機器視覺系統(tǒng)工作原理

機器視覺系統(tǒng)工作原理機器視覺系統(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(biāo)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(zhuǎn)化為可處理的數(shù)字化信號，進而通過不同算法抽取目標(biāo)的特征，如面積、位置、長度、數(shù)量等，再根據(jù)預(yù)設(shè)的允許度或其他條件輸出運算結(jié)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(dǎo)定位等功能。全球機器視覺行業(yè)現(xiàn)狀（一）市場規(guī)模機器視覺市場前景廣闊。全球機器視覺市場規(guī)模近年來不斷擴張，市場規(guī)模從2016年的62億美元增長至2019年的102美元，2020年，受新冠肺炎疫情影響，全球供應(yīng)鏈中斷，項目停擺，給全球機器視覺行業(yè)帶來了沖擊，市場規(guī)模下降至96億美元，同比下滑5．9%。在智能制造的浪潮下，下游應(yīng)用中的消費電子市場、汽車市場、半導(dǎo)體市場、醫(yī)療市場等行業(yè)的不斷發(fā)展，主要國家的工業(yè)自動化水平穩(wěn)步提升，機器視覺的市場規(guī)模將持續(xù)擴大，預(yù)計到2025年全球機器視覺市場規(guī)模將達到130億美元。（二）區(qū)域結(jié)構(gòu)機器視覺率先發(fā)生和發(fā)展在基礎(chǔ)科學(xué)和技術(shù)水平領(lǐng)先的北美、歐洲和日本等發(fā)達地區(qū)。從2020年的區(qū)域分布上看，歐洲地區(qū)是全球最大的機器視覺市場，占比達37%。北美、亞太地區(qū)緊隨其后，占比分別為29%、25%。（三）密度對比與德美相比，中國機器視覺行業(yè)滲透率尚有巨大提升空間。定義機器視覺密度=機器視覺市場規(guī)模/當(dāng)年制造業(yè)增加值。數(shù)據(jù)顯示，2019年，德國、美國、全球、中國機器視覺密度分別為0．16%、0．12%、0．07%、0．03%，中國機器視覺密度遠低于德美。在中國制造業(yè)高端轉(zhuǎn)型進程中，中國機器視覺滲透率有望持續(xù)提升，未來發(fā)展空間廣闊。3C行業(yè)作為工業(yè)視覺行業(yè)應(yīng)用標(biāo)桿，現(xiàn)階段仍有技術(shù)難點待攻克全球當(dāng)前3C電子產(chǎn)業(yè)向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)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(shù)迭代，應(yīng)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(yīng)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。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(xué)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(shù)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(wù)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。整合碎片化場景，標(biāo)準(zhǔn)化一體化設(shè)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(zhuǎn)變，但機器視覺技術(shù)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(shè)備將會極大地促進信息技術(shù)與運營技術(shù)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(shù)的應(yīng)用視覺技術(shù)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(lǐng)域，按照其定位，可以分為產(chǎn)品質(zhì)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(yīng)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(dāng)前機器視覺相關(guān)技術(shù)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(lǐng)域是近幾年融資熱點領(lǐng)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(lǐng)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(dǎo)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(shù)的普及、成本的下降，機器視覺在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的應(yīng)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?，F(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。中國機器視覺行業(yè)現(xiàn)狀（一）市場規(guī)模中國市場已成為全球機器視覺市場規(guī)模增長最快的市場之一。據(jù)統(tǒng)計，2018-2021年，中國機器視覺市場規(guī)模由102億元增至181億元，期間CAGR為21．07%。出于宏觀經(jīng)濟回暖、新基建投資增加、數(shù)據(jù)中心建設(shè)加速、制造業(yè)自動化等推進因素，預(yù)計2021年至2025年，中國機器視覺行業(yè)市場規(guī)模將以21．4%的復(fù)合增長率增長，至2025年將達393億元，下游應(yīng)用拓展為行業(yè)主要增長點，市場潛力巨大。（二）投融資情況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(lǐng)域是近幾年融資熱點領(lǐng)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(lǐng)域的投融資事件數(shù)量和融資金額整體上呈增長態(tài)勢。據(jù)IT桔子數(shù)據(jù)，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%。（三）自主及代理銷售情況國內(nèi)機器視覺行業(yè)起步于20世紀(jì)90年代，最開始主要從事國外產(chǎn)品代理，進入21世紀(jì)后，隨著本土廠商技術(shù)和經(jīng)驗的積累，國內(nèi)機器視覺企業(yè)開始憑借更定制化的本土服務(wù)和顯著的成本優(yōu)勢參與市場競爭，自主研發(fā)產(chǎn)品比例不斷擴大，國產(chǎn)化進程加快。2019-2021年，中國機器視覺行業(yè)自主業(yè)務(wù)銷售額由85．9億元增長至134．7億元，自主業(yè)務(wù)占比由76．5%增長至83．2%。中國機器視覺自主研發(fā)產(chǎn)品比例不斷上升，在鏡頭、光源、工業(yè)相機等技術(shù)上不斷突破和創(chuàng)新，取得實質(zhì)性進展，發(fā)展態(tài)勢良好。機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈狀況產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)較長且下游應(yīng)用領(lǐng)域眾多。工業(yè)機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈包括：1）上游：半導(dǎo)體材料、光學(xué)材料、電子元件、五金結(jié)構(gòu)件等原材料和零部件;2）中游：光源、鏡頭、相機及圖像采集卡等硬件、圖像處理軟件等核心部件;3）下游：機器視覺智能設(shè)備，包括機器引導(dǎo)設(shè)備、視覺識別設(shè)備、視覺檢測設(shè)備、視覺測量設(shè)備、解決方案供應(yīng)商;4）終端應(yīng)用行業(yè)：終端應(yīng)用領(lǐng)域較廣，如電子、半導(dǎo)體、汽車制造、食品包裝、制藥等領(lǐng)域，其中消費電子、汽車和半導(dǎo)體是當(dāng)前機器視覺最主要的應(yīng)用領(lǐng)域。從機器視覺成本分布來看，鏡頭、相機、圖像采集卡等核心部件的制造以及圖像處理軟件的開發(fā)成本，合計占據(jù)機器視覺產(chǎn)品總成本的80%以上;從銷售額占比來看，軟件系統(tǒng)包括可配置視覺系統(tǒng)和特定應(yīng)用視覺系統(tǒng)，分別為25．22%和21．94%，工業(yè)相機、鏡頭和光源的銷售額占比分別為15．61%、12．13%和9．37%;3）從產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)凈利潤率來看，光源的凈利潤率達到