2022年機器視覺行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈全景分析

2022年機器視覺行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈全景分析一、機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈全景圖1、結(jié)構(gòu)示意圖機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈上游包括芯片、光源、光源控制器、工業(yè)鏡頭、工業(yè)相機等硬件及算法軟件；中游主要是視覺系統(tǒng)和智能裝備。軟件開發(fā)主要是實現(xiàn)視覺系統(tǒng)，視覺系統(tǒng)將光源、鏡頭、相機等零部件采集的圖像進行處理，根據(jù)處理結(jié)果和判決條件實現(xiàn)指令輸出。視覺系統(tǒng)相當于人的“大腦”，其處理性能的好壞直接影響到指令輸出的準確性和可靠性，故視覺系統(tǒng)在機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈中占據(jù)核心位置；下游環(huán)節(jié)為電子半導體、汽車、醫(yī)藥、印刷包裝等應用領(lǐng)域。機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈一覽2、產(chǎn)業(yè)鏈代表企業(yè)分析機器視覺領(lǐng)域僅有少數(shù)龍頭廠商實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋。機器視覺功能由多個機器視覺部件組合并相互配合實現(xiàn)的，不同部件涉及的技術(shù)積累、研發(fā)能力和生產(chǎn)工序等方面有一定區(qū)別，因此市場中大多數(shù)企業(yè)一般專注于某些特定部件，如康耐視專注相機、視覺控制系統(tǒng)，茉麗特株式會社主要提供光源和光源控制器、鏡頭，國內(nèi)廠商如?？禉C器人提供鏡頭、相機和視覺控制系統(tǒng)，大恒科技主要做相機和視覺控制系統(tǒng)，凌云光主要提供視覺控制系統(tǒng)、硬件方案和整體解決方案，并向上游特色相機、特種光源自主產(chǎn)業(yè)鏈拓展。機器視覺行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈代表企業(yè)注：上表各產(chǎn)品僅包含自主業(yè)務。二、上游分析1、光源 (1)性能特點光源是機器視覺系統(tǒng)的重要零部件。光源是指用于為工業(yè)機器視覺應用場景提供照明的系統(tǒng)，主要包括光源和光源控制器，是影響機器視覺系統(tǒng)輸入的重要因素，直接影響輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量和應用效果。工業(yè)中使用光源的目的是實現(xiàn)圖像中目標與背景的最佳分離，獲得高品質(zhì)、高對比度的圖像。光源主要分為高頻熒光燈、鹵素燈和LED光源三種。主要光源性能特點對比 (2)產(chǎn)值LED光源由于分布式設(shè)計和合理的電流分配技術(shù)，具有形狀自由度高、使用壽命長、運行成本低、發(fā)光穩(wěn)定等綜合優(yōu)勢，成為機器視覺領(lǐng)域應用最為廣泛的光源。中國機器視覺光源市場規(guī)模擴張迅速，主要應用的LED照明產(chǎn)品是中國優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。中國是LED照明產(chǎn)品最大的生產(chǎn)制造國，隨著國內(nèi)LED照明市場滲透率的迅速攀升，LED照明已基本成為照明應用的剛需。據(jù)統(tǒng)計，2021年我國LED照明產(chǎn)值由2012年1920億元增長至2021年7713億元，年均復合增速達16.7%。2012-2021年中國LED照明產(chǎn)值及增速2、工業(yè)相機 (1)工業(yè)相機及民用相機對比工業(yè)相機作為機器視覺系統(tǒng)的關(guān)鍵組件，其最本質(zhì)的功能就是將光信號轉(zhuǎn)變成有序的電信號。選擇合適的相機也是機器視覺系統(tǒng)設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)，相機的選擇不僅直接決定所采集到的圖像分辨率、圖像質(zhì)量等，同時也與整個系統(tǒng)的運行模式直接相關(guān)。在完整的機器視覺系統(tǒng)中，工業(yè)相機相比于民用相機具有更強的圖像穩(wěn)定性、工作持續(xù)性以及環(huán)境適應性，主要用于工業(yè)成像。工業(yè)相機及民用相機對比 (2)市場規(guī)模工業(yè)相機市場在全球和中國市場持續(xù)穩(wěn)健增長。2016-2019年，全球工業(yè)相機市場規(guī)模從6.2億美元增長至14億美元，CAGR為31.2%；中國工業(yè)相機市場規(guī)模從3.3億元增長至4.1億元，CAGR為7.5%，增速較緩。國內(nèi)工業(yè)相機市場增速較為緩慢主要原因是國內(nèi)工業(yè)相機相關(guān)技術(shù)尚不成熟，相關(guān)領(lǐng)域的經(jīng)驗積累還不足，產(chǎn)品更多以進口國外品牌產(chǎn)品為主。世界范圍內(nèi)歐美企業(yè)在工業(yè)相機領(lǐng)域進入時間早，憑借強大的研發(fā)實力和先發(fā)優(yōu)勢，產(chǎn)生行業(yè)經(jīng)驗的不斷積累，帶動全球工業(yè)相機市場規(guī)模不斷擴大。2016-2019年全球及中國工業(yè)相機市場規(guī)模3、鏡頭鏡頭質(zhì)量直接影響視覺系統(tǒng)的整體性能，是機器視覺系統(tǒng)中最關(guān)鍵的成像部件。鏡頭是機器視覺系統(tǒng)中被攝物體信息采集和傳遞過程的起點，相當于人眼的晶狀體。鏡頭的作用是將目標的光輻射聚焦在相機芯片的光敏面陣上。工業(yè)鏡頭的基本參數(shù)包括視場、工作距離、分辨率、景深、焦距以及光圈。視場也叫視野范圍，指可以觀測到的物體的可視范圍；工作距離指從鏡頭前部到受檢物體表面的距離，在該距離下鏡頭可以清晰成像；分辨率指鏡頭可清晰分辨被拍攝物體細節(jié)的能力；景深指在景物空間中，能獲得相對清晰影像的景物精簡深度范圍；焦距是從鏡頭的中心點到焦平面上所形成的清晰影像之間的距離；光圈是一個用來控制光線透過鏡頭進入機身內(nèi)感光面光量的裝置。工業(yè)鏡頭基本參數(shù)介紹三、中游分析機器視覺行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中游主要包括視覺系統(tǒng)和智能視覺裝備。視覺系統(tǒng)是光學成像模塊(眼睛)與圖像處理系統(tǒng)(大腦)的集合體，可以獨立完成圖像采集功能并基于圖像采集的信息完成預期的處理工作(如定位、測量、檢測和識別等)。智能視覺裝備在系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了結(jié)構(gòu)本體和自動控制部件，實現(xiàn)檢測/生產(chǎn)工藝的控制和執(zhí)行，給機器又植入了受大腦控制的“肌肉”和“四肢”?？膳渲靡曈X系統(tǒng)和智能視覺裝備產(chǎn)品具有底層技術(shù)同源性，但二者在產(chǎn)品形態(tài)和功能方面有所不同，其中前者主要應用在中道工序，后者主要應用于前道和后道工序。生產(chǎn)環(huán)節(jié)的中道工序往往集中多種類型的加工設(shè)備，具有靈活性、模塊化的可配置視覺系統(tǒng)產(chǎn)品更適用于該種場景；生產(chǎn)環(huán)節(jié)的前道(來料檢工序)或后道(完工檢工序)均相對獨立，適合應用智能視覺裝備這類相對大型的檢測設(shè)備?？膳渲靡曈X系統(tǒng)和智能視覺裝備區(qū)別和聯(lián)系四、下游分析從下游應用領(lǐng)域看，由于機器視覺的眾多優(yōu)勢，為提高生產(chǎn)效率、減少生產(chǎn)過程中的錯誤，工業(yè)生產(chǎn)中的人工環(huán)節(jié)逐漸被機器替代，工業(yè)已成為目前機器視覺應用中比重最大的領(lǐng)域之一，在消費電子、汽車、制藥等下游行業(yè)的生產(chǎn)過程中，機器視覺系統(tǒng)與智能制造如影隨形，被廣泛地應用于產(chǎn)品尺寸檢測、缺陷檢測、產(chǎn)品識別、裝配定位等方面。在非工業(yè)領(lǐng)域，機器視覺主要應用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、安防、金融和交通等領(lǐng)域。機器視覺很大加強了農(nóng)業(yè)自動化程度，實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品分選、品質(zhì)檢測等功能；可用于進行醫(yī)學影像分析，在醫(yī)藥制藥等也有成熟應用；還可用于安防和金融領(lǐng)域的人臉識別，執(zhí)行身份認證任務；在交通領(lǐng)域則可負責車牌識別等任務。機器視覺行業(yè)下游應用領(lǐng)域分布機器視覺應用領(lǐng)域廣泛，電子/電氣為最大應用場景。相較于人眼而言機器視覺的精度更高，更適合在精密的電子/電氣產(chǎn)業(yè)中應用。2020年，電子/電氣占據(jù)52.9%的應用份額。在電子/電氣領(lǐng)域，機器視覺主要用于3C表面檢測、觸摸屏制造、AOI光學檢測、PCB印刷電路等。機器視覺在工業(yè)領(lǐng)域的第二大應用場景為半導體(含