超高速面掃描相機(jī)行業(yè)發(fā)展基本情況

超高速面掃描相機(jī)行業(yè)發(fā)展基本情況

機(jī)器視覺行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀隨著國內(nèi)機(jī)器視覺相關(guān)企業(yè)研發(fā)技術(shù)水平的提高、國產(chǎn)品牌智能制造設(shè)備商實(shí)力的增強(qiáng)，國產(chǎn)品牌機(jī)器視覺企業(yè)可以利用更為先進(jìn)的生產(chǎn)制造技術(shù)不斷加快產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度。同時，國產(chǎn)品牌企業(yè)還可以利用自身更便捷、靈活、及時的服務(wù)特點(diǎn)，在穩(wěn)固占據(jù)機(jī)器視覺核心部件中低端市場的優(yōu)勢地位的基礎(chǔ)上，加速搶占高端機(jī)器視覺部件市場，從而獲得更大規(guī)模的發(fā)展空間。機(jī)器視覺是指利用計算機(jī)視覺技術(shù)、圖像處理技術(shù)、模式識別技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)機(jī)器自動獲取外界圖像信息并作出相應(yīng)反應(yīng)的技術(shù)。機(jī)器視覺的應(yīng)用可以大大提高工廠的生產(chǎn)效率，從而提升企業(yè)的競爭力。中國機(jī)器視覺行業(yè)發(fā)展前景廣闊，未來將繼續(xù)保持良好發(fā)展態(tài)勢。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器視覺行業(yè)將會受到更多的關(guān)注，從而推動其發(fā)展。中國機(jī)器視覺行業(yè)前景預(yù)測機(jī)器視覺雖然只有幾十年發(fā)展時間，但隨著全球新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革浪潮的興起，機(jī)器視覺行業(yè)順勢迎來快速發(fā)展。機(jī)器視覺的應(yīng)用已經(jīng)從最初的汽車制造領(lǐng)域，擴(kuò)展至如今消費(fèi)電子、制藥、食品包裝等多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)廣泛應(yīng)用。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展生命周期來看，國際機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)已經(jīng)處于成熟期，預(yù)期未來幾年內(nèi)，歐美日機(jī)器視覺技術(shù)仍將不斷有創(chuàng)新，國際機(jī)器視覺市場有望保持現(xiàn)有市場規(guī)模，并繼續(xù)增長。國內(nèi)機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)目前還處于成長期，從近幾年的情況來看，我國機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)已積累足夠技術(shù)、市場、行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，已步入快速發(fā)展階段。機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)鏈主要由上游原材料零部件、中游裝備制造以及下游終端應(yīng)用行業(yè)構(gòu)成。從深度來看，機(jī)器視覺的應(yīng)用覆蓋產(chǎn)業(yè)鏈的多個環(huán)節(jié)。以手機(jī)的制造為例，機(jī)器視覺可應(yīng)用在結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)、模組生產(chǎn)、成品組裝、錫膏和膠體的全制造環(huán)節(jié)，例如IPhone生產(chǎn)全過程就需要70套以上的機(jī)器視覺系統(tǒng)。從廣度上看，機(jī)器視覺的下游行業(yè)眾多，包括汽車、3C電子、半導(dǎo)體、食品飲料、光伏、物流、醫(yī)藥、印刷、玻璃、金屬、木材等。近期工業(yè)自動化中機(jī)器視覺技術(shù)的發(fā)展不斷更新迭代，使得其在智能制造中的地位也是日漸突顯，推動了工業(yè)自動化、人工智能、智能制造等行業(yè)的進(jìn)步，為各個領(lǐng)域都帶來更強(qiáng)勁的發(fā)展動力。隨著工業(yè)4．0時代的到來，機(jī)器視覺在智能制造業(yè)領(lǐng)域的作用越來越重要，機(jī)器視覺是一門學(xué)科技術(shù)，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)制造檢測等工業(yè)生產(chǎn)制造領(lǐng)域，用來保證產(chǎn)品質(zhì)量、控制生產(chǎn)流程、感知環(huán)境等，也是集成自動化解決方案的核心構(gòu)成要素。機(jī)器視覺的這種不斷增長的擴(kuò)散正在與將工業(yè)系統(tǒng)連接到物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的趨勢融合。隨著傳感器變得越來越智能化（部分地由支持的計算機(jī)視覺算法驅(qū)動），因此生成的數(shù)據(jù)為工業(yè)系統(tǒng)的運(yùn)行提供了寶貴的見解。反過來，這又開辟了監(jiān)視設(shè)備的新方式，將自主機(jī)器人系統(tǒng)（如無人機(jī)）連接到物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。目前，國內(nèi)機(jī)器視覺主要競爭企業(yè)包括Keyence（基恩士）、Cognex（康耐視）、TeledyneDalsa、Basler、海康機(jī)器人、華睿科技、大恒圖像、奧普特、合肥?？乒怆姷?。機(jī)器視覺是人工智能正在快速發(fā)展的一個分支，不同權(quán)威機(jī)構(gòu)對機(jī)器視覺的定義略有差異，但簡單說來，機(jī)器視覺就是用機(jī)器代替人眼來做檢測、判斷和控制。機(jī)器視覺基于仿生的角度發(fā)展而來，比如模擬眼睛是通過視覺傳感器進(jìn)行圖像采集，并在獲取之后由圖像處理系統(tǒng)進(jìn)行圖像處理和識別。由于工業(yè)自動化生產(chǎn)日益增長的技術(shù)需求，全球機(jī)器視覺行業(yè)60年代開始興起，起步較早，90年代發(fā)展已趨于成熟，現(xiàn)階段繼續(xù)保持高速發(fā)展。中國機(jī)器視覺行業(yè)伴隨中國工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展而崛起，于90年代末起步，相對全球較晚，目前正處于快速發(fā)展階段。2019年我國機(jī)器視覺市場規(guī)模65．5億元（不包含計算機(jī)視覺市場），同比增長21．8%。2014-2019年復(fù)合增長率為28．4%，并預(yù)測到2023年中國機(jī)器視覺市場規(guī)模將達(dá)到155．6億元。當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)向新動能、新經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)換，3C、汽車、光伏半導(dǎo)體等眾多行業(yè)對機(jī)器視覺技術(shù)迸發(fā)旺盛需求，由此看來，中國機(jī)器視覺市場潛力巨大。十四五期間，中國將進(jìn)一步深化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推進(jìn)制造業(yè)的科技創(chuàng)新和智能制造水平，著力從要素驅(qū)動向技術(shù)及創(chuàng)新驅(qū)動轉(zhuǎn)變。通過強(qiáng)化研發(fā)、設(shè)計能力，提高配套能力、基礎(chǔ)工藝、基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)元器件的研發(fā)和系統(tǒng)集成水平，促進(jìn)細(xì)分市場、專業(yè)化分工和集群發(fā)展，推動先進(jìn)裝備制造業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)從以組裝為主向自主研發(fā)制造為主轉(zhuǎn)變。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級以及制造業(yè)的進(jìn)一步智能化將推動機(jī)器視覺行業(yè)的發(fā)展。中國機(jī)器視覺行業(yè)市場概況中國市場已成為全球機(jī)器視覺市場規(guī)模增長最快的市場之一。根據(jù)中國機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的統(tǒng)計，中國機(jī)器視覺行業(yè)的銷售額從2018年的101．80億元增長至2020年的144．20億元，復(fù)合增長率達(dá)19．02%。得益于宏觀經(jīng)濟(jì)回暖、新基建投資增加、數(shù)據(jù)中心建設(shè)加速、制造業(yè)自動化推進(jìn)等因素，預(yù)計2020年至2023年，中國機(jī)器視覺行業(yè)的銷售額將以27．15%的復(fù)合增長率增長，至2023年銷售額將達(dá)296．00億元。從下游應(yīng)用行業(yè)角度考慮，根據(jù)中國機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟統(tǒng)計，機(jī)器視覺已經(jīng)在電子/電氣、半導(dǎo)體、汽車、印刷包裝、食品加工等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。其中，電子/電氣行業(yè)是目前中國機(jī)器視覺行業(yè)最大的下游應(yīng)用領(lǐng)域，2020年其銷售額占比為52．90%。機(jī)器視覺被廣泛應(yīng)用在工業(yè)制造領(lǐng)域，制造業(yè)的發(fā)展將推動機(jī)器視覺的發(fā)展。根據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計，2021年我國國內(nèi)生產(chǎn)總值突破114．37萬億元，為全球第二大經(jīng)濟(jì)體；而作為經(jīng)濟(jì)支柱，我國制造業(yè)為我國GDP增長做出了巨大的貢獻(xiàn)。2010年我國制造業(yè)增加值首次超過美國，中國成為全球制造業(yè)第一大國，2021年我國制造業(yè)GDP增加值已達(dá)31．38萬億元。機(jī)器視覺為機(jī)器植入眼睛和大腦，讓機(jī)器取代人工，幫助制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動化和智能化，是現(xiàn)代化制造提質(zhì)、增效、降本、減排的推動力，是推動智能制造的關(guān)鍵引擎。隨著我國進(jìn)入全面推進(jìn)智能制造階段，機(jī)器視覺將向全行業(yè)覆蓋，應(yīng)用市場需求急劇擴(kuò)增，因此智能制造為機(jī)器視覺提供了巨大的需求牽引，是機(jī)器視覺的重大戰(zhàn)略機(jī)遇。機(jī)器視覺就是用機(jī)器代替人眼來做測量和判斷。機(jī)器視覺系統(tǒng)是通過機(jī)器視覺產(chǎn)品（即圖像攝取裝置，分CMOS和CCD兩種）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，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號。視覺是人類觀察世界和認(rèn)知世界的最重要途徑，在不需要進(jìn)行身體接觸的情況下，就能夠直接與周遭環(huán)境進(jìn)行智能的交互。長期以來，科學(xué)家們一直試圖將視覺能力賦予機(jī)器，幫助它們看清世界。作為實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動化和智能化的關(guān)鍵核心技術(shù)，機(jī)器視覺也已經(jīng)成為人工智能領(lǐng)域發(fā)展最快的分支之一。機(jī)器視覺行業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)（一）機(jī)器視覺行業(yè)面臨的機(jī)遇1、機(jī)器視覺行業(yè)國家政策鼓勵行業(yè)為機(jī)器視覺行業(yè)，應(yīng)用于智能制造的各個領(lǐng)域。近年來，國家為了大力支持和鼓勵智能制造產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，先后頒布了一系列的鼓勵及支持政策。其中，2021年12月，工信部、發(fā)改委等八部門發(fā)布的《十四五智能制造發(fā)展規(guī)劃》中提到深入實(shí)施智能制造工程，著力提升創(chuàng)新能力、供給能力、支撐能力和應(yīng)用水平，加快構(gòu)建智能制造發(fā)展生態(tài)，持續(xù)推進(jìn)制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、智能化變革，構(gòu)建虛實(shí)融合、知識驅(qū)動、動態(tài)優(yōu)化、安全高效、綠色低碳的智能制造系統(tǒng)。2021年8月，國資委召開會議，強(qiáng)調(diào)要把科技創(chuàng)新擺在更加突出的位置，針對工業(yè)母機(jī)、高端芯片、新材料、新能源汽車等加強(qiáng)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)。2021年3月，第十三屆全國人大第四次會議發(fā)布的《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中提到培育壯大人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、云計算、網(wǎng)絡(luò)安全等新興數(shù)字產(chǎn)業(yè)，提升通信設(shè)備、核心電子元器件、關(guān)鍵軟件等產(chǎn)業(yè)水平。這些政策的頒布為智能制造在我國的發(fā)展樹立了鮮明的發(fā)展方向。整體來看，智能制造對設(shè)備的精度、速度、環(huán)境適應(yīng)性等條件都提出了更高要求，這種要求也是機(jī)器視覺行業(yè)發(fā)展的驅(qū)動力。智能制造行業(yè)中關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的提升離不開機(jī)器視覺，核心產(chǎn)品的創(chuàng)新也離不開機(jī)器視覺，機(jī)器視覺作為智能制造的眼睛，為其提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持，也為其進(jìn)一步發(fā)展?fàn)I造一個有利的客觀環(huán)境。此外，自動化設(shè)備作為機(jī)器視覺產(chǎn)品的重要載體，機(jī)器視覺系統(tǒng)為這些自動化設(shè)備收集、理解應(yīng)用信息提供了一個主要途徑，自動化智能設(shè)備只有在仔細(xì)分析及評估這些信息后，才能觸發(fā)相應(yīng)機(jī)器設(shè)備進(jìn)行可靠的、有智慧的、甚至自主的行動。因此，隨著《中國制造2025》戰(zhàn)略的推進(jìn)，我國工業(yè)制造領(lǐng)域的自動化和智能化程度的加深，機(jī)器視覺將得到更廣泛的發(fā)展空間。2、機(jī)器視覺行業(yè)提供巨大發(fā)展?jié)摿σ环矫?，由于我國國?nèi)機(jī)器視覺企業(yè)起步時間較晚，在技術(shù)方面的實(shí)力有待提升；另一方面，國內(nèi)很多終端用戶出于使用習(xí)慣和安全性考慮，通常會要求設(shè)備制造商采用進(jìn)口或國際品牌產(chǎn)品，使得國際品牌機(jī)器視覺企業(yè)在我國市場上仍舊占據(jù)優(yōu)勢地位。但近年來，隨著中美貿(mào)易戰(zhàn)、新冠疫情等不確定性事件頻發(fā)，國內(nèi)裝備制造企業(yè)在采購海外品牌產(chǎn)品時，會發(fā)生交貨周期長、售后服務(wù)不及時等問題，從而在一定程度上影響這些企業(yè)的交付進(jìn)度，令企業(yè)蒙受損失。未來，隨著國內(nèi)機(jī)器視覺相關(guān)企業(yè)研發(fā)技術(shù)水平的提高、國產(chǎn)品牌智能制造設(shè)備商實(shí)力的增強(qiáng)，國產(chǎn)品牌機(jī)器視覺企業(yè)可以利用更為先進(jìn)的生產(chǎn)制造技術(shù)不斷加快產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度。同時，國產(chǎn)品牌企業(yè)還可以利用自身更便捷、靈活、及時的服務(wù)特點(diǎn)，在穩(wěn)固占據(jù)機(jī)器視覺核心部件中低端市場的優(yōu)勢地位的基礎(chǔ)上，加速搶占高端機(jī)器視覺部件市場，從而獲得更大規(guī)模的發(fā)展空間。3、機(jī)器視覺行業(yè)下游需求持續(xù)旺盛目前，機(jī)器視覺已應(yīng)用在國民經(jīng)濟(jì)的眾多行業(yè)中，根據(jù)機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟2021年度對153家企業(yè)調(diào)查的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我國機(jī)器視覺應(yīng)用以制造業(yè)為主，2021年銷售額占比為79．8%，其中又以電子行業(yè)、新型顯示、汽車、電池等行業(yè)為主。同時，在全球疫情爆發(fā)的大背景下，生物醫(yī)藥、交通運(yùn)輸、智能制造等領(lǐng)域?qū)C(jī)器視覺的需求量大增。預(yù)計未來，得益于我國經(jīng)濟(jì)快速回暖、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加速、居民生活水平的進(jìn)一步提高，機(jī)器視覺行業(yè)的主要下游應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒗^續(xù)保持較快增長。下游應(yīng)用行業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大以及智能制造的推進(jìn)，將會吸引更多行業(yè)引入機(jī)器視覺參與生產(chǎn)制造。同時，隨著技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，一些新興產(chǎn)業(yè)的興起，也有望進(jìn)一步拓展機(jī)器視覺的市場空間?？v向上，機(jī)器視覺在現(xiàn)有領(lǐng)域的深度拓展將帶來新的行業(yè)增長。機(jī)器視覺在各行業(yè)的初始應(yīng)用往往配置在要求較高的生產(chǎn)環(huán)節(jié)的檢測中。隨著機(jī)器視覺技術(shù)的普及、成本的下降，機(jī)器視覺在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用逐漸得到深化，充分發(fā)揮除機(jī)器視覺定位、測量和識別之外的復(fù)雜檢測功能。以手機(jī)的生產(chǎn)制造為例，機(jī)器視覺從最初只應(yīng)用在個別關(guān)鍵環(huán)節(jié)的檢測中，發(fā)展到如今，已經(jīng)幾乎應(yīng)用在從零部件到模組再到整機(jī)等各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，參與從零部件到整機(jī)裝配的手機(jī)制造全工藝流程。類似手機(jī)行業(yè)的這種深化過程，將會出現(xiàn)在其他行業(yè)中，從而進(jìn)一步擴(kuò)大機(jī)器視覺的行業(yè)應(yīng)用市場空間。（二）機(jī)器視覺行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)1、機(jī)器視覺行業(yè)起步較晚，基礎(chǔ)相對薄弱機(jī)器視覺行業(yè)在我國起步較晚，目前，國內(nèi)專注于機(jī)器視覺領(lǐng)域的相關(guān)企業(yè)規(guī)模普遍偏小，相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量有待提高及進(jìn)步，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)鏈整體基礎(chǔ)較為薄弱。2、機(jī)器視覺行業(yè)高端技術(shù)研發(fā)人才不足近年來，我國機(jī)器視覺行業(yè)雖然在飛速發(fā)展，但行業(yè)內(nèi)國產(chǎn)品牌企業(yè)主要在中低端市場相互競爭，無法通過品牌溢價獲得高額利潤，使得企業(yè)難以提供充足的資金對相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新及人才的培養(yǎng)。另一方面，高校等科研機(jī)構(gòu)與機(jī)器視覺行業(yè)相關(guān)的光學(xué)、算法等復(fù)合型人才的培養(yǎng)不僅需要大量的理論知識學(xué)習(xí)，還需要在實(shí)踐生產(chǎn)中進(jìn)行探索研發(fā)，而行業(yè)內(nèi)企業(yè)難以提供合適、完善的實(shí)踐環(huán)境。因此，我國在機(jī)器視覺領(lǐng)域的高端技術(shù)研發(fā)人才存在大量缺口，難以為行業(yè)提供充足的人才資源，將對行業(yè)的未來發(fā)展構(gòu)成一定的挑戰(zhàn)。3、機(jī)器視覺行業(yè)供應(yīng)鏈安全的不確定性，制約發(fā)展速度我國在圖像傳感器、處理器相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展還有待完善，因此相關(guān)原材料的需求主要依賴于進(jìn)口。未來，隨著全球貿(mào)易不確定性對供應(yīng)鏈安全保障的影響，將會對行業(yè)快速發(fā)展形成一定的挑戰(zhàn)。機(jī)器視覺行業(yè)新技術(shù)未來發(fā)展趨勢高精度光學(xué)成像是機(jī)器視覺行業(yè)始終追求的技術(shù)發(fā)展目標(biāo)。高精度光學(xué)成像需要光源、鏡頭、相機(jī)、圖像采集卡等各部分的精密配合，要求新型光源、更全面的波長覆蓋和創(chuàng)新的光源布局等光源技術(shù)，以及提供更大靶面和更小像元的新型鏡頭和相機(jī)產(chǎn)品。高精度光學(xué)成像技術(shù)增強(qiáng)了機(jī)器視覺的圖像信息獲取能力，通過多樣化光學(xué)成像技術(shù)，獲取到傳統(tǒng)成像中難以獲取的圖像信息，并通過高速、高靈敏度的圖像采集技術(shù)深度挖掘圖像中隱含的內(nèi)部信息，滿足更高分辨率、更多維度、更大空間帶寬積的光電成像需求。目前機(jī)器視覺主要采用的2D機(jī)器視覺技術(shù)僅能獲取固定平面內(nèi)的形狀及紋理信息等二維圖像，這主要基于物體在灰度或者彩色圖像中對比度的特征提供處理分析結(jié)果。2D機(jī)器視覺技術(shù)的缺點(diǎn)包括無法提供物體高度、平面度、表面角度、體積等三維信息；容易受光照條件變化的影響；對物體的運(yùn)動比較敏感等。隨著智能制造變革來臨，面對復(fù)雜的物件辨識和尺寸量度任務(wù)，以及人機(jī)互動所需要的復(fù)雜互動，2D視覺在精度和距離測量方面均出現(xiàn)技術(shù)限制。3D機(jī)器視覺技術(shù)相對于2D技術(shù)提供了更豐富的被攝目標(biāo)信息，可以識別物體的深度、形貌、位姿等3D信息。3D技術(shù)提供了豐富的三維信息，使機(jī)器能夠感知物理環(huán)境的變化，并相應(yīng)地進(jìn)行調(diào)整，從而在應(yīng)用中提高了靈活性和實(shí)用性，擴(kuò)大了機(jī)器視覺的應(yīng)用場景。多光譜技術(shù)，利用像元級的鍍膜技術(shù)實(shí)現(xiàn)對不同波長光譜信號的采集，從而得到高分辨率的多/高光譜的圖像信號，大大簡化了視覺系統(tǒng)的光學(xué)部件復(fù)雜性。光譜技術(shù)推動機(jī)器視覺實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的多種特征分析。隨著機(jī)器視覺的快速發(fā)展和普及，機(jī)器視覺產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于3C、鋰電池、半導(dǎo)體、PCB、新型顯示、汽車零配件、光伏、物流、醫(yī)藥、包裝印刷、軌道交通等眾多產(chǎn)業(yè)中。各行業(yè)樣本的復(fù)雜性要求機(jī)器視覺從可見光光譜到非可見光光譜、從單一光譜到多光譜，不僅需要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的外觀檢測，也需要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的材料成分、顏色、溫度等復(fù)雜特征的分析。多光譜技術(shù)利用光的衍射和折射特性，通過光柵、棱鏡等分光元件，獲取到不同譜段的有效信號，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)高維信息參量獲取，并通過相關(guān)分析算法將譜域信號與測量需求建立聯(lián)系，如物質(zhì)成分、溫度、三維面型等，進(jìn)而滿足復(fù)雜多樣化的測量需求。在工業(yè)領(lǐng)域中，隨著機(jī)器視覺的應(yīng)用逐漸深入，自動化程度越來越高，機(jī)器視覺核心部件的智能化程度不斷提升，集成更多邊緣智能已經(jīng)成為工業(yè)相機(jī)未來發(fā)展的主要趨勢之一。智能工業(yè)相機(jī)是一個兼具圖像采集、圖像處理和信息傳遞功能的小型機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)，是一種嵌入式計算機(jī)視覺檢測系統(tǒng)，提供了具有多功能、模塊化、高可靠性、易于實(shí)現(xiàn)的機(jī)器視覺解決方案。它將圖像傳感器、處理模塊、通訊模塊和其他外設(shè)集成到一個單一的相機(jī)內(nèi)，由于這種一體化的設(shè)計，可降低系統(tǒng)的復(fù)雜度，并提高可靠性，同時系統(tǒng)尺寸大大縮小，拓寬了機(jī)器視覺的應(yīng)用領(lǐng)域。智能工業(yè)相機(jī)可以在特定的應(yīng)用環(huán)境中實(shí)現(xiàn)圖像處理并利用內(nèi)嵌的人工智能算法做出邏輯判斷，為自動化場景提供無需人工干預(yù)的智能方案，是工業(yè)自動化領(lǐng)域集成邊緣智能的重要手段。通過對智能芯片和算法的集成，智能工業(yè)相機(jī)具有強(qiáng)大的軟硬件功能，未來將在各個工業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用，例如可應(yīng)用于高端工業(yè)檢查、產(chǎn)品分類、質(zhì)量檢測、視覺傳感器網(wǎng)絡(luò)、條碼閱讀、入侵檢測和交通監(jiān)控等工業(yè)過程。深度學(xué)習(xí)方法作為傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的拓展，近年來在語音、圖像、自然語言等的語義認(rèn)知問題上取得巨大的進(jìn)展，為解決機(jī)器視覺大數(shù)據(jù)的表示和理解問題提供了通用的框架。隨著機(jī)器視覺在不同行業(yè)應(yīng)用的擴(kuò)展，傳統(tǒng)算法的機(jī)器視覺在針對缺陷類型復(fù)雜化、細(xì)微化、背景噪聲復(fù)雜等外觀檢測以及分選定級應(yīng)用場景時，呈現(xiàn)通用性低、不易復(fù)制、對使用人員要求高等缺點(diǎn)?；谏疃葘W(xué)習(xí)的機(jī)器視覺采用更復(fù)雜的規(guī)則實(shí)現(xiàn)精細(xì)的量化評估，憑借AI深度學(xué)習(xí)更強(qiáng)的特征提取能力為機(jī)器視覺提供更多應(yīng)用可能，使得機(jī)器視覺能夠解決更加復(fù)雜背景下的定位與識別、工件的缺陷檢測和分割、畸變物體的分類、難辨字符與文本的讀取等復(fù)雜的工作任務(wù)。隨著工業(yè)機(jī)器視覺的檢測對象越來越復(fù)雜，應(yīng)用越來越廣泛，機(jī)器視覺應(yīng)用逐漸從傳統(tǒng)機(jī)器視覺向基于深度學(xué)習(xí)的機(jī)器視覺過渡，機(jī)器視覺的應(yīng)用領(lǐng)域也會因深度學(xué)習(xí)技術(shù)而得到極大擴(kuò)展。此外，基于深度學(xué)習(xí)方法的機(jī)器視覺系統(tǒng)對機(jī)器視覺核心部件的軟硬件水平提出了更高要求，與深度學(xué)習(xí)算法相匹配的工業(yè)相機(jī)和圖像采集卡等機(jī)器視覺核心部件的技術(shù)發(fā)展將成為機(jī)器視覺未來發(fā)展趨勢之一。機(jī)器視覺行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域目前主要識別的內(nèi)容有人、車輛等各類目標(biāo)物。在工業(yè)領(lǐng)域?qū)в忻鞔_信息的標(biāo)識，OCR、一維碼、二維碼等常有識別需求。醫(yī)療數(shù)據(jù)中有超過90%的數(shù)據(jù)來自醫(yī)療影像。醫(yī)療影像領(lǐng)域擁有孕育深度學(xué)習(xí)的海量數(shù)據(jù)，醫(yī)療影像診斷可以輔助醫(yī)生，提升醫(yī)生的診斷的效率。在工業(yè)應(yīng)用中，利用機(jī)器視覺對部件或產(chǎn)品進(jìn)行定位。這種定位應(yīng)用多會輔助機(jī)器人或者其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)相關(guān)的動作。一般來說，定位可協(xié)助機(jī)器人實(shí)現(xiàn)噴漆、涂膠、抓取、焊接等動作。機(jī)器視覺是一項(xiàng)綜合技術(shù)，包括圖像處理、機(jī)械工程技術(shù)、控制、電光源照明、光學(xué)成像、傳感器、模擬與數(shù)字視頻技術(shù)、計算機(jī)軟硬件技術(shù)（圖像增強(qiáng)和分析算法、圖像卡、I/O卡等）。一個典型的機(jī)器視覺應(yīng)用系統(tǒng)包括圖像捕捉、光源系統(tǒng)、圖像數(shù)字化模塊、數(shù)字圖像處理模塊、智能判斷決策模塊和機(jī)械控制執(zhí)行模塊。2021年中國工業(yè)機(jī)器視覺市場規(guī)模達(dá)到150億元，其中國內(nèi)品牌超過75億元，實(shí)現(xiàn)對國際品牌的超越。我國機(jī)器視覺行業(yè)市場規(guī)模隨著工業(yè)自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器視覺在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越多。從全球市場來看，MarketsandMarkets數(shù)據(jù)顯示，2021年全球機(jī)器視覺市場規(guī)模約為804億元，同比增長12．15%。GGII預(yù)計至2025年該市場規(guī)模將超過1200億元。2022年至2025年復(fù)合增長率約為13%。隨著全球制造中心向中國轉(zhuǎn)移，中國已成為國際機(jī)器視覺廠商的重要目標(biāo)市場。2021年，國內(nèi)3C電子、新能源、快遞物流等行業(yè)的蓬勃發(fā)展拉動了相關(guān)企業(yè)的擴(kuò)產(chǎn)需求，機(jī)器視覺需求增長明顯。GGII數(shù)據(jù)顯示，2021年中國機(jī)器視覺市場規(guī)模138．16億元（該數(shù)據(jù)未包含自動化集成設(shè)備規(guī)模），同比增長46．79%。其中，2D視覺市場規(guī)模約為126．65億元，3D視覺市場約為11．51億元。根據(jù)GGII預(yù)測，至2025年我國機(jī)器視覺市場規(guī)模將達(dá)到349億元，其中，2D視覺市場規(guī)模將超過291億元，3D視覺市場規(guī)模將超過57億元。機(jī)器視覺廣泛應(yīng)用于3C電子、新能源、汽車、醫(yī)藥醫(yī)療、半導(dǎo)體、快遞物流等眾多行業(yè)，在提高生產(chǎn)效率的同時，為我國制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級提供重要支撐。機(jī)器視覺行業(yè)發(fā)展歷程從全球范圍來看，機(jī)器視覺行業(yè)起源于20世紀(jì)70年代，發(fā)展至今，行業(yè)已經(jīng)歷五個發(fā)展階段。第一階段，1969-1979年，在成像傳感器誕生的驅(qū)動下，機(jī)器視覺進(jìn)入產(chǎn)業(yè)萌芽期。1969年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室成功研制出CCD傳感器，可以直接把圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并存儲到電腦中參與計算和分析，從而為機(jī)器視覺的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)；第二階段，1980-1989年，在需求應(yīng)用的驅(qū)動下，機(jī)器視覺進(jìn)入起步期。機(jī)器視覺概念首次在產(chǎn)業(yè)界被提及，加拿大的TeledyneDalsa、英國的E2V以及美國的Cognex（康耐視）等相關(guān)知名企業(yè)誕生；第三階段，1990-1999年，隨著需求端應(yīng)用的不斷發(fā)展，機(jī)器視覺行業(yè)進(jìn)入成長波動期。其中，1990