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機(jī)器視覺市場現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 宇瞳光學(xué)    2023-08-09

（1）機(jī)器視覺應(yīng)用領(lǐng)域廣泛且滲透率將逐步提升，光學(xué)鏡頭是其重要組件

機(jī)器視覺是通過計算機(jī)來模擬人類視覺功能，以讓機(jī)器獲得相關(guān)視覺信息和加以理解，即用機(jī)器代替人眼做測量與判斷。機(jī)器視覺系統(tǒng)主要分為三部分—— 獲取、處理與分析、輸出/顯示圖像。

具體操作則是通過圖像攝取裝置，將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，得到被攝目標(biāo)的形態(tài)信息， 轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號；圖像系統(tǒng)對這些信號進(jìn)行特征識別，從而控制現(xiàn)場設(shè)備的動作。 機(jī)器視覺是人工智能快速發(fā)展的一個分支，即是用機(jī)器代替人眼來做測量和 判斷。

機(jī)器視覺被譽(yù)為智能制造的“眼睛”，是提高制造業(yè)生產(chǎn)效率和智能自動化水平的關(guān)鍵。機(jī)器視覺主要指計算機(jī)圖像識別，即用算法軟件對數(shù)字圖像進(jìn)行識別。機(jī)器視覺的軟硬件構(gòu)成一般包括光源、光學(xué)鏡頭、圖像采集卡、圖像處理 單元和視覺處理軟件。

其中，光學(xué)鏡頭是機(jī)器視覺系統(tǒng)中的重要組件，對成像質(zhì) 量起到關(guān)鍵性作用，影響成像質(zhì)量的主要指標(biāo)：分辨率、對比度、景深以及像差。 目前市場上鏡頭種類繁多，質(zhì)量差異大，成像質(zhì)量低的鏡頭可能導(dǎo)致系統(tǒng)開發(fā)失敗。

制造業(yè)是目前機(jī)器視覺應(yīng)用中比重最大的領(lǐng)域之一。由于制造業(yè)競爭加劇， 成本壓力迫使企業(yè)重視生產(chǎn)效率并促進(jìn)了機(jī)器視覺技術(shù)的應(yīng)用。為了提高生產(chǎn)效率，降低人力成本、減少生產(chǎn)過程中的錯誤，工業(yè)生產(chǎn)和管理中的某些人工環(huán)節(jié)逐漸被機(jī)器替代。

機(jī)器視覺系統(tǒng)的特點(diǎn)是提高生產(chǎn)的柔性和智能化程度。此外， 機(jī)器視覺易于實現(xiàn)信息集成，是實現(xiàn)計算機(jī)集成制造的基礎(chǔ)核心技術(shù)之一。在制造業(yè)領(lǐng)域之外，機(jī)器視覺技術(shù)也應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)、包裝印刷業(yè)等其他領(lǐng)域。 制造業(yè)細(xì)分領(lǐng)域中，消費(fèi)電子、汽車、半導(dǎo)體是機(jī)器視覺行業(yè)應(yīng)用最廣泛的三大領(lǐng)域。

（2）全球機(jī)器視覺技術(shù)逐步成熟，國家級政策推動產(chǎn)業(yè)持續(xù)擴(kuò)張

20 世紀(jì) 60 年代，機(jī)器視覺的概念在全球范圍內(nèi)被正式提出，研究人員開始深入研究三維結(jié)構(gòu)；20 世紀(jì) 70 年代，機(jī)器視覺有了初步發(fā)展，完整的視覺理論 首次被提出，同時出現(xiàn)了一些視覺運(yùn)動系統(tǒng)的簡單應(yīng)用，以及由圖像傳感器提供的清晰圖像；20 世紀(jì) 80 至 90 年代，機(jī)器視覺進(jìn)入蓬勃發(fā)展時期，處理器以及 圖像處理技術(shù)的迅速發(fā)展為機(jī)器視覺的高速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)條件。而在這一時期， 中國的機(jī)器視覺行業(yè)開始真正起步。

21 世紀(jì)后，機(jī)器視覺技術(shù)逐步走向成熟，近 年來，在深度學(xué)習(xí)算法的加持與帶動下，機(jī)器視覺技術(shù)及軟硬件產(chǎn)品在泛安防、 金融、互聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療、工業(yè)、政務(wù)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 機(jī)器視覺全球市場規(guī)模從 2010 年的 31.7 億美元增長至 2020 年的 107 億美 元，年復(fù)合增長率為 12.94%。

從地區(qū)分布來看，機(jī)器視覺市場規(guī)模最大的為歐洲地區(qū)，占全球的 36.4%；北美和亞太地區(qū)分別占比為 29.3%、25.3%，南美、中 東、非洲地區(qū)的占比為 9.1%。受益于全球制造中心向中國轉(zhuǎn)移，中國機(jī)器視覺 市場發(fā)展迅速，將成為除歐洲、北美和日本外的另一個國際機(jī)器視覺廠商的重要 目標(biāo)市場。 隨著市場的迅速擴(kuò)展和技術(shù)的迅速成熟，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)迎來了前所未有的良好 發(fā)展機(jī)遇，因此將很大程度上利好機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

原本以人為主導(dǎo)的生產(chǎn)模 式，逐漸向以工業(yè)機(jī)器人為主導(dǎo)的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變。工業(yè)大國提出機(jī)器人產(chǎn)業(yè)政策， 如德國“工業(yè) 4.0”、日本機(jī)器人新戰(zhàn)略、美國先進(jìn)制造伙伴計劃、中國“十四 五規(guī)劃”等國家級政策，皆納入機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展為重要內(nèi)涵，將促使工業(yè)機(jī)器人市場持續(xù)增長，從而帶動機(jī)器視覺市場發(fā)展。

（3）中國機(jī)器視覺處于快速成長期，未來成長空間大

中國機(jī)器視覺處于快速成長期。國內(nèi)機(jī)器視覺起步于 20 世紀(jì) 80 年代的技術(shù)引進(jìn)，半導(dǎo)體和電子行業(yè)是較早的應(yīng)用行業(yè)之一。2006 年以前，國內(nèi)機(jī)器視覺產(chǎn)品應(yīng)用主要集中在外資制造企業(yè)，規(guī)模很小。

2006 年國內(nèi)機(jī)器視覺市場開始啟 動。雖然中國機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)起步較晚，但得益于下游行業(yè)應(yīng)用廣泛發(fā)展迅速，目 前已成為繼美國和日本之后的第三大應(yīng)用市場。 從市場規(guī)模來看，中國機(jī)器視覺行業(yè)目前處于工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展拐點(diǎn)，未來發(fā)展空間大。2020 年，中國工業(yè)機(jī)器視覺市場規(guī)模增長迅速，達(dá)到 215 億元，同 比增長 54.9%。國產(chǎn)品牌銷售額首次超過國外品牌，市場占有率達(dá)到 51.7%2。

隨著消費(fèi)電子市場、汽車市場、半導(dǎo)體市場、醫(yī)療市場等行業(yè)的逐步發(fā)展，工業(yè)機(jī)器視覺市場規(guī)模持續(xù)提升，未來三年中國工業(yè)機(jī)器視覺市場將會持續(xù)保持高速增長，成為全球增長最快的機(jī)器視覺市場。2023 年將突破 450 億元，年均復(fù)合增長率達(dá)到 28.0%。