手机软件和数据：沉积数据信息搭建堡垒，新型产业划分“新起跑点”

灯源是机器视觉技术的灯光控制系统，立即确定显像质量和优化算法实际效果。机器视觉光源关键 包含 LED 灯源和光源控制器，用以提升饱和度以分离出来图象总体目标与环境，是中后期 图像采集与处理的前提，因而灯源的品质立即确定图像检测难度。灯源技术性从 传统式卤素大灯、荧光灯管到今天普遍使用的 LED，再从 3D 视觉应用的结构光、激光器 灯源，应用场景逐渐多样化，计划方案目的性也逐步提升。比如在一个视觉应用的光 源型 选择中，生产商必须根据企业所提出的要求，充分考虑灯源的光照视角、直射方法、 的光平行性、温和性等要素选择适合灯源的型 规格和组成，是一个繁杂的非标定制 阶段。

灯源是设备显像的前提，我国灯源生产商进到比较早市场份额领跑。灯源的产业化率较高， 市场份额也较高，已成功进到国外市场，主要厂商有奥普特、康视达、凯斯普、 乐视电视等。在其中，奥普特是国内最开始起步的灯源生产商，截止到企业招股说明书发售日已一共有 38 个系列产品、近 1000 款标准化产品同时提供个性化的灯源服务项目，2021 年企业 完成灯源经营收入约 3 亿人民币，维持国内领跑。

摄像镜头是机器视觉技术图像采集一部分极为重要的显像构件，国外生产商优势比较明显。与普通摄像镜头 对比，工业相机镜头规定画面质量更高一些、透光性能力更强、崎变水平更劣等，应该考虑焦 距、视场角、焦距及其景深效果等多种因素。选择适当的机器视觉技术光学镜不但有利于后面 数字图像处理工作中，并且能够降低设备成本。在工业相机镜头行业，海外企业入驻比较早， 产品研发实力强劲，品牌知名度比较大，在高档工业相机镜头销售市场占有核心竞争力，如法国施 耐德、日本 CBC Computar 等。在我国尽管起点比较晚，但不断涌现了出色的镜头公 司如广州市长步道、东正电子光学等企业。

工业镜头完成光信 转换，本土品牌有希望完成全方位国产替代。工业镜头是工业生产视 觉全面的核心零部件，其实质作用是将数据信 转化成电子信 ，规定商品具有较高 的传送力、抗干扰性力及其相对稳定的显像水平。伴随着设计技术和加工工艺的不断提高， 成本更低、屏幕分辨率更高一些、处理速度更高 CMOS 光学镜头慢慢取代早期 CCD 感应器。目前市面上的工业镜头主要包括面阵照相机、线阵相机、3D 照相机及其智能化 照相机。据 CMVU 的统计分析，2015 年之后，我国不断涌现了一批有规模的、有竞争能力 的国内品牌，如海康机器人、大恒图像、华睿科技等年产量十万颗以上企业。2020 年，国产相机销售量占有率已超过 80%，有望在没多久的未来完成对进口的全方位 取代。

app是机器视觉技术产业的关键神经中枢，机器视觉技术为设备嵌入“双眼”和“人的大脑”，其 身后的本质是数据库的积累和算法的迭代更新。机器视觉技术的兴起为大数据的获得给予 了便捷的方式;而人工智能算法、新式计算成像技术等最前沿工具的普及化又拓宽了这双眼睛的应用领域，从而产生“数据信息->优化算法->更多数据信息->更优质的优化算法”的 飞轮效应。

与简单感应器不一样，机器视觉系统形成很多图像数据，在 AI 和深层 学习算法的支持下可不断进步并提升，获取出更丰富的特点信息内容，促进实体模型迭代更新， 新一步提升工作效率和准确度。机器视觉技术中下游应用领域复杂多变，需要借助大量数 据累积优化计算方法库，提高领域 Know-how。中国视觉处理分析系统一般建立在 OpenCV 等开源系统视觉算法库上做二次开发，或直接采购 Halcon(法国 MVTec 企业)、 Vision Pro(国外康耐视企业)等经历过二十多年数据沉淀的第三方商 业付钱算法库。 图 52. 中国优化算法以二次开发为主导，AI 优化算法

新材料行业自动化普及化和深层次，为当地机器视觉技术公司增添了弯道超越的机遇。 在汽车、3C 等传统制造产业，尽管国内机器视觉技术公司在工艺数据累积、连通重要 顾客上存在差距，短时间比较难得到迅速发展，但在新型行业，本土企业即将迎来 从未有过的发展机遇。比如，2021 年我国的动力锂电池销售量已超全球的一半， 在我国光伏发电新增加攒机已不断 7 年位列世界第一，光伏产业链的文化整合率也是做到 70%之上。对于我们来说，在具备当地优势的新型行业中，国内公司与国外的领头公 司在行业 know-how 的积累上几乎处在同一起跑线，且没有传统产业历史时间扭紧 密的顾客关联关系，有望在新型产业的视觉检测行业弯道超越。

自主创新能力：3D视觉效果前景广阔，技术迭代打开应用室内空间

2D 机器视觉系统具备局限，3D 可作为合理填补。应用 2D 机器视觉系统 可以获取二维图像，在三个可玩性(x、y 和转动)上精准定位被摄总体目标，并根据灰度值、 饱和度的特点展开分析。但 2D 技术性存有无法提供物件相对高度、平整度、表层视角、 容积等三维信息内容、会受阳光照射转变危害、对物体运动比较敏感等局限。3D 技术性提升 了转动、仰俯、横摆三个维度，更容易还原真实立体式全球，根据 3D 机器视觉系统采 集 3D 轮廊信息内容，产生 3D 云数据，完成平整度、翘曲度、段差、曲面轮廓度等 3D 规格测量。

3D 视觉技术主要包含双眼、结构光、ToF、和激光三角测量。双眼技术性：根据效仿人的眼睛用两个摄像头观查同一景色，具备体系结构简易、 完成低成本，鉴别距离较远等优点，现阶段使用比较普遍，但是其缺点为优化算法繁杂， 计算量大，不适宜在光照较弱的环境里应用。

飞行时间法成像技术(TOF，Time Of Flight)：根据给目标物持续推送光 单脉冲，根据检测光脉冲发送到返回的飞行时间来得到目标物间距，具备回应 快、手机软件简易、鉴别距离较远等优点，主要缺点分辨率低、不可以高精密显像且成本费 比较高。3D 结构光：从灯源投影出一定构造(例如黑灰色)的光线，根据花纹/斑 点形变测算图形三维图像，其测算简易、精密度比较高，普及度比较高。2017 年苹果发布会的 iPhone X 就搭载了外置 3D 构造光线传感器用以 Face ID 的 面部识别。激光三角测量：与 3D 结构光技术性类似，区别是以激光器做为灯源来确定室内空间 物体的三维坐标，精确度高、低成本，但是不适合长距离精确测量。

工业控制系统对精密度、软性的要求严格，场景还原度更强、可扩展性更强的 3D 有希望加快 渗入。虽然现阶段 2D 视觉效果能够满足绝大多数领域对检测的要求，但牵涉到立体式工 件、精密度要求高的检验还需 3D 视觉效果来相互配合。根据提升 3D 视觉效果控制模块，提升工业生产 机器人的环境感知水平，能够扩宽应用领域。比如，3D 视觉效果可以使智能机器人更为精 准地精准定位被实际操作物，完成更高难度的不规律包囊爬取、非标准金属材料构件电焊焊接等操作， 智能机器人软性大幅度提高。依据 MIR 的预测分析，配备 3D 视觉的工业机械手占有率将即将从 2021 年 4%提升至 2025 年 10.5%，销售量 CAGR 达 46%。

3D 视觉技术在消费级应用上室内空间宽阔。消费电子产品：2017 年 9 月至今，美国苹果公司的 iPhone X、iPhone 11、iPhone 12 手机系列均搭载了外置结构光 3D 机器视觉系统，并且在 iPhone 12 Pro 上 同歩搭载了根据 dToF 技术的内置激光雷达扫描仪;安卓端包含华为公司 Mate 系列产品、P 系列产品，OPPO Find X，魅族手机 17 Pro、18 Pro 等相继有十余款智 能手机上分别在前置和后置机器视觉系统中不断尝试应用结构光和 ToF 技术性。 通过在智能机、平板电脑机器设备、电视机等智能终端设备上配备 3D 机器视觉系统可 以便其具有 3D 人脸识别解锁、沉浸式交互、体感交互等能力，因此产生更 安全性、更加好的客户体验。

AIoT：3D 机器视觉系统可以被配备在 3D 室内空间扫描设备、服务型机器人、 AR/VR设备等终端设备上以实现传统式 2D照相机无法实现功能的，比如三维重建、 避让导航栏等;在智能机器人主要用途，3D 机器视觉系统能帮助智能机器人 高效率进行面部识别、间距认知、避让、导航栏等服务，使之更为智能化系统。现阶段 已实现落地的运用包含智能扫地机、全自动配送机器人、正确引导陪伴机器人等， 立足于家中、饭店、宾馆、医院门诊等各个线下推广情景。依据 IDC 的信息，2017 年全球商务用机器人市场经营规模为 213.2 亿美金，预估 2022 年全球市场容量 可以达到 538.0 亿美金，2017-2022 复合增长率预估为 20.3%。

3D 视觉效果还是处于探寻前期，拥有尖端技术的生产商有希望首先获益。伴随着 5G 技术的 营销推广普及化，人工智能和物联 的应用即将迎来迅速发展，促进视觉技术加快从 2D 成 像向 3D 视觉感知超越。依据 2019 年 Gartner 前沿技术发展周期趋势图，3D 视觉感知定义早已达到了初期的期望膨胀期，并逐渐踏入产业发展前关键发展趋势阶 段，勇于探索潜在的细分行业运用，找寻潜在的提高转折点。现阶段全世界已把握关键 技术性并实现上百万级面阵 3D 机器视觉系统批量生产的企业有且只有苹果公司、微软公司、sony、因特 尔、华为公司、三星和奥比中光等少数公司。对于我们来说在这里一新行业逐渐走向成熟的 环节中，具有自主创新能力、掌握核心技术的企业有希望首先获益。