行研丨机器视觉解码世界，2025年开启万物识别新纪元

AI芯天下 2024-11-12 20:30

如何应对供应风险和挑战，在行业竞争中赢得先机？ 精密双向电流感应放大器设计方案

·聚焦:人工智能、芯片等行业

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前言：

2023年，中国机器视觉市场规模达164亿元，同比增长16.57%。机器视觉市场规模的不断攀升，推动了相关产业的升级和转型。通过应用机器视觉技术，企业可以实现生产过程的自动化、智能化，提高生产效率和产品质量，降低生产成本，从而增强市场竞争力。

作者 | 方文三

图片来源 | 网络

区域竞争格局：广东机器视觉企业数量排名第一

根据中国企业数据库企查猫，目前中国机器视觉企业注册地主要分布在珠三角地区和长三角地区，特别以广东省和江苏省为代表。截至2023年末，广东共有相关机器视觉企业数3489家，江苏则有920家。

从中国机器视觉行业主要竞争者的区域分布来看，中国机器视觉厂商主要分布在南方地区，其中以广东最为集中，奥普特、劲拓股份等业内上市企业均位于广东深圳;其次，北京和浙江地区也是机器视觉企业分布较为集中的地区，代表企业有海康机器人、凌云光等。

国产机器视觉企业：奥普特、劲拓股份与凌云光的市场表现与挑战

奥普特是机器视觉核心软硬件产品的研发、生产和销售企业，实现光源、光源控制器、镜头、相机、视觉控制系统等机器视觉核心软硬件产品的全覆盖。奥普特在机器视觉产业链中属于光源设备领域，是国产机器视觉企业的代表之一。2024年1月-9月，奥普特的光源业务营收占比及毛利率受宏观环境影响有所下滑，奥普特实现营业收入7.33亿元，同比减少13.32%；归母净利润1.32亿元，同比减少35.58%。

根据日本富士经济调研数据，2020~2022年间，全球排名前20名的机器视觉光源企业中，OPT分别以13.45%、16.01%、20.53%的市占率，稳居全球第二位，国内市占率三年蝉联榜首。同时，OPT在机器视觉光源的照度、均匀性、稳定性等性能上达到了国内领先、国际先进水平。奥普特的产品定位于高中端市场，已成功应用于3C电子、新能源、半导体等多个领域。但在高端市场，尤其是工业相机领域，仍然由基恩士、康耐视等国际企业占据主导地位，奥普特需要进一步提升产品的竞争力。

劲拓股份是机器视觉设备及系统集成领域的上市公司之一。劲拓股份在电子热工设备行业处于领先地位，拥有国家制造业单项冠军产品认证，其产品深度应用人工智能（AI）算法与技术，实现多重数智化应用功能其业务占比较高，均超过70%。公司提供一站式服务和整套零缺陷焊接检测制造系统，其产品广泛应用于多个领域，包括汽车电子、通信设备、消费电子等。

凌云光深耕机器视觉产业近20年，提供机器视觉核心部件和可配置视觉系统等通用型视觉产品，拥有自主研发的机器视觉核心技术平台。公司的核心算法库Vision WARE已迭代至6.2版本，具有多个核心技术模块和算法工具。根据中国机器视觉产业联盟统计，2021年凌云光在中国机器视觉行业销售额连续排名第一，业务实现营业收入18.3亿元，同比增长17.35%。凌云光的主营业务收入构成为：智能视觉装备38.26%，光通信产品28.80%，可配置视觉系统26.00%，视觉器件5.27%，服务收入1.65%。2024年1月-9月，随着国内机器视觉企业的增多，凌云光实现营业收入15.84亿元，同比减少17.70%；归母净利润1.12亿元，同比减少18.74%。

中国机器视觉行业发展现状：从供给到需求的市场洞察

工业领域应用方面，工业级的机器视觉通过光源、工业镜头、工业相机、工业视觉系统方案等产品生产出视觉检测装备、视觉识别装备、视觉测量装备、视觉引导装备以及工业机器人等，并用于工业生产或制造过程中的检测、测量等过程。由于工业机器视觉可以克服人眼标准的不一致性，可以制定更高的行业品质管控的数字标准，还能在高速、高光谱、高分辨率、高灵敏度、高可靠性等方面全面超越人眼极限。目前工业机器视觉系统已广泛应用于电子制造、包装印刷、汽车制造、食品饮料等众多生产性行业和服务性行业。

消费领域应用方面，目前主流消费级机器视觉应用包括：扫码识别、生物识别(人形/人脸/手势等)、安防监控、路线规划、3D成像等。其中生物识别及3D成像市场近年来尤其火热，其所采用的主流机器视觉方案有三种：结构光、TOF、双目立体成像。消费级机器视觉用到的硬件设施较少，其以机器视觉软件或算法技术为关键点。我国开展消费领域的机器视觉公司规模普遍较小，但也不乏行业领军企业海康机器人和一些新贵，如旷视科技、商汤科技、云从科技等。

从下游应用渗透情况来看，中国机器视觉在汽车、电子与半导体应用市场的渗透率较高，包装、医疗、制药以及智能交通领域的渗透率一般，在烟草、纺织等其他行业的渗透率较低。

中国机器视觉行业发展三部曲：从起步到高速发展

20世纪80年代至90年代的起步阶段，80年代，随着计算机图像处理技术和CCD图像传感器的出现，机器视觉技术开始在国际上萌芽，并逐渐进入中国。这一阶段，中国开始接触和了解机器视觉技术，但应用较少，主要停留在理论研究和初步尝试阶段。

20世纪90年代至21世纪初的发展阶段，90年代，随着计算机处理能力的增强和算法的不断优化，机器视觉技术开始在中国加速发展。大量海外机器视觉企业进入中国市场，带来了先进的技术和解决方案，推动了中国机器视觉产业的发展。特别是在3C电子产品检测领域，中国对机器视觉技术的需求激增，驱动了技术的快速迭代和应用场景的拓展。

21世纪初至今的高速发展阶段，进入21世纪，特别是近十几年来，中国制造业快速发展，机器视觉作为工业自动化的关键技术装备，得到了迅猛发展。中国政府部门出台多项政策，支持智能制造行业的发展，为机器视觉技术提供了良好的发展环境。中国本土机器视觉企业迅速崛起，如海康威视、大恒科技、天准科技等，在核心零部件和独立软件算法方面进行了大力投入，提升了整体品牌竞争力。机器视觉技术广泛应用于3C电子、汽车与零部件、新能源、半导体、医疗制药等多个领域，推动了这些行业的自动化和智能化升级。

机器视觉产业链解析：从硬件提供商到系统集成商的市场布局

机器视觉行业的上游有光源、镜头、工业相机、图像采集卡、机器视觉软件等的提供商。行业下游应用较广，主要下游市场是半导体和电子制造行业。除此之外还有应用到汽车、印刷包装、农业、医疗设备和金属加工等领域。

目前，机器视觉设备制造商中，天准科技、矩子科技和美亚光电的等展现出较强的市场竞争力，机器视觉系统集成商的代表企业包括凌云光、精测电子等，机器视觉系统解决方案代表企业有梅卡曼德、阿丘科技等。机器视觉产业链上游硬件领域中，联创电子、海康机器人、奥普特、北京君正分别为光学镜头、工业相机、光源设备和图像处理领域的典型厂商。

自动驾驶技术演进：机器视觉推动下的自主决策与控制革新

自动驾驶技术通过机器视觉技术来获取车辆周围的环境信息，并通过神经网络等算法进行处理，从而实现车辆的自主决策和控制。从自动驾驶解决方案的技术路线看，目前相关企业切入自动驾驶业务的方式各不相同：传统车企采用“渐进式”路线，从相对基础、难度较低的辅助驾驶入手，逐步实现L1/L2/L2+的辅助驾驶功能。而百度、华为等互联网科技公司则选择“跨越式”路线，直接瞄准L4和L5；“蔚小理”等造车新势力则瞄准L3阶跃式发展。未来的1-2年，自动驾驶的主要突破方向将是自动驾驶出租车（Robotaxi）。多家企业正在积极推进自动驾驶出租车的研发和商业化试点，并有望在未来几年内实现大规模应用。随着自动驾驶技术的不断发展，这将不断提升机器视觉技术的智能化水平。例如，通过深度学习算法的优化，机器视觉系统能够更加准确地识别道路标志、车辆、行人等关键元素，并在毫秒级的时间内做出决策。

机器人视觉系统的发展趋势：视觉智变推动行业迈向超感知时代

深度学习与神经网络技术的飞速发展，为机器人视觉系统带来了革命性的变革。这些先进的算法能够从海量的数据中学习，显著提升了机器人在识别和分类任务上的准确性。这一集成使得机器人能够更深入地理解和解析视觉信息，从而在智能制造和自动化生产领域发挥出更大的效能。通过试错学习，机器人能够自行优化视觉任务的表现，进一步提升工作效率。

与此同时，3D视觉和空间感知技术的普及，正推动机器人视觉系统从传统的2D视觉向3D视觉升级。这一转变不仅提高了成像的精度，还满足了立体物品和空间测量的需求。3D视觉技术的应用，将进一步增强机器人在人脸识别、距离感知、避障和导航等功能的智能化水平。

2025年，自适应和自学习系统将成为机器人视觉系统的重要发展方向。这些系统将具备更强的自适应学习能力，能够在不同的工作环境中快速调整和优化性能，有效应对非标准化场景，并在新兴领域中得到广泛应用。自学习系统将持续从数据中汲取知识，不断改进，以应对复杂现实世界的挑战。

此外，多模态感知融合技术预计在未来5-10年内将实现初步落地。这种技术将整合视觉、触觉、力觉等多种传感器数据，构建一个统一的“大脑”，全面提升机器人的感知和决策能力。

中国的机器视觉行业是伴随中国工业化进程的发展而崛起的，中国正在成为世界机器视觉发展最活跃的地区之一，应用范围几乎涵盖了国民经济中的各个领域。2021年受物流仓储、新能源行业的等下游需求增长影响，视觉检测产品需求增长明显。前瞻结合中国机器视觉行业市场规模的增长情况和市场需求前景预测，预计至2029年，中国机器视觉行业市场规模将超过1000亿元。产业结构的升级、产业生态的完善、机器视觉产品应用领域的不断拓宽，以及国产品牌技术能力的持续提升，都在推动着我国机器视觉行业规模的进一步扩大。再加上政策的支持和资本力量的加持，机器视觉行业技术升级将不断加速，为我国智能制造和自动化生产领域带来更加广阔的发展前景。