啟蒙于1990s，2003年以前以代理國外品牌業(yè)務為主，2004-2012期間國內(nèi)市場快速發(fā)展，企業(yè)爭先涌出，2013年之后中國正式成為繼歐美、日本之后機器視覺的第三市場，正處在快速發(fā)展階段。3C行業(yè)作為工業(yè)視覺行業(yè)應用標桿，現(xiàn)階段仍有技術難點待攻克全球當前3C電子產(chǎn)業(yè)向發(fā)展中國家轉移，伴隨著3C行業(yè)高精度、換代快等特點，助推機器視覺技術迭代，應用場景延伸和品類拓展有望持續(xù)推動我國3C行業(yè)機器視覺滲透率提升。從行業(yè)和產(chǎn)品屬性綜合來看，機器視覺在3C電子行業(yè)應用最為成熟，3C電子的行業(yè)屬性及產(chǎn)品屬性都決定了機器視覺在該行業(yè)的滲透率將會更高。整合碎片化場景，標準化一體化設備將是機器視覺下一代發(fā)展方向隨著工業(yè)自動化的規(guī)模逐漸擴大，智能制造模式下的產(chǎn)品多品種、小批量、個性化生產(chǎn)。企業(yè)開始向批量化定制生產(chǎn)的生產(chǎn)方式轉變，但機器視覺技術在自動化生產(chǎn)線中只能對少數(shù)產(chǎn)品進行識別和分類，難以滿足碎片化場景。為解決此情況，整合碎片化場景、打造一體化設備將會極大地促進信息技術與運營技術的快速融合。同時，打造全流程數(shù)字化閉環(huán)也將是重要舉措之一。機器視覺行業(yè)技術的應用視覺技術的最大優(yōu)點是與被觀測對象無接觸，靠感覺接收新的事物，人無法長時間觀測的物體，機器視覺卻可以，而且速度和分辨率都十分的高，因為這一特點，機器視覺被廣泛運用于工業(yè)以及對于行星的勘測。其中工業(yè)是它占比最大的一個領域，按照其定位，可以分為產(chǎn)品質量檢測，分類，包裝，機器人定位四個方面，它在紡織工業(yè)中的應用最為廣泛。機器視覺行業(yè)自動化得到普及，國產(chǎn)機器視覺產(chǎn)業(yè)正處于快速增長期。當前機器視覺相關技術持續(xù)提升以及國家政策的支持，我國機器視覺行業(yè)市場規(guī)模不斷增長。以下對2023年機器視覺行業(yè)現(xiàn)狀分析。資本推動是機器視覺行業(yè)高速發(fā)展的重要因素之一。機器視覺領域是近幾年融資熱點領域，近年來國內(nèi)主要機器視覺生產(chǎn)研究參與者多次獲得大額融資，大量的資本投入加速了行業(yè)的研發(fā)過程，并進一步帶動市場拓展。2015年以來，我國機器視覺領域的投融資事件數(shù)量和融資金額整體上呈增長態(tài)勢。2022-2027年中國機器視覺和視覺引導機器人產(chǎn)業(yè)運行態(tài)勢及投資規(guī)劃深度研究報告指出，2021年，我國機器視覺行業(yè)投融資事件達到91起，較2020年增加30起，完成投融資金額193．4億元，同比增長72．9%。隨著機器視覺技術的普及、成本的下降，機器視覺在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的應用逐漸得到深化;我國工業(yè)制造中對智能制造政策鼓勵也將提升機器視覺行業(yè)發(fā)展的機遇。現(xiàn)從兩大市場狀況來了解2023年機器視覺行業(yè)現(xiàn)狀分析。人眼視覺與機器視