機(jī)器視覺指一種應(yīng)用于工業(yè)和非工業(yè)領(lǐng)域的硬件和軟件組合，它基于捕獲并處理的圖像為設(shè)備執(zhí)行其功能提供操作指導(dǎo)。當(dāng)前機(jī)器視覺各環(huán)節(jié)均有海外龍頭，國外品牌仍占據(jù)高端市場(chǎng)主流。隨著機(jī)器視覺國產(chǎn)廠商技術(shù)的提升以及產(chǎn)品布局日益完善，客戶對(duì)國產(chǎn)認(rèn)可度不斷增強(qiáng)，國產(chǎn)替代之勢(shì)迅猛。結(jié)合產(chǎn)業(yè)鏈下游應(yīng)用行業(yè)的驅(qū)動(dòng)，國產(chǎn)代表性廠商有望實(shí)現(xiàn)對(duì)外資品牌的彎道超車。

下面我們將從機(jī)器視覺行業(yè)的概念切入，主要了解機(jī)器視覺的相對(duì)優(yōu)勢(shì)、發(fā)展趨勢(shì)以及驅(qū)動(dòng)因素等內(nèi)容，并針對(duì)機(jī)器視覺行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈及相關(guān)公司進(jìn)行詳細(xì)梳理，了解國產(chǎn)化進(jìn)程，以幫助大家加深對(duì)機(jī)器視覺的認(rèn)知，預(yù)判未來發(fā)展走向。

01

行業(yè)概述

1、概念

機(jī)器視覺發(fā)展的初衷是用來代替人眼所處理的重復(fù)單一的勞動(dòng)。機(jī)器視覺本質(zhì)上是為機(jī)器植入“眼睛”和“大腦”。其中“眼睛”指圖像采集硬件（相機(jī)、鏡頭、光源等），“大腦”指圖像處理算法和軟件。

機(jī)器視覺系統(tǒng)通過圖像采集硬件將環(huán)境中的光信號(hào)轉(zhuǎn)化成圖像信號(hào)，然后圖像處理軟件對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行特征提取，給出判斷結(jié)果，進(jìn)而給機(jī)械手等自動(dòng)化系統(tǒng)輸出動(dòng)作指令。一個(gè)典型的機(jī)器視覺系統(tǒng)包括光源及光源控制器、鏡頭、相機(jī)、視覺控制系統(tǒng)等部件，其中光源及光源控制器、鏡頭、相機(jī)等硬件部分負(fù)責(zé)成像，視覺控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)成像結(jié)果進(jìn)行處理分析和輸出。

2、應(yīng)用場(chǎng)景

機(jī)器視覺包括識(shí)別、測(cè)量、定位和檢測(cè)等四大應(yīng)用場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)難度依次遞增。

識(shí)別：甄別目標(biāo)物體的物理特征，包括外形、顏色、字符、條碼等，其準(zhǔn)確度和識(shí)別速度是衡量的重要指標(biāo)。常見的應(yīng)用場(chǎng)景是OCR，讀取零部件上的字母、數(shù)字、字符（例如條形碼、二維碼等）用于溯源。公眾號(hào)《 投研鋒向 》

測(cè)量：把獲取的圖像像素信息標(biāo)定成常用的度量衡單位，再精確計(jì)算出目標(biāo)物體的幾何尺寸，主要應(yīng)用于高精度及復(fù)雜形態(tài)測(cè)量。

定位：獲取目標(biāo)物體的位置信息（二維或是三維），進(jìn)而輔助執(zhí)行后續(xù)操作，常用于元件對(duì)位、輔助機(jī)器人完成裝配、拾取等。

檢測(cè)：主要針對(duì)目標(biāo)物體的表面狀態(tài)，判斷產(chǎn)品是否存在缺陷，通常用于零部件缺陷、污染物、功能性瑕疵檢測(cè)等。

機(jī)器視覺在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，其中檢測(cè)功能難度最大、應(yīng)用最廣。在實(shí)現(xiàn)難度方面，識(shí)別相對(duì)最簡單，檢測(cè)相對(duì)最難，盡管如此，檢測(cè)仍然是機(jī)器視覺在工業(yè)領(lǐng)域的最主要應(yīng)用，應(yīng)用占比達(dá)50%，識(shí)別、定位和測(cè)量功能分別占比24%、16%和10%。

3、機(jī)器視覺相比人眼視覺的優(yōu)勢(shì)

機(jī)器視覺相較于人眼視覺有較多優(yōu)勢(shì)，如在觀測(cè)精度方面，機(jī)器視覺具備更細(xì)致的觀測(cè)能力，可觀測(cè)至微米級(jí)的目標(biāo)；在觀測(cè)速度方面，機(jī)器視覺快門速度可達(dá)10微秒左右，使其具有高速且穩(wěn)定的分析處理圖像的能力。除此之外，機(jī)器視覺系統(tǒng)在感光范圍、對(duì)環(huán)境的要求、效果客觀性及可靠性方面均強(qiáng)于人眼視覺，這也是機(jī)器視覺廣泛應(yīng)用的重要原因。

4、發(fā)展趨勢(shì)

根據(jù)視覺產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟數(shù)據(jù)，2020年我國機(jī)器視覺研發(fā)投入中3D解決方案、嵌入式視覺系統(tǒng)、AI驅(qū)動(dòng)的解決方案、高光譜成像技術(shù)方案占比分別為20.1%、29.8%、25.1%、4%。2D到3D和嵌入式應(yīng)用成為機(jī)器視覺的重要方向。

3D視覺檢測(cè)將逐步取代2D。使用2D機(jī)器視覺技術(shù)可以獲取二維圖像，在三個(gè)自由度（x、y和旋轉(zhuǎn)）上定位被攝目標(biāo)，并基于灰度、對(duì)比度的特征進(jìn)行分析。3D技術(shù)增加了旋轉(zhuǎn)、俯仰、橫擺三個(gè)維度，更能還原真實(shí)立體世界，通過3D視覺傳感器采集3D輪廓信息，形成3D點(diǎn)云，實(shí)現(xiàn)平面度、翹曲度、段差、曲面輪廓度等3D尺寸量測(cè)。

相比2D機(jī)器視覺，3D機(jī)器視覺具有顯著優(yōu)勢(shì)，例如測(cè)量速度快、精度高、抗干擾能力強(qiáng)、操作簡便等，能有效解決2D機(jī)器視覺對(duì)于高度、厚度、體積、平面度等測(cè)量因素缺失的問題。3D視覺技術(shù)的突破，將加速視覺技術(shù)在高端場(chǎng)景的應(yīng)用，推動(dòng)機(jī)器視覺市場(chǎng)持續(xù)增長。

電子產(chǎn)品微型化趨勢(shì)下，嵌入式視覺系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)凸顯。嵌入式視覺系統(tǒng)是指在嵌入式系統(tǒng)中使用機(jī)器視覺技術(shù)，是嵌入式系統(tǒng)和機(jī)器視覺兩種技術(shù)的整合，可獨(dú)立完成從接收光信號(hào)到系統(tǒng)輸出的整個(gè)信號(hào)處理過程。處理能力、存儲(chǔ)器密度和系統(tǒng)集成度的提升，促進(jìn)了嵌入式視覺在傳統(tǒng)和新興應(yīng)用領(lǐng)域的滲透。未來，得益于越來越多的行業(yè)應(yīng)用程序的支持，嵌入式視覺將被更廣泛地應(yīng)用在自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域新興領(lǐng)域。

02

行業(yè)現(xiàn)狀

1、歐美企業(yè)仍占主導(dǎo)

機(jī)器視覺廣泛運(yùn)用于下游各行業(yè)，全面支撐數(shù)字化、智能化。機(jī)器視覺以視覺器件、可配置視覺系統(tǒng)和智能視覺裝備等形態(tài)服務(wù)各產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。

全球機(jī)器視覺市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長，歐美企業(yè)仍占主導(dǎo)。根據(jù)Markets and Markets的數(shù)據(jù)，全球機(jī)器視覺器件市場(chǎng)規(guī)模保持穩(wěn)健增長態(tài)勢(shì)，預(yù)計(jì)2025年將達(dá)到147億美元。全球機(jī)器視覺行業(yè)歐洲市場(chǎng)份額最大，占比36.4%；其次是北美地區(qū)，全球份額達(dá)到29.3%，盡管亞太及其他地區(qū)的市場(chǎng)份額在國家重視下有所增長，但當(dāng)前全球機(jī)器視覺行業(yè)仍以歐美企業(yè)占主導(dǎo)。

2、中國市場(chǎng)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁

中國市場(chǎng)已成為全球機(jī)器視覺市場(chǎng)規(guī)模增長最快的市場(chǎng)之一。根據(jù)中國機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的數(shù)據(jù)，中國機(jī)器視覺行業(yè)規(guī)模從2018年的101.80億元增長至2020年的144.20億元，CAGR達(dá)19.02%，2023年有望達(dá)到296.00億元，2021-2023年CAGR高達(dá)到28.0%。根據(jù)Wind數(shù)據(jù)，2021年中國的制造業(yè)增加值占全球比例達(dá)30%，高于美、日、德、韓的總和，但機(jī)器視覺市場(chǎng)全球占比僅24.6%。隨著產(chǎn)業(yè)升級(jí)和制造業(yè)高端化，中國機(jī)器視覺市場(chǎng)全球規(guī)模占比有望逐步超過前述30%的數(shù)據(jù)，提供國產(chǎn)機(jī)器視覺廠商迭代行業(yè)Know-how、參與全球競(jìng)爭的舞臺(tái)。

3、機(jī)器視覺國產(chǎn)化率穩(wěn)步提升

機(jī)器視覺國產(chǎn)化率穩(wěn)步提升，高端領(lǐng)域仍有較大差距。根據(jù)賽迪顧問數(shù)據(jù)，2016-2021年，國產(chǎn)品牌在國內(nèi)機(jī)器視覺市場(chǎng)滲透率由39.0%提升至58%，整體看國產(chǎn)化水平已然不低。不過國產(chǎn)品牌當(dāng)前僅在中低端市場(chǎng)具備競(jìng)爭力，工業(yè)鏡頭、工業(yè)相機(jī)、底層軟件系統(tǒng)等技術(shù)壁壘高、利潤率高的高端市場(chǎng)目前仍被國外品牌（康耐視和基恩士等）主導(dǎo)。

4、競(jìng)爭格局

基恩士和康耐視為全球龍頭，合計(jì)全球市場(chǎng)份額達(dá)64%。國際領(lǐng)先的機(jī)器視覺公司康耐視2021財(cái)年和基恩士2021財(cái)年的營業(yè)收入分別約為66.91億元和323.42億元。結(jié)合Markets and Markets對(duì)全球中國市場(chǎng)的估計(jì)，2021年日本基恩士全球市場(chǎng)份額為55%，中國市場(chǎng)份額為38%；美國康耐視全球市場(chǎng)份額為9%，中國市場(chǎng)份額為7%。兩大龍頭體量遠(yuǎn)大于國內(nèi)的奧普特、天準(zhǔn)科技等一流廠商，國內(nèi)仍以中小規(guī)模企業(yè)為主，相比國外龍頭有較大的成長空間。公眾號(hào)《 投研鋒向 》

國產(chǎn)化進(jìn)程加速，自主產(chǎn)品銷售占比持續(xù)提升。我國最開始主要從事國外產(chǎn)品代理，但隨著本土廠商技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的積累，國內(nèi)機(jī)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(shì)參與市場(chǎng)競(jìng)爭，自主研發(fā)產(chǎn)品比例不斷擴(kuò)大。2019-2021年，自主產(chǎn)品銷售額從85.9億元增長至134.7%，CAGR達(dá)25.2%，自主產(chǎn)品銷售占比也從79.2%提升至82.2%。2020年中國機(jī)器視覺專利達(dá)3124項(xiàng)，是美國的18倍，行業(yè)技術(shù)格局已發(fā)生根本性的變化。根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，2021年中國機(jī)器視覺銷售額排名前五分別是凌云光、大恒集團(tuán)、奧普特、寶視納和華?？萍?/strong>。在細(xì)分領(lǐng)域，2021年本土領(lǐng)軍企業(yè)凌云光在消費(fèi)電子領(lǐng)域市場(chǎng)份額已達(dá)22.4%，位列國內(nèi)第三，僅次于康耐視和基恩士。在印刷包裝領(lǐng)域已經(jīng)占據(jù)21.1%的行業(yè)第一份額。

國內(nèi)競(jìng)爭格局相對(duì)分散，集中度較低，國產(chǎn)廠商加速追趕。機(jī)器視覺的下游應(yīng)用呈現(xiàn)碎片化和定制化，行業(yè)的集中度較低，單個(gè)企業(yè)也呈現(xiàn)多型號(hào)、小批量的業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)特征。根據(jù)機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟2021年度企業(yè)調(diào)查結(jié)果，機(jī)器視覺的市場(chǎng)集中度呈下降趨勢(shì)。2019-2021年，銷售額CR5從37.7%下降至31.3%，銷售額CR10從51.3%下降至43.1%?？紤]到較成熟的國外市場(chǎng)相比，我國機(jī)器視覺行業(yè)仍處于生命周期的早期，市場(chǎng)遠(yuǎn)未飽和，短期內(nèi)中國機(jī)器視覺市場(chǎng)規(guī)模會(huì)隨自動(dòng)化水平的提高而增加，行業(yè)集中度將保持較為分散。

5、機(jī)器視覺行業(yè)處于成長期，具備高盈利屬性

機(jī)器視覺屬于技術(shù)密集型行業(yè)，具備持續(xù)且穩(wěn)定的高盈利屬性。從基恩士和康耐視兩大龍頭企業(yè)來看。2012-2021年，基恩士毛利率、息稅前凈利率、凈利率平均值分別為80.5%、53.7%、36.6%；康耐視毛利率、息稅前凈利率、凈利率平均值分別為75.5%、28.4%、26.47%。整體來說，機(jī)器視覺行業(yè)具備持續(xù)且穩(wěn)定的高盈利屬性，而且還處于成長期。

03

驅(qū)動(dòng)因素

1、智能制造的發(fā)展將進(jìn)入高景氣時(shí)期

高端裝備制造助力步入工業(yè)4.0新時(shí)代。工業(yè)4.0重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)“通信”和“連接”，包含了“智能工廠”、“智能生產(chǎn)”和“智能物流”三大主題，標(biāo)志著在新一代信息技術(shù)的引領(lǐng)下，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)成為新的生產(chǎn)力，在制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的過程中提供重要助力。

在全球范圍內(nèi)，自動(dòng)化設(shè)備替代人力勞動(dòng)生產(chǎn)的趨勢(shì)不斷推進(jìn)，自動(dòng)化設(shè)備銷售量逐年提高。根據(jù)美國市場(chǎng)研究公司Transparency Market Research的數(shù)據(jù)顯示，2018年全球工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)規(guī)模達(dá)2,272.9億美元，到2027年底，全球工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)的價(jià)值預(yù)計(jì)將達(dá)到4,380.8億美元，CAGR達(dá)7.56%。國內(nèi)方面，中國工控網(wǎng)的數(shù)據(jù)顯示2004年-2019年我國自動(dòng)化及工業(yè)控制市場(chǎng)規(guī)模也已從652億元增長至1,865億元。

助力產(chǎn)業(yè)升級(jí)，政策驅(qū)動(dòng)“中國制造”向“中國智造”轉(zhuǎn)型。2015年5月，國務(wù)院正式印發(fā)《中國制造》，部署全面推進(jìn)實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略。2021年底，工信部等八部門聯(lián)合印發(fā)了《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》（以下簡稱“《規(guī)劃》”），明確提出到2025年轉(zhuǎn)型升級(jí)成效顯著、供給能力明顯增強(qiáng)、基礎(chǔ)支撐更加堅(jiān)實(shí)，到2025年70%的規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)普及數(shù)字化，到2035年全面普及數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化，重點(diǎn)行業(yè)骨干企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)智能化?！兑?guī)劃》還提出智能制造裝備和工業(yè)軟件技術(shù)水平和市場(chǎng)競(jìng)爭力顯著提升的要求，2025年市場(chǎng)滿足率分別超過70%和50%，研發(fā)數(shù)字化非接觸精密測(cè)量、在線無損檢測(cè)、激光跟蹤測(cè)量等智能檢測(cè)裝備等。作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，“十四五”期間制造業(yè)與人工智能等信息技術(shù)的融合將加速，我國智能制造的發(fā)展將進(jìn)入高景氣時(shí)期。

2、人口紅利逐步衰減，自動(dòng)化降本刻不容緩

人口紅利逐步衰減，勞動(dòng)力成本壓力倒逼企業(yè)智能化轉(zhuǎn)型。“人口增長”和“技術(shù)進(jìn)步”是經(jīng)濟(jì)增長的兩大源泉。據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，中國15-64歲勞動(dòng)年齡人口比重自2011年開始下降。我國城鎮(zhèn)制造業(yè)人數(shù)也自2015年已經(jīng)步入負(fù)增長，人口紅利逐步消失。與此同時(shí)，我國制造業(yè)平均工資從2015年的55,324元攀升至2021年的92,459元，企業(yè)的勞動(dòng)力成本壓力凸顯。中國企業(yè)—?jiǎng)趧?dòng)力匹配調(diào)查則顯示，“勞動(dòng)力成本”已經(jīng)成為妨礙企業(yè)發(fā)展的頭號(hào)因素，超過了市場(chǎng)需求、技術(shù)人才、創(chuàng)新能力等。因此，我國制造業(yè)擺脫“人口紅利”舊模式、擁抱“智能化紅利”新模式將成為不可逆的產(chǎn)業(yè)路徑選擇。

疫情等外部因素改變工廠的生產(chǎn)模式，加速推動(dòng)智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)。此前嚴(yán)格的疫情防控政策不可避免會(huì)對(duì)企業(yè)的開工時(shí)間、人員穩(wěn)定性、承諾交期等產(chǎn)生不確定性影響，直接或間接增加了企業(yè)的綜合成本。加速推動(dòng)了工廠的無人化、智能化水平，打造智能化“黑燈工廠”成為主要任務(wù)，機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)發(fā)展迎來短期加速窗口。

3、技術(shù)持續(xù)迭代，深度學(xué)習(xí)孕育新機(jī)

深度學(xué)習(xí)技術(shù)提升了機(jī)器視覺的應(yīng)用落地能力，驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展。目前主流的機(jī)器視覺技術(shù)仍采用傳統(tǒng)的機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練方法，即在結(jié)構(gòu)化場(chǎng)景下首先將數(shù)據(jù)表示為一組特征，分析特征或輸入模型后，輸出得到預(yù)測(cè)結(jié)果。但隨著機(jī)器視覺的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大，傳統(tǒng)方式顯示出通用性低、難以復(fù)制、對(duì)使用人員要求高等缺點(diǎn)。深度學(xué)習(xí)對(duì)原始數(shù)據(jù)通過多步特征轉(zhuǎn)換，得到更高維度、更加抽象的特征表示，可以將機(jī)器視覺的高效率和與人類視覺的靈活性相結(jié)合，完成復(fù)雜環(huán)境下的檢測(cè)，特別是涉及偏差和未知缺陷的情形。

深度學(xué)習(xí)是將原始的數(shù)據(jù)特征通過多步的特征轉(zhuǎn)換得到一種更高層次、更抽象的特征表示，并進(jìn)一步輸入到預(yù)測(cè)函數(shù)得到最終結(jié)果?；谏疃葘W(xué)習(xí)的機(jī)器視覺在理想狀態(tài)下可以結(jié)合機(jī)器視覺的效率、魯棒性與人類視覺的靈活性，從而完成復(fù)雜環(huán)境下的檢測(cè)，特別是涉及偏差和事先未能預(yù)測(cè)缺陷的情形。并且，通用機(jī)器視覺，以及工業(yè)機(jī)器視覺的應(yīng)用場(chǎng)景的不斷豐富，將解決成本難題，不僅降低總成本，而且24小時(shí)不間斷工作，使得成本大大降低。一旦可批量代替產(chǎn)線檢測(cè)人員、操作人員等，便具備生產(chǎn)成本優(yōu)勢(shì)。

04

產(chǎn)業(yè)鏈分析

機(jī)器視覺行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈主要由上游零部件、中游系統(tǒng)及裝備、下游應(yīng)用市場(chǎng)構(gòu)成。

1、上游

機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)鏈的上游主要包括以光源、鏡頭、相機(jī)為首的核心零部件和底層的軟件算法庫。據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，上游的零部件和軟件開發(fā)環(huán)節(jié)幾乎占據(jù)機(jī)器視覺系統(tǒng)成本80%。

（1）相機(jī)：機(jī)器視覺核心部件，性能穩(wěn)定可靠為首要目標(biāo)

工業(yè)相機(jī)是工業(yè)視覺系統(tǒng)的核心零部件，其本質(zhì)功能是將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，要求產(chǎn)品具有較高的傳輸力、抗干擾力以及穩(wěn)定的成像能力。目前市面上的工業(yè)相機(jī)主要有面陣相機(jī)、線陣相機(jī)、3D相機(jī)以及智能相機(jī)。據(jù)CMVU的統(tǒng)計(jì)，2015年后，中國涌現(xiàn)出了一批有規(guī)模的、有競(jìng)爭力的國產(chǎn)品牌，如?？禉C(jī)器人、大恒圖像、華?？萍?/strong>等年產(chǎn)十萬顆以上的公司。

通常來說，工業(yè)相機(jī)要求在性能上更為穩(wěn)定可靠；在使用上要便于安裝，且不易損壞；在工作強(qiáng)度上，要連續(xù)工作更長時(shí)間；在工作環(huán)境上，要適應(yīng)更惡劣的環(huán)境；在反應(yīng)速度上要更快，便于抓拍高速運(yùn)動(dòng)中的物體?？傮w上，機(jī)器視覺對(duì)工業(yè)相機(jī)的要求主要在于穩(wěn)定、實(shí)用，反而對(duì)其個(gè)性化需求不高，因此，相機(jī)在機(jī)器視覺核心零部件中基本屬于標(biāo)準(zhǔn)件。公眾號(hào)《 投研鋒向 》

（2）鏡頭：與相機(jī)共同決定系統(tǒng)分辨率

機(jī)器視覺系統(tǒng)最重要的參數(shù)是系統(tǒng)分辨率，一個(gè)設(shè)備的系統(tǒng)分辨越高，價(jià)值越大。一般使用像素精度來表示系統(tǒng)分辨率，像素精度即單個(gè)像素代表的物理尺寸，理論上，提高系統(tǒng)精度的方法就是盡可能提高單位面積的像素比例。在相機(jī)分辨率越來越高的時(shí)代背景下，成像系統(tǒng)分辨率的“壓力”也就落在了鏡頭上，所以更高分辨率的鏡頭在成像系統(tǒng)中的作用越來越重要。

工業(yè)鏡頭與普通的照相機(jī)鏡頭相比，在分辨率、對(duì)比度、景深以及像差等指標(biāo)上，有著更高的要求。需要更小的光學(xué)畸變、足夠高的光學(xué)分辨率、豐富的光譜響應(yīng)選擇等。選取恰當(dāng)?shù)臋C(jī)器視覺光學(xué)鏡不僅有助于后續(xù)圖像處理工作，而且可以降低設(shè)備成本。在工業(yè)鏡頭領(lǐng)域，海外企業(yè)進(jìn)駐較早，研發(fā)實(shí)力強(qiáng)勁，品牌影響力較大，在高端工業(yè)鏡頭市場(chǎng)占據(jù)競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)，如德國施耐德、日本CBC Computar等。我國雖然起步較晚，但涌現(xiàn)出了優(yōu)秀的鏡頭公司如廣州長步道、東正光學(xué)等企業(yè)。

（3）光源：制備技術(shù)相對(duì)成熟，組合應(yīng)用考驗(yàn)非標(biāo)設(shè)計(jì)能力

光源是機(jī)器視覺中基礎(chǔ)的部件之一，光源的作用主要是增強(qiáng)物體檢測(cè)部分與非檢測(cè)部分的對(duì)比度，需要根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行不同程度的非標(biāo)設(shè)計(jì)。由于相機(jī)無法檢查它“看不到”的物體，因此需要光源發(fā)揮著照亮目標(biāo)、突出特征，便于圖像處理的作用。同時(shí)，要具備克服環(huán)境光干擾、保證圖像穩(wěn)定性的能力，以及作為測(cè)量或作為參照物的工具性能。特殊情況下，對(duì)物體特定部位予以亮度增強(qiáng)。

光源自身照明參數(shù)（強(qiáng)度、亮度、形狀、大小、顏色）以及其與物體的距離、角度均會(huì)影響照明效果。此外，在光照優(yōu)化過程中還需要考慮物體的表面屬性?？傮w來說，光源以及照明技術(shù)并不是一成不變的，需要根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行不同程度的非標(biāo)設(shè)計(jì)，例如光源種類包括LED、石英鹵素?zé)?、熒光燈、氙氣頻閃光源等，照明技術(shù)又包括明場(chǎng)照明、暗場(chǎng)照明、背光照明、漫射照明、軸向擴(kuò)散照明、平面擴(kuò)散照明等。光源的國產(chǎn)化率較高，市場(chǎng)集中度也較高，已成功進(jìn)入國際市場(chǎng)，主要廠商有奧普特、康視達(dá)、沃德普、樂視等。

（4）圖像采集卡：關(guān)鍵在于分辨率和靈敏度的平衡

機(jī)器視覺相機(jī)內(nèi)的圖像采集卡將鏡頭捕獲的光轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像，通常依據(jù)Camera Link、CoaXPress等協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)收取前端工業(yè)相機(jī)數(shù)據(jù)，在板載內(nèi)存中進(jìn)行處理，然后通過PCI、PCIe、USB等接口寫入計(jì)算機(jī)內(nèi)存，一般為支持客戶進(jìn)行二次開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)品。它通常利用電荷耦合器件（CCD）或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）技術(shù)將光子轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。圖像采集卡的輸出是由像素組成的數(shù)字圖像，顯示鏡頭觀察到的區(qū)域中是否存在光。

分辨率和靈敏度是圖像采集卡的關(guān)鍵參數(shù)。分辨率是采集卡在數(shù)字圖像中產(chǎn)生的像素?cái)?shù)。“具有更高分辨率的采集卡產(chǎn)生更高質(zhì)量的圖像”意味著可以在被檢查的物體中觀察到更多細(xì)節(jié)，并且可以獲得更準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。分辨率還指機(jī)器視覺感知微小變化的能力。靈敏度是指檢測(cè)圖像中可區(qū)分的輸出變化所需的最小光量。分辨率和靈敏度彼此成反比，因此提高分辨率會(huì)降低靈敏度。

（5）算法和軟件：底層算法為核心競(jìng)爭力

機(jī)器視覺系統(tǒng)的視覺處理使用算法來分析傳感器產(chǎn)生的數(shù)字圖像。視覺處理涉及一系列步驟，在外部（通過計(jì)算機(jī)）或在內(nèi)部（對(duì)于獨(dú)立機(jī)器視覺系統(tǒng)）執(zhí)行。首先，數(shù)字圖像從圖像傳感器中提取出來并傳送到計(jì)算機(jī)。接下來，通過突出圖像上的必要特征來準(zhǔn)備用于分析的數(shù)字圖像。然后分析圖像以定位需要觀察和測(cè)量的特定特征。完成對(duì)特征的觀察和測(cè)量后，會(huì)將它們與定義和預(yù)編程的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。最后，做出決定，并傳達(dá)結(jié)果。

具體說，機(jī)器視覺軟件類似人的“大腦”，通過圖像處理算法完成對(duì)目標(biāo)物的識(shí)別、定位、測(cè)量、檢測(cè)等功能。機(jī)器視覺軟件分為底層算法和二次開發(fā)的軟件包兩類。前者是包含大量處理算法的工具庫，用以開發(fā)特定應(yīng)用，主要使用者為集成商與設(shè)備商。后者是封裝好的、用以實(shí)現(xiàn)某些功能的應(yīng)用軟件，主要供最終用戶使用。

視覺分析軟件國外知名廠家除了德國MVTec，還有美國康耐視（Cognex）、加拿大Adept等。開發(fā)了許多較為成熟的機(jī)器視覺軟件，包括有OpenCV、HALCON、VisionPro、HexSight、EVision、SherLock、Matrox Imaging Library等。國內(nèi)視覺處理分析軟件一般建立在OpenCV等開源視覺算法庫上做二次開發(fā)，或直接采購HALCON（德國MVTec公司）、VisionPro（美國康耐視公司）等經(jīng)歷了二十多年數(shù)據(jù)沉淀的第三方商業(yè)付費(fèi)算法庫。

2、中游

產(chǎn)業(yè)鏈的中游主要為視覺系統(tǒng)和智能視覺裝備。

（1）可配置視覺系統(tǒng)

可配置視覺系統(tǒng)是光學(xué)成像模塊（眼睛）與圖像處理系統(tǒng)（大腦）的集合體，可以獨(dú)立完成圖像采集功能，并基于圖像采集的信息完成預(yù)期的處理工作（如定位、測(cè)量、檢測(cè)和識(shí)別等）。視覺系統(tǒng)目前主要被基恩士和康耐視兩家主導(dǎo)。國內(nèi)奧普特、大恒圖像、凌云光以代理業(yè)務(wù)起家，通過自主研發(fā)目前在視覺系統(tǒng)已有所突破。

（2）智能視覺裝備

智能視覺裝備除了可配置視覺系統(tǒng)的軟硬件外，還包括自動(dòng)化工作臺(tái)、PLC控制器、I/O卡、機(jī)械手臂、設(shè)備駕駛艙等部分。相比于可配置視覺系統(tǒng)主要為小型模塊化產(chǎn)品，需要安裝到客戶的產(chǎn)品或自動(dòng)化機(jī)臺(tái)上才能工作，智能視覺裝備是由光學(xué)成像硬件、圖像處理軟件算法、自動(dòng)化平臺(tái)（機(jī)臺(tái)/機(jī)械手）等部分組成的大型生產(chǎn)裝備。簡單來說，可配置視覺系統(tǒng)只做了“眼睛”和“大腦”，而智能視覺裝備除了“眼睛”和“大腦”，還做了“四肢”，從而可以形成直接面向下游客戶應(yīng)用場(chǎng)景的定制化系統(tǒng)解決方案。

3、下游

產(chǎn)業(yè)鏈下游通過系統(tǒng)集成商致力于將智能視覺設(shè)備與生產(chǎn)工藝相結(jié)合，下游面向3C電子、汽車制造、新能源等眾多細(xì)分行業(yè)，并隨著技術(shù)滲透率的提升行業(yè)下游呈現(xiàn)“多點(diǎn)開花”的態(tài)勢(shì)。

（1）3C電子：落地機(jī)器視覺技術(shù)的行業(yè)基本盤，品類滲透加速

全球3C電子產(chǎn)業(yè)向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，中國逐漸成為全球最大的消費(fèi)電子產(chǎn)品市場(chǎng)之一。高精度、換代快等特點(diǎn)助推機(jī)器視覺技術(shù)迭代。電子產(chǎn)業(yè)的自動(dòng)化水平較高，也是當(dāng)前中國市場(chǎng)機(jī)器視覺最主要的下游行業(yè)。消費(fèi)電子行業(yè)的產(chǎn)品主要包括平板電腦、筆記本、臺(tái)式機(jī)、傳統(tǒng)手機(jī)（淘汰中）、智能手機(jī)、電視和相機(jī)等7大類。其中，智能手機(jī)憑借越來越多的消費(fèi)應(yīng)用，市場(chǎng)占比逐步攀升，目前已接近50%。

消費(fèi)電子產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)是逐漸精密化，同時(shí)也伴隨著元器件尺寸越來越小和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)日漸提高。以智能手機(jī)為例，每一代產(chǎn)品與技術(shù)升級(jí)，幾乎都需要對(duì)機(jī)器視覺工具進(jìn)行更新。因此，行業(yè)整體對(duì)于機(jī)器視覺的需求呈放大趨勢(shì)。目前在主板和零部件端，2D視覺仍是主要的機(jī)器視覺應(yīng)用，3D視覺為輔，未來具有較大發(fā)展空間。在整機(jī)組裝端，機(jī)器視覺已應(yīng)用于定位、測(cè)量、檢測(cè)和識(shí)別。在成品端，機(jī)器視覺由于其高精度、高速度的檢測(cè)能力，可以出色完成對(duì)劃痕、破損、斑點(diǎn)、色差等的外觀檢測(cè)，且隨著客戶要求提升及機(jī)器視覺技術(shù)進(jìn)步，機(jī)器視覺的外觀檢測(cè)應(yīng)用將越來越多。

根據(jù)CMVU統(tǒng)計(jì)，2019-2021年中國機(jī)器視覺在3C電子銷售增速高達(dá)34%。未來機(jī)器視覺在3C電子行業(yè)的滲透率有望持續(xù)提升。

（2）汽車：智能汽車向“大型電子產(chǎn)品”演進(jìn)，視覺檢測(cè)迎來新需求

如今的汽車行業(yè)已實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化，工業(yè)機(jī)器視覺發(fā)揮著生產(chǎn)高效、質(zhì)量保障、安全可靠的巨大作用。機(jī)器視覺已貫穿整個(gè)汽車制造過程，包括從初始原料質(zhì)檢到汽車零部件100％在線測(cè)量，再對(duì)焊接、涂膠、沖孔等工藝過程進(jìn)行把控，最后對(duì)車身總成、整車質(zhì)量進(jìn)行把關(guān)。

機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)可以完成工藝檢測(cè)、自動(dòng)化跟蹤、追溯與控制等，包括通過光學(xué)字符識(shí)別（OCR）技術(shù)獲取車身零件編碼以保證零件在整個(gè)制造過程中的可追溯性，通過識(shí)別零件的存在或缺失以保證部件裝配的完整性，以及通過視覺技術(shù)識(shí)別產(chǎn)品表面缺陷或加工工具是否存在缺陷以保證生產(chǎn)質(zhì)量。并且，3D視覺系統(tǒng)可以以高精度間隙對(duì)準(zhǔn)每一輛車的拼接縫，并對(duì)車門和車身進(jìn)行全面檢測(cè)，效率和準(zhǔn)確率都高于人眼檢測(cè)。此外，視覺引導(dǎo)技術(shù)負(fù)責(zé)引導(dǎo)機(jī)器人進(jìn)行最佳匹配安裝、精確制孔、焊縫引導(dǎo)及跟蹤、噴涂引導(dǎo)、風(fēng)擋玻璃裝載引導(dǎo)等操作。隨著新能源和智能汽車的電子零部件占比提升，工業(yè)機(jī)器視覺有望發(fā)揮越來越重要的作用。

據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)，2022年我國汽車總銷量達(dá)到2686.4萬輛，同比增長2.2%；新能源汽車銷量達(dá)到688.7萬輛，同比增長95.6%，新能源車滲透率達(dá)25.6%。由于機(jī)器視覺技術(shù)在新能源汽車領(lǐng)域應(yīng)用范圍更廣，技術(shù)水平要求更高，新能源汽車行業(yè)高速發(fā)展有望助推汽車工業(yè)制造領(lǐng)域的機(jī)器視覺應(yīng)用需求持續(xù)快速擴(kuò)張。

（3）鋰電：行業(yè)維持高景氣，電池廠擴(kuò)產(chǎn)帶來視覺裝備需求井噴

在鋰電池前段工序的涂布、輥壓等環(huán)節(jié)中，電池表面容易產(chǎn)生露箔、暗斑、亮斑、掉料、劃痕等缺陷，機(jī)器視覺主要應(yīng)用于涂布的涂覆糾偏、尺寸測(cè)量，極片的表面瑕疵檢測(cè)、尺寸測(cè)量、卷繞對(duì)齊度等環(huán)節(jié)。在后工序中，主要應(yīng)用于密封釘焊后檢測(cè)、包藍(lán)膜前后的外觀檢測(cè)等。在模組和PACK段中，主要應(yīng)用于底部藍(lán)膠、BUSBAR焊縫、側(cè)焊縫、模組全尺寸和PACK檢測(cè)等。隨著技術(shù)的不斷成熟，未來機(jī)器視覺產(chǎn)品在各環(huán)節(jié)的應(yīng)用有望實(shí)現(xiàn)快速滲透。隨著技術(shù)的不斷成熟，未來機(jī)器視覺產(chǎn)品在各環(huán)節(jié)的應(yīng)用有望實(shí)現(xiàn)快速滲透。

隨著電芯、模組、PACK測(cè)量要求日益提升，被測(cè)物體條件愈發(fā)復(fù)雜，3D視覺可解決傳統(tǒng)2D視覺無法精準(zhǔn)檢測(cè)高度特征的缺陷，且對(duì)外部環(huán)境依賴度低，可作為鋰電機(jī)器視覺的有效補(bǔ)充。

受益于鋰電行業(yè)持續(xù)高景氣，中國鋰電市場(chǎng)規(guī)?？焖僭鲩L，2017-2021年中國鋰電池產(chǎn)量CAGR為20.3%。目前機(jī)器視覺在鋰電行業(yè)仍處加速滲透階段，預(yù)計(jì)鋰電機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模將保持快于鋰電池行業(yè)整體的增速。根據(jù)GGII預(yù)測(cè)，鋰電行業(yè)機(jī)器視覺未來5年CAGR有望達(dá)到40%+，有望得益于：1）應(yīng)用場(chǎng)景的增加，未來機(jī)器視覺在鋰電池制造環(huán)節(jié)滲透率有望逐步上升；2）過去鋰電池質(zhì)量主要依靠人工檢測(cè)為主，視覺替代人工檢測(cè)的趨勢(shì)有望加快；3）早期鋰電企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)不會(huì)考慮很多AI場(chǎng)景的鋪設(shè)，后期預(yù)計(jì)加裝視覺檢測(cè)系統(tǒng)。公眾號(hào)《 投研鋒向 》

（4）光伏：良率要求提高，推動(dòng)硅片分選機(jī)放量

光伏行業(yè)發(fā)展迅猛，帶來機(jī)器視覺檢測(cè)需求爆發(fā)。光伏電池片的生產(chǎn)可能產(chǎn)生碎片、電池片隱裂、表面污染、電極不良等缺陷，如何提升產(chǎn)品良率、電池的光電轉(zhuǎn)化效率和使用壽命是行業(yè)痛點(diǎn)，催生光伏硅片分選機(jī)等設(shè)備快速放量。2018-2021年，中國太陽能電池產(chǎn)量CAGR達(dá)35%，2021年同比增速達(dá)42%，行業(yè)迎來加速成長期，同期帶動(dòng)機(jī)器視覺的光伏行業(yè)應(yīng)用規(guī)模由2019年2.6億元快速提升至2021年的6.5億元，CAGR高達(dá)58%。

（5）半導(dǎo)體：高精度需求驅(qū)動(dòng)3D視覺發(fā)展，國產(chǎn)占比持續(xù)提升

在半導(dǎo)體領(lǐng)域，機(jī)器視覺已被應(yīng)用于半導(dǎo)體外觀缺陷、尺寸、數(shù)量、平整度、距離、定位、校準(zhǔn)、焊點(diǎn)質(zhì)量、彎曲度等檢測(cè)，廣泛應(yīng)用于晶圓制造和封裝測(cè)試中的檢測(cè)、定位、切割和封裝過程。隨著中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的興起，半導(dǎo)體技術(shù)的更新?lián)Q代，未來國產(chǎn)半導(dǎo)體視覺裝備必然會(huì)得到廣泛應(yīng)用，中國本土企業(yè)的發(fā)展巨大。

傳統(tǒng)的半導(dǎo)體封測(cè)設(shè)備，精度普遍要達(dá)到微米（0.001mm）到亞微米（1.0μm）之間，速度大約在每秒40~50平方厘米，誤報(bào)率5%~10%，在此環(huán)節(jié)，2D機(jī)器視覺已完全被3D取代。先進(jìn)封裝更因小尺寸、輕薄化、高引腳、高速度，大幅縮減芯片尺寸。因此，3D機(jī)器視覺在其中發(fā)揮著巨大作用，3D視覺檢測(cè)設(shè)備市場(chǎng)正處在高速增長中。中國機(jī)器視覺行業(yè)對(duì)于3D視覺解決方案的研發(fā)投入由2019年的2.28億元增長至2021年的6.46億元，占全行業(yè)研發(fā)投入的比例由2019年的15.6%增長至2021年的20.8%。

隨著終端應(yīng)用需求的持續(xù)發(fā)展，全球半導(dǎo)體產(chǎn)能持續(xù)擴(kuò)張，半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)步提升。2016-2021年，全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售規(guī)模由412億美元提升至1026億美元，CAGR達(dá)20%?；谙掠问袌?chǎng)需求的快速增長和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈向我國的轉(zhuǎn)移，我國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)規(guī)?？焖贁U(kuò)張。2016年至2021年，中國大陸的半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模由65億美元增長至296億美元，CAGR達(dá)到35.6%；中國大陸占全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模的比例由16%快速增長至29%。

（6）非工業(yè)：傳媒、安防、物流、交通等消費(fèi)級(jí)應(yīng)用正成為新發(fā)展方向

機(jī)器視覺應(yīng)用方向包含工業(yè)級(jí)與消費(fèi)級(jí)，產(chǎn)業(yè)邊界趨于模糊。根據(jù)機(jī)器視覺聯(lián)盟（CMVU）的數(shù)據(jù)，用于消費(fèi)電子、半導(dǎo)體與新能源等板塊的工業(yè)級(jí)機(jī)器視覺合計(jì)占比79.8%；相比之下，用于消費(fèi)級(jí)機(jī)器視覺的安防與監(jiān)控、物流分揀以及智慧交通等領(lǐng)域占比僅17.0%，但份額逐年提升。

隨著AI和5G技術(shù)的商用落地，機(jī)器視覺不再局限于工業(yè)領(lǐng)域。機(jī)器視覺結(jié)合三維重建、動(dòng)作/表情捕捉、渲染等技術(shù)可實(shí)現(xiàn)人臉、表情、動(dòng)作、衣物的還原，構(gòu)建模擬逼真的人物形象，此外還可利用人臉識(shí)別、動(dòng)作識(shí)別、物體追蹤等技術(shù)模擬人的視覺能力。因此，機(jī)器視覺在影視、游戲、直播、文旅等領(lǐng)域還有發(fā)展空間。

05

國產(chǎn)化進(jìn)程

1、各環(huán)節(jié)參與企業(yè)眾多，未來將迎百花齊放格局

目前機(jī)器視覺各環(huán)節(jié)龍頭呈現(xiàn)良性錯(cuò)位競(jìng)爭，國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品相對(duì)局限。機(jī)器視覺廠商可以分為三大類：1）核心零部件供應(yīng)商，目前龍頭公司集中在歐美、日本和美國，且呈現(xiàn)龍頭聯(lián)合研發(fā)的趨勢(shì)；2）軟件及AI服務(wù)商，主要以集成了通用算法的軟件開發(fā)包和AI加速平臺(tái)服務(wù)商為主，幾乎來自海外龍頭公司；3）視覺系統(tǒng)及解決方案集成商，我國本土的機(jī)器視覺企業(yè)大多屬這一類，以工業(yè)自動(dòng)化非標(biāo)設(shè)備及方案為主要業(yè)務(wù)，對(duì)機(jī)器視覺核心零部件的把控能力較弱，全產(chǎn)品線運(yùn)營能力亟待提高。

中國機(jī)器視覺行業(yè)起步較晚，早年主要依靠代理國外品牌產(chǎn)品，隨著技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的積累，部分代理商逐步推出自主品牌，目前中國機(jī)器視覺企業(yè)銷售自主品牌已經(jīng)成為主流，且銷售自主產(chǎn)品的比例仍在持續(xù)擴(kuò)大。預(yù)計(jì)隨著國內(nèi)市場(chǎng)擴(kuò)容、國內(nèi)企業(yè)自主研發(fā)能力增強(qiáng)、技術(shù)與資金逐漸積累等，中國機(jī)器視覺行業(yè)集中度將繼續(xù)呈下降趨勢(shì)，未來將迎來百花齊放格局。

當(dāng)前與國際巨頭基恩士相比，國產(chǎn)企業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模仍有差距，但在國內(nèi)密集的科研資源和資本投入的推動(dòng)下，中國的機(jī)器視覺技術(shù)和市場(chǎng)正在快速成長。隨著核心部件和系統(tǒng)集成方案的更新迭代，國際巨頭在中國市場(chǎng)的慣性優(yōu)勢(shì)將不斷被削弱，以奧普特等為代表的一批中國機(jī)器視覺企業(yè)將有望成長為行業(yè)領(lǐng)頭羊。

2、始于系統(tǒng)集成，興于核心部件，國產(chǎn)廠商奮起直追

國產(chǎn)機(jī)器市場(chǎng)廠商起初主要進(jìn)行系統(tǒng)集成，核心零部件基本依靠進(jìn)口及代理，部分領(lǐng)先公司如奧普特自研突破了核心零部件技術(shù)，并由硬件向軟件延伸。隨著國內(nèi)廠商逐步完善產(chǎn)業(yè)鏈布局，結(jié)合國產(chǎn)性價(jià)比及國內(nèi)行業(yè)發(fā)展的助力，有望實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)突圍。

在機(jī)器視覺核心部件中，光源非標(biāo)定制屬性最強(qiáng)，國內(nèi)廠商也進(jìn)入較早，目前國內(nèi)市場(chǎng)基本由國產(chǎn)企業(yè)主導(dǎo)，其中奧普特市占率領(lǐng)先。鏡頭市場(chǎng)國產(chǎn)企業(yè)逐鹿低端，高端產(chǎn)品仍需進(jìn)口。目前我國工業(yè)鏡頭市場(chǎng)主要由國外老牌鏡頭廠商主導(dǎo)，但其產(chǎn)品價(jià)格較高，國內(nèi)鏡頭廠商主要從中低端市場(chǎng)切入，也已經(jīng)占據(jù)相當(dāng)?shù)氖袌?chǎng)份額。工業(yè)相機(jī)國外品牌在高分辨率、高端工業(yè)相機(jī)領(lǐng)域仍占據(jù)主導(dǎo)地位，市場(chǎng)份額方面國內(nèi)企業(yè)也已經(jīng)取得一定突破。

視覺軟件方面，國外研究學(xué)者較早地開展機(jī)器視覺算法的研究工作，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了許多較為成熟的機(jī)器視覺軟件。國產(chǎn)品牌的產(chǎn)品性能不斷趨近外資品牌，同時(shí)，國內(nèi)企業(yè)更加貼近國內(nèi)客戶需求，在綜合解決方案定制化服務(wù)方面相比外資品牌更具優(yōu)勢(shì)。在視覺軟件與算法的性能方面，根據(jù)凌云光招股說明書的比較，奧普特研發(fā)的SciVision在定位算法效率上已實(shí)現(xiàn)追趕甚至超過外資一流品牌。根據(jù)奧普特招股說明書，公司的2D視覺算法處理精度已達(dá)到業(yè)內(nèi)一流水平。

國產(chǎn)品牌凌云光已經(jīng)構(gòu)建了可配置視覺系統(tǒng)的產(chǎn)品矩陣，應(yīng)用于消費(fèi)電子、智慧交通、立體視覺、科學(xué)圖像、其他制造業(yè)等領(lǐng)域，在產(chǎn)品最大分辨率等部分性能上已經(jīng)比肩甚至超越國際同行。

經(jīng)過多年技術(shù)沉淀，國產(chǎn)品牌逐漸具備生產(chǎn)多種機(jī)器視覺硬件產(chǎn)品、提供整體解決方案的能力。根據(jù)奧普特、凌云光招股說明書及各公司年報(bào)，當(dāng)前，奧普特與凌云光已具備光源和光源控制器、鏡頭、相機(jī)、視覺控制系統(tǒng)四大機(jī)器視覺產(chǎn)品的生產(chǎn)能力，并可設(shè)計(jì)硬件方案及整體解決方案，根據(jù)不同客戶的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景提供定制化服務(wù)。

3、國內(nèi)企業(yè)的客戶資源明顯優(yōu)化

基于上述系統(tǒng)的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)，國內(nèi)企業(yè)的客戶資源明顯優(yōu)化。3C及電子領(lǐng)域的產(chǎn)品迭代迅速，對(duì)機(jī)器視覺的需求更新時(shí)間也較短。奧普特作為業(yè)內(nèi)領(lǐng)先公司，與蘋果、華為等龍頭3C客戶開展合作，并積極入局對(duì)電子器件與設(shè)備擁有高需求的新能源汽車領(lǐng)域，導(dǎo)入寧德時(shí)代、比亞迪等頭部客戶，持續(xù)發(fā)展競(jìng)爭能力、擴(kuò)大領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。凌云光在消費(fèi)電子領(lǐng)域長期服務(wù)蘋果、華為和小米產(chǎn)業(yè)鏈，與鴻海精密、歌爾股份等領(lǐng)先制造商建立長期合作關(guān)系；新能源領(lǐng)域廣泛服務(wù)于福萊特、寧德時(shí)代、信義集團(tuán)等行業(yè)龍頭；新型顯示領(lǐng)域擁有京東方、華星光電、天馬等行業(yè)領(lǐng)先客戶。

06

國內(nèi)相關(guān)公司

1、奧普特

國產(chǎn)機(jī)器視覺零部件龍頭，鋰電檢測(cè)打開成長空間。奧普特成立于2006年,是中國機(jī)器視覺行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)之一。公司最早以機(jī)器視覺核心部件的光源產(chǎn)品為突破口，進(jìn)入了當(dāng)時(shí)主要以國際品牌壟斷的工業(yè)機(jī)器視覺市場(chǎng)。公司堅(jiān)持“深耕優(yōu)勢(shì)、以點(diǎn)帶面、以面促點(diǎn)、逐個(gè)突破”的發(fā)展路徑，將產(chǎn)品線逐步拓展至鏡頭、工業(yè)相機(jī)、視覺控制器、視覺處理軟件等其他機(jī)器視覺部件。同時(shí)，奧普特在工業(yè)讀碼器、3D激光傳感器及深度學(xué)習(xí)產(chǎn)品方面完成了相關(guān)布局，取得了初步的銷售突破。經(jīng)過多年發(fā)展，公司已經(jīng)成為具有前端核心零部件自主化能力的機(jī)器視覺系統(tǒng)解決方案提供商，是國內(nèi)唯一一家產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋度可比肩基恩士的中國本土公司。公眾號(hào)《 投研鋒向 》

產(chǎn)品矩陣豐富，3C鋰電高景氣助力公司快速發(fā)展。奧普特提供的機(jī)器視覺產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于3C電子、新能源、半導(dǎo)體、汽車、醫(yī)藥及食品加工等多個(gè)行業(yè)，并得到蘋果、寧德時(shí)代、華為、歐姆龍、安費(fèi)諾、大族激光等行業(yè)龍頭企業(yè)的長期穩(wěn)定的生產(chǎn)合作。2017-2021年，公司營業(yè)收入CAGR達(dá)30.40%，主要得益于3C領(lǐng)域的國產(chǎn)替代和鋰電行業(yè)對(duì)機(jī)器視覺檢測(cè)的需求增長。自2016年進(jìn)入鋰電視覺檢測(cè)以來，奧普特已在電芯段各工序擁有成熟的視覺應(yīng)用案例，并與行業(yè)頭部廠商保持緊密的技術(shù)合作，已能提供整套的解決方案。同時(shí)，公司的行業(yè)領(lǐng)先地位得益于持續(xù)的研發(fā)投入，2021年公司研發(fā)投入1.37億元，占收入比例為15.67%，研發(fā)人員715人，同比增加30.24%。公司累計(jì)獲發(fā)明專利30項(xiàng)、實(shí)用新型專利200項(xiàng)、外觀設(shè)計(jì)專利25項(xiàng)，累計(jì)獲軟件著作權(quán)73項(xiàng)，持續(xù)推進(jìn)機(jī)器視覺關(guān)鍵零部件的國產(chǎn)替代。

2、凌云光

掌握底層核心算法，本土機(jī)器視覺領(lǐng)軍者。凌云光成立于2002年，公司戰(zhàn)略聚焦機(jī)器視覺業(yè)務(wù)，堅(jiān)持“為機(jī)器植入眼睛和大腦”，是可配置視覺系統(tǒng)、智能視覺裝備與核心視覺器件的專業(yè)供應(yīng)商，是我國較早進(jìn)入機(jī)器視覺領(lǐng)域的企業(yè)之一。在機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)鏈上，公司一方面堅(jiān)持自主研發(fā)系統(tǒng)和裝備，另一方面堅(jiān)持自主研發(fā)軟件、算法與器件，建立技術(shù)平臺(tái)，全面掌握“光機(jī)電算軟”底層技術(shù)，2004年，凌云光率先研制了國內(nèi)第一代大功率LED線光源，并成功批量應(yīng)用于印鈔檢測(cè)設(shè)備。公司率先于2010年推出了商用機(jī)器視覺開發(fā)軟件平臺(tái)VisionBox，是國內(nèi)少有的擁有獨(dú)立算法庫的企業(yè)，曾獲得一項(xiàng)國家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)和兩項(xiàng)國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

本土廠商銷量第一，3C印刷行業(yè)領(lǐng)先。2018-2021年凌云光營收穩(wěn)步增長，CAGR達(dá)到20.12%，機(jī)器視覺業(yè)務(wù)的高景氣推動(dòng)公司收入持續(xù)增長。根據(jù)中國機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，凌云光在2021年中國機(jī)器視覺行業(yè)銷售額排名中位列第一。根據(jù)CINNO Research的統(tǒng)計(jì)，凌云光在中國印刷行業(yè)機(jī)器視覺智能裝備領(lǐng)域的市場(chǎng)占有率為21.1%，位列行業(yè)第一；在消費(fèi)電子領(lǐng)域，公司長期服務(wù)于蘋果公司、華為、小米的產(chǎn)業(yè)鏈，與鴻海精密、瑞聲科技、歌爾股份等業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的電子制造廠商建立了長期穩(wěn)定的合作關(guān)系。根據(jù)CINNO Research統(tǒng)計(jì)，2020年公司在中國消費(fèi)電子可配置視覺系統(tǒng)領(lǐng)域的市場(chǎng)占有率為22.41%，位列行業(yè)第三，僅次于康耐視和基恩士。

3、天準(zhǔn)科技

AI賦能工業(yè)制造，下游行業(yè)多點(diǎn)開花。天準(zhǔn)科技成立于2005年，是首批科創(chuàng)板上市企業(yè)。公司成立以來，圍繞人工智能和精密光機(jī)電兩大技術(shù)體系，由精密測(cè)量儀器起家、通過工業(yè)視覺檢測(cè)設(shè)備，向消費(fèi)電子、PCB、新汽車、光伏、半導(dǎo)體等行業(yè)拓展。同時(shí)，面向智能網(wǎng)聯(lián)領(lǐng)域，提供智能駕駛、車路協(xié)同、通用AI計(jì)算單元等智能化解決方案。經(jīng)過十多年的深耕與積累，公司累計(jì)服務(wù)了全球5000余家中高端工業(yè)客戶。公司作為中游智能裝備制造商，已于2012年進(jìn)入蘋果產(chǎn)業(yè)鏈，提供玻璃、電池等環(huán)節(jié)視覺檢測(cè)設(shè)備；2018年拓展光伏行業(yè)，提供光伏硅片分選機(jī)，客戶包括隆基、通威、晶科等頭部企業(yè)；2021年5月收購德國MueTec，進(jìn)入前道晶圓檢測(cè)領(lǐng)域，補(bǔ)齊國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備短板。2017-2021年，公司營業(yè)收入CAGR高達(dá)41%。

成為地平線合作伙伴，跨入自動(dòng)駕駛新賽道。2022年6月天準(zhǔn)科技成為地平線IDH之一，將基于地平線芯片打造智駕域控制器及兩域融合的中央控制解決方案。此次與地平線的合作，是已有業(yè)務(wù)的進(jìn)一步外拓。公司2018年開始將機(jī)器視覺技術(shù)應(yīng)用到了無人物流車領(lǐng)域，經(jīng)過幾年的深耕，圍繞著智能駕駛域控制器核心產(chǎn)品，形成了包括遠(yuǎn)程駕駛、數(shù)據(jù)采集回灌、多傳感器聯(lián)合標(biāo)定、車路協(xié)同等產(chǎn)品和方案在內(nèi)的一套完整的開發(fā)工具鏈，建立起了硬件設(shè)計(jì)、底軟和中間件開發(fā)、算法部署和優(yōu)化等全面的技術(shù)能力，服務(wù)了國內(nèi)外100余家主要的L4智能駕駛客戶。

4、海康機(jī)器人（?？低曌庸荆?/span>

脫胎于?？祫?chuàng)新業(yè)務(wù)，分拆上市加速產(chǎn)業(yè)進(jìn)程。?？禉C(jī)器人是面向全球的機(jī)器視覺和移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)品及解決方案提供商，業(yè)務(wù)聚焦于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智慧物流和智能制造。?？禉C(jī)器人2019-2021年實(shí)現(xiàn)營收8.1、13.6、27.6億元，2020-2021年分別同比增長66.9%和103.3%。2021年?？禉C(jī)器人持續(xù)豐富和優(yōu)化機(jī)器視覺產(chǎn)品，以VM（Vision Master）算法軟件平臺(tái)為核心，培育視覺應(yīng)用生態(tài)，攜手行業(yè)合作伙伴共同開發(fā)滿足碎片化工業(yè)場(chǎng)景需求的應(yīng)用。在近期揭曉的首次引入國內(nèi)的“視覺系統(tǒng)設(shè)計(jì)創(chuàng)新獎(jiǎng)VSDC Innovators Awards 2021”年度獲獎(jiǎng)名單中，?？禉C(jī)器人憑借機(jī)器視覺“軟硬雙核”——21MP CXP-12相機(jī)、VM算法開發(fā)平臺(tái)分別榮膺此次評(píng)選唯一最高榮譽(yù)白金獎(jiǎng)和金獎(jiǎng)，標(biāo)志著業(yè)界對(duì)?？禉C(jī)器人在產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新、市場(chǎng)表現(xiàn)、企業(yè)實(shí)力等方面的充分認(rèn)可。2022年1月，?？禉C(jī)器人對(duì)研發(fā)和產(chǎn)能雙雙加碼，包括擬籌資11.66億元建設(shè)?？禉C(jī)器人產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化基地建設(shè)項(xiàng)目和擬籌資15.34億元建設(shè)智能制造（桐廬）基地項(xiàng)目，預(yù)計(jì)規(guī)劃產(chǎn)能為年產(chǎn)10萬臺(tái)移動(dòng)機(jī)器人和500萬套機(jī)器視覺產(chǎn)品。2022年6月，海康威視發(fā)布預(yù)案，擬將其控股子公司?？禉C(jī)器人整體變更為股份有限公司后，分拆至創(chuàng)業(yè)板上市。

5、華?？萍迹ù笕A股份子公司）

深耕機(jī)器視覺+AMR，競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)持續(xù)增強(qiáng)。華?？萍际谴笕A股份旗下的機(jī)器視覺子公司，專注于機(jī)器視覺與移動(dòng)機(jī)器人，廣泛應(yīng)用于物流、汽車、3C、鋰電、光伏和醫(yī)藥等行業(yè)。公司機(jī)器視覺產(chǎn)品包含工業(yè)相機(jī)、線掃相機(jī)、智能相機(jī)、智能傳感器、3D工業(yè)相機(jī)和鏡頭等系列產(chǎn)品，主要用于讀碼識(shí)別、缺陷檢測(cè)、測(cè)量和定位；移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)品包含潛伏、牽引、叉取和分揀等機(jī)器人，主要用于機(jī)器視覺領(lǐng)域。公司繼承了大華股份在安防監(jiān)控領(lǐng)域深厚的ISP圖像處理技術(shù)，始終堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新，2021年研發(fā)人員占比超過60%，專業(yè)研發(fā)級(jí)技術(shù)團(tuán)隊(duì)500人+，專利申請(qǐng)近300件。2021年9月28日，大華股份發(fā)布公告稱，擬分拆江華?？萍贾辆硟?nèi)證券交易所上市。

07

未來展望

1、國產(chǎn)有望彎道超車

隨著下游需求持續(xù)增長、客戶對(duì)國產(chǎn)品牌認(rèn)可度不斷提升，我國機(jī)器視覺市場(chǎng)代表企業(yè)開啟募投擴(kuò)張時(shí)代?？傮w上，當(dāng)前機(jī)器視覺行業(yè)技術(shù)迭代升級(jí)快，下游應(yīng)用場(chǎng)景新需求不斷涌現(xiàn)，形成技術(shù)供給和應(yīng)用需求雙頻共振的良好發(fā)展趨勢(shì)，有利于維持行業(yè)未來的持續(xù)高增長。此外，國內(nèi)的鋰電、光伏行業(yè)發(fā)展處于國際頭部水平，國產(chǎn)廠商有望借助下游景氣行業(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)外資品牌的彎道超車。

2、3D視覺方興未艾，全球規(guī)模2025年將突破百億美元

3D視覺作為機(jī)器視覺的重要發(fā)展方向，預(yù)計(jì)在2025年達(dá)到全球150億元美元的市場(chǎng)規(guī)模。根據(jù)法國市場(chǎng)研究與戰(zhàn)略咨詢公司YOLE發(fā)布的全球3D成像和傳感市場(chǎng)研究報(bào)告，2019年全球3D視覺感知市場(chǎng)規(guī)模為50億美元，且市場(chǎng)規(guī)模將快速發(fā)展，預(yù)計(jì)在2025年達(dá)到150億美元，2019-2025年CAGR達(dá)20%。目前，消費(fèi)電子占比40%，是最大的應(yīng)用領(lǐng)域，工業(yè)緊隨其后排名第二，占比達(dá)21%，其次為航天航空和汽車。YOLE預(yù)計(jì)隨著汽車智能化的滲透加速，用于自動(dòng)駕駛、座艙內(nèi)攝像頭的3D視覺將是未來五年增長最快的細(xì)分。根據(jù)高工產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù)，2025年我國機(jī)器視覺市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到415.92億元，其中，3D視覺市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到104.35億元。占比超過25%。

END

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