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機器視覺(MachineVision)是人(ren)工智能(neng)正在快速發(fa)展的一個分支(zhi)。
當前中(zhong)國(guo)已是繼(ji)美(mei)國(guo)、日(ri)本之后的(de)第三大機器視覺領域應用市(shi)場。
從(cong)市場規(gui)模(mo)方面來看,作為新興技(ji)術(shu)和產業(ye),中國機器(qi)視(shi)覺行業(ye)規(gui)模(mo)仍較小,但增速(su)遠(yuan)快于(yu)全球,處于(yu)高速(su)成(cheng)長的階段(duan)。GGII預計至2025年機器(qi)視(shi)覺市場規(gui)模(mo)將超過1200億元(yuan),行業(ye)有長期廣闊的發展前景。
機器視覺(jue)全景結構(gou)圖:
機(ji)器(qi)視覺是通過光學的裝置(zhi)(zhi)和(he)非接(jie)(jie)觸的傳(chuan)感器(qi),自(zi)動(dong)地接(jie)(jie)收(shou)和(he)處理(li)一個(ge)真實(shi)物體的圖(tu)像,以獲得所需信息或用于(yu)控制(zhi)機(ji)器(qi)人運動(dong)的裝置(zhi)(zhi)。
機(ji)器視覺是由人工(gong)智能、計算機(ji)科學、圖像處理和模(mo)式(shi)識別等(deng)諸多領域合作完成(cheng)的(de)。
通(tong)過計算(suan)機(ji)、圖像(xiang)傳感器(qi)(qi)及其他相(xiang)關(guan)設備模擬人類視覺功(gong)能(neng)的技術(shu),以賦予機(ji)器(qi)(qi)“看”和(he)“認知”的能(neng)力。
機器(qi)視(shi)覺(jue)設備一般(ban)包(bao)括兩個部(bu)分。1)“視(shi)”,即系統的硬件(jian)組成部(bu)分,主要包(bao)括:光源、鏡頭、工(gong)業相機、圖像采集卡;2)“覺(jue)”,即系統的視(shi)覺(jue)處理軟(ruan)件(jian)。機器(qi)視(shi)覺(jue)包(bao)括識別、測量、定位(wei)和(he)檢測四大功能,其中檢測技術難度最高。
機器視(shi)覺工作流程:
在(zai)(zai)工(gong)(gong)業(ye)領域,機器視(shi)覺相(xiang)對人(ren)眼視(shi)覺存(cun)在(zai)(zai)顯著優(you)勢。機器視(shi)覺擁有精度高(gao)、速度快、適應性強(qiang)、可靠性高(gao)、效率高(gao)等人(ren)工(gong)(gong)視(shi)覺無法比(bi)擬的(de)優(you)勢。在(zai)(zai)我國人(ren)工(gong)(gong)成(cheng)本增加、數字(zi)化轉型、制(zhi)造業(ye)效率和質量要求提(ti)高(gao)的(de)大背景下,正在(zai)(zai)逐步替代人(ren)工(gong)(gong)。
機器視(shi)覺(jue)和人眼(yan)視(shi)覺(jue)對(dui)比(bi):
機器視(shi)(shi)覺(jue)可分(fen)為(wei)上游(you)(硬件、算法軟(ruan)件)、中游(you)(視(shi)(shi)覺(jue)系統(tong)、視(shi)(shi)覺(jue)裝備集成)和下游(you)終端(duan)應用。上游(you)涉及的行業(ye)(ye)范圍較為(wei)寬廣,主要包(bao)括光(guang)源、工(gong)業(ye)(ye)鏡頭、工(gong)業(ye)(ye)相機、圖(tu)像(xiang)采(cai)集卡和軟(ruan)件及算法平臺等(deng)(deng)環(huan)節(jie);中游(you)是(shi)機器視(shi)(shi)覺(jue)產業(ye)(ye)鏈最核心(xin)的環(huan)節(jie),由視(shi)(shi)覺(jue)系統(tong)和視(shi)(shi)覺(jue)裝備集成構成;下游(you)為(wei)應用領域,廣泛應用到電子、半導(dao)體(ti)、機器人(ren)、汽車、醫療等(deng)(deng)各行各業(ye)(ye)。
在一個(ge)典型的機器(qi)視(shi)覺(jue)系統中(zhong),光源(yuan)及(ji)光源(yuan)控(kong)(kong)制器(qi)、鏡(jing)頭、相機等硬件部分負責(ze)成(cheng)像(xiang),視(shi)覺(jue)控(kong)(kong)制系統負責(ze)對成(cheng)像(xiang)結(jie)(jie)果進行(xing)處(chu)理分析、輸出分析結(jie)(jie)果至智能設備的其(qi)他執(zhi)行(xing)機構。機器(qi)視(shi)覺(jue)應用系統包括圖(tu)像(xiang)捕捉(zhuo)、光源(yuan)系統、圖(tu)像(xiang)數字(zi)化模(mo)塊(kuai)、數字(zi)圖(tu)像(xiang)處(chu)理模(mo)塊(kuai)、智能判斷決(jue)策模(mo)塊(kuai)和(he)機械控(kong)(kong)制執(zhi)行(xing)模(mo)塊(kuai)。
光源(yuan)控制器(qi)與光源(yuan)二者搭配使用,光源(yuan)控制器(qi)為(wei)光源(yuan)供(gong)電,控制光源(yuan)的照明狀(zhuang)態(tai)(亮(liang)/滅(mie))、亮(liang)度(du)、頻(pin)閃等。光源(yuan)的好壞在于對比度(du)、亮(liang)度(du)和對位置變化的敏感程(cheng)度(du),機器(qi)視覺行業主要(yao)采用LED光源(yuan)產(chan)品。目前(qian)沒有通用的機器(qi)視覺照明設備,針對每個(ge)特定的應用實例有個(ge)性化的方案,以(yi)達(da)到(dao)最(zui)佳效果。
光源行業高端(duan)市場由CCS和AI等外企主(zhu)導,中低端(duan)市場國產化率(lv)超(chao)過90%,國產化程度高,競(jing)爭(zheng)比(bi)較激烈。
鏡頭(tou)相當于人眼(yan)的(de)(de)晶狀體,是機器視覺采(cai)集和傳遞(di)被攝物體信(xin)息過程的(de)(de)起點,所使用的(de)(de)的(de)(de)鏡頭(tou)為工業(ye)級鏡頭(tou)。需要更小的(de)(de)光學畸變、足夠高的(de)(de)光學分(fen)辨率(lv)(lv)、豐富(fu)的(de)(de)光譜響應(ying)選擇等,以滿足不同(tong)場(chang)(chang)合視覺系(xi)統的(de)(de)應(ying)用需求(qiu)。市場(chang)(chang)格局方面來(lai)看,外企在高端市場(chang)(chang)市占率(lv)(lv)較高國內企業(ye)主推(tui)性(xing)價比,目前中低端市場(chang)(chang)國產(chan)化率(lv)(lv)近80%。
相機(ji)是機(ji)器(qi)視(shi)覺中的(de)(de)圖(tu)像采(cai)(cai)集(ji)(ji)單(dan)元,相當于人眼(yan)的(de)(de)視(shi)網膜(mo),將光信號轉變為電信號。通過(guo)鏡頭(tou)的(de)(de)光學聚集(ji)(ji)于像平面、生成(cheng)圖(tu)像,采(cai)(cai)集(ji)(ji)圖(tu)像后輸出(chu)模(mo)擬或(huo)數字(zi)信號,這些信號在視(shi)覺控制系統(tong)中重建為灰度或(huo)彩色矩(ju)陣圖(tu)像。
機器視(shi)(shi)覺系統中,軟件以及(ji)系統是核心,能為整套方案帶來更高的產品溢價。機器視(shi)(shi)覺開發工具主要有兩(liang)種類型,一種是包含多種處理算法的工具包,另(ling)一種是專(zhuan)門實現某(mou)一類特殊(shu)工作的應用軟件。底(di)層算法難度巨大,外企(qi)幾乎壟(long)斷底(di)層算法、本土廠商正積極突圍。目前國內僅有少數(shu)企(qi)業(ye)具有自研算法庫。
視(shi)覺(jue)裝備(bei)(bei)是(shi)(shi)在(zai)視(shi)覺(jue)系統基礎上(shang)添加自動(dong)化(hua)裝備(bei)(bei)構成(cheng)(cheng)。除了自主研發(fa)(fa)、生(sheng)產(chan)并銷售標準(zhun)化(hua)的(de)機器視(shi)覺(jue)核心部件,機器視(shi)覺(jue)廠(chang)商也(ye)深度結合下游實際場景,以整體解決方案(an)的(de)模式提(ti)供成(cheng)(cheng)套(tao)系統。國(guo)內廠(chang)商在(zai)集(ji)成(cheng)(cheng)端發(fa)(fa)展(zhan)迅速,尤其是(shi)(shi)在(zai)一些(xie)外資還沒有布(bu)局(ju)的(de)領域、或者非標自動(dong)化(hua)領域如3C等(deng)。當前國(guo)內集(ji)成(cheng)(cheng)廠(chang)商單純進(jin)行二次開發(fa)(fa)利潤空間(jian)較小(xiao),在(zai)某一行業下游完成(cheng)(cheng)良好布(bu)局(ju)之后,有望(wang)嘗(chang)試(shi)逐步向上(shang)游底層(ceng)開發(fa)(fa)延伸(shen),進(jin)行核心軟硬件的(de)進(jin)口替代。
機器(qi)視(shi)覺(jue)是智(zhi)能制造裝備的(de)關(guan)鍵零(ling)部件,當(dang)前90%制造業(ye)企業(ye)有(you)自(zi)(zi)動(dong)生產線,但(dan)僅40%實現數(shu)字(zi)化管理,5%打通工(gong)廠數(shu)據,1%使用智(zhi)能化技術,多數(shu)場景(jing)下仍靠(kao)人工(gong)或簡單設備進行(xing)識別、檢測。總體(ti)來看(kan),中國(guo)工(gong)業(ye)增加值占全球比(bi)例正(zheng)不斷提升(sheng),未來在自(zi)(zi)動(dong)駕駛(shi)、醫療成像、工(gong)業(ye)機器(qi)人等各類高速成長的(de)行(xing)業(ye)帶(dai)動(dong)下,有(you)望提振機器(qi)視(shi)覺(jue)行(xing)業(ye)需求(qiu),行(xing)業(ye)市場前景(jing)廣闊。
機械手視覺定位、圖像處理(li)庫等(deng)為核(he)心的(de)20多款自(zi)主知識產(chan)(chan)(chan)權產(chan)(chan)(chan)品。涉及(ji)自(zi)動(dong)貼(tie)合機(ji)(ji)、絲印機(ji)(ji)、曝(pu)光機(ji)(ji)、疊片(pian)機(ji)(ji)、貼(tie)片(pian)機(ji)(ji)、智(zhi)能(neng)檢(jian)測、智(zhi)能(neng)鐳射等(deng)眾(zhong)多行(xing)業領域。雙翌視(shi)覺系(xi)統最高生(sheng)產(chan)(chan)(chan)精度(du)可達(da)um級別,圖像處理(li)精準(zhun)、速度(du)快(kuai),將(jiang)智(zhi)能(neng)自(zi)動(dong)化(hua)制造行(xing)業的(de)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)水(shui)平提(ti)升到(dao)一個更(geng)高的(de)層(ceng)次,改進了以(yi)往(wang)落后的(de)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)流程,得到(dao)廣大用(yong)戶的(de)認(ren)可與(yu)肯定(ding)。隨著智(zhi)能(neng)自(zi)動(dong)化(hua)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)的(de)普及(ji)與(yu)發展,雙翌將(jiang)為廣大生(sheng)產(chan)(chan)(chan)行(xing)業帶來更(geng)全(quan)面、更(geng)精細、更(geng)智(zhi)能(neng)化(hua)的(de)技術及(ji)服(fu)務。