智能时代到来，3D机器视觉或将迎来产业爆发

前言

智能时代到来，3D机器视觉或将迎来产业爆发

近年来，随着人工智能发展的不断提速，其在生活生产中的应用也越来越丰富。作为促进人工智能发展的重要环节，机器视觉的发展也在不断加速。目前，3D视觉在国内掀起热潮被业界称为第四次视觉革命，也迎来了一批国产3D机器视觉优秀企业，如海康威视、劲拓股份、天准科技、万讯自控、奥普特、美亚光电、精测电子、视比特机器人、梅卡曼德、如本科技、星猿哲、赛腾股份等。

1、行业市场规模持续增长

根据GGII数据显示，2019年中国机器视觉市场规模65.50亿元（该数据未包含计算机视觉市场规模），同比增长21.77%，2014-2019年复合增长率为28.36%。结合2020年新冠疫情背景下的经济环境，预计2020年行业增长率不会超过20%，2020年中国机器视觉行业市场规模约79亿元。

2、行业上市企业机器视觉业务经营效益良好

本文选取了6个机器视觉行业相关的代表公司（天准科技、美亚光电、精测电子、赛腾股份、矩子科技、劲拓股份）来进行经营效益分析，仅供参考。

2017-2019年，部分上市企业机器视觉业务的平均营业收入持续增长，2018年营业收入达到6.8亿元，同比增长32.84%；2019年由于贸易战、市场环境等多方面因素的影响，部分企业的机器视觉业务平均营业收入为8.58亿元，增速降至26.13%。2020年，机器视觉业务平均营业收入为10.24亿元，较2019年增长19.34%。长远来看，机器视觉行业上市企业的机器视觉业务营收整体的发展仍是向上的态势。

2020年，部分上市企业的机器视觉业务平均净利润为1.63亿元，毛利率为44.61%，在疫情的影响下，机器视觉行业的上市企业营业成本上升，导致毛利率有所下降，但机器视觉业务整体毛利率水平较高，说明机器视觉行业上市企业的机器视觉业务具有良好的持续发展能力。

3、制造自动化将推动机器视觉进一步增长

自2010年以来，随着自动化技术的发展以及工业机器人技术的不断创新，全球对工业机器人的需求已明显加快。根据IFR(国际机器人联合会)发布的最新报告，2012-2018年全球机器人安装量逐步增加，2019年虽然有所下滑，但安装量仍突破37万台。截止到2019年底全球工业机器人累计安装了270万台套，年增长12%。前瞻根据复合增长率推算，2020年全球机器人安装量将增长至42.7万台。

除了机器人领域，机器视觉技术正在代替人进行全自动的产品检测、工艺验证，甚至实现生产工艺的自动控制。机器视觉的优势是显而易见的，与人眼相比，机器不仅不会疲劳，具有人所不具有的一致性和重复性，而且机器可以看到和使用可见光以外的其它光源信息。与此同时，检测速度和精确性也是机器视觉检测具备的一个明显优势。在机器代替人工的趋势下，工业领域对机器视觉的需求必将进一步增长。

4、3D机器视觉应用于各行各业

目前，机器视觉在制造业质量控制领域是至关重要的技术，尤其在汽车制造行业有大量的应用案例，包括汽车零部件尺寸、外观、形状缺陷检测，以及视觉引导定位等。还有，在食品行业和电子行业和医疗行业需要使用机器视觉系统。

（1）汽车制造的应用

在汽车制造业中，机器视觉使用非接触式测量技术逐渐发展为在线测量系统，例如固定在线测量站和机器人柔性在线测量站，它们可以严格监控车身尺寸波动并提供数据支持。除了传统的三坐标测量和激光在线测量之外，蓝光扫描测量，表面缺陷测量和其他视觉测量方法还可以执行更精确的测量，并提供对车身基本特征尺寸，车身的高精度监控 组装效果和缺陷。

（2）食品加工行业的应用

在食品加工业里一直在使用二维机器视觉技术利用高线速来进行对水果蔬菜的分类。但对于食品的表面特征，如食品的体积、高度等，用二维技术很难获取这些信息。为了精确测量食品的体积，企业把三维激光检查系统和二维视觉检查系统结合起来使食品加工达到最优化，满足对包装食品越来越严厉的视觉要求。这种系统使用底面格列式的电荷耦合器（CCD）来捕捉反射的激光线。图像处理算法是根据食品的激光位移采用三角网法来确定Z坐标轴上的信息，也就是高度，然后与激光检查系统得到的X，Y坐标轴上的信息结合在一起算出食品的形状和体积。

（3）消费电子行业的应用

在消费电子领域，机器视觉主要用于PCB / FPCAOI检查，组件和整机外观检查，组装引导等应用，并呈现出越来越多的新应用场景。可以说，消费电子制造业的兴起带动了机器视觉市场。

PCB缺陷检测主要包括两个部分：焊点缺陷检测和组件检测。传统的人工目视检查方法容易遗漏检查，效率低，成本低。机器视觉PCB的优点是确保操作员可以在添加PCB之前及时处理相关问题。另外，当发现缺陷时，可以有效地避免维修或丢弃，操作者可以及时得到反馈，以判断操作中的印刷工艺是否运行良好，从而达到防止生产不良的目的。

此外，在服务领域，未来很多硬件产品都会拥有3D视觉技术，很多产品都会有视觉的需求，它可能是2D和3D的融合，也有可能是新的人工智能技术与新的硬件技术，相互之间把视觉技术联合起来，让智能硬件产品更加智能。在智能家居场景中，人脸识别、物体识别也开始应用，这些场景都是需要用到视觉技术，未来3D视觉技术很快就会被串联起来用到各个领域，充当更多硬件产品的眼睛。

5、中国机器视觉行业发展前景分析

目前在我国随着配套基础建设的完善，技术、资金的积累，各行各业对采用图像和机器视觉技术的工业自动化、智能需求开始广泛出现，国内有关大专院校、研究所和企业近两年在图像和机器视觉技术领域进行了积极思索和大胆的尝试，逐步开始了工业现场的应用。

在政策的利好驱动下，国内机器视觉行业快速发展，中国正在成为世界机器视觉发展最活跃的地区之一，预计到2025年我国机器视觉市场规模将达246亿元。

总之，随着科技的发展和新兴产业的加速落地，未来3D机器视觉的“用武之地”定然会越来越多，市场需求会越来越大。对于国内的一众机器视觉厂商而言，现在就是最好的时机，把握住了机遇，在核心技术方面进一步进行巩固，将有利于在接下来的激烈竞争中站稳脚跟、获取优势。