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機器視覺(MachineVision)是人工智能正在快速發(fā)展的一個分支。
當前中國已是繼美國、日本之后的第三大機器視覺領(lǐng)域應(yīng)用市場。
從市場規(guī)模方面來看,作為新興技術(shù)和產(chǎn)業(yè),中國機器視覺行業(yè)規(guī)模仍較小,但增速遠快于全球,處于高速成長的階段。GGII預(yù)計至2025年機器視覺市場規(guī)模將超過1200億元,行業(yè)有長期廣闊的發(fā)展前景。
機器視覺全景結(jié)構(gòu)圖:
機器視覺是通過光學的裝置和非接觸的傳感器,自動地接收和處理一個真實物體的圖像,以獲得所需信息或用于控制機器人運動的裝置。
機器視覺是由人工智能、計算機科學、圖像處理和模式識別等諸多領(lǐng)域合作完成的。
通過計算機、圖像傳感器及其他相關(guān)設(shè)備模擬人類視覺功能的技術(shù),以賦予機器“看”和“認知”的能力。
機器視覺設(shè)備一般包括兩個部分。1)“視”,即系統(tǒng)的硬件組成部分,主要包括:光源、鏡頭、工業(yè)相機、圖像采集卡;2)“覺”,即系統(tǒng)的視覺處理軟件。機器視覺包括識別、測量、定位和檢測四大功能,其中檢測技術(shù)難度最高。
機器視覺工作流程:
在工業(yè)領(lǐng)域,機器視覺相對人眼視覺存在顯著優(yōu)勢。機器視覺擁有精度高、速度快、適應(yīng)性強、可靠性高、效率高等人工視覺無法比擬的優(yōu)勢。在我國人工成本增加、數(shù)字化轉(zhuǎn)型、制造業(yè)效率和質(zhì)量要求提高的大背景下,正在逐步替代人工。
機器視覺和人眼視覺對比:
機器視覺可分為上游(硬件、算法軟件)、中游(視覺系統(tǒng)、視覺裝備集成)和下游終端應(yīng)用。上游涉及的行業(yè)范圍較為寬廣,主要包括光源、工業(yè)鏡頭、工業(yè)相機、圖像采集卡和軟件及算法平臺等環(huán)節(jié);中游是機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈最核心的環(huán)節(jié),由視覺系統(tǒng)和視覺裝備集成構(gòu)成;下游為應(yīng)用領(lǐng)域,廣泛應(yīng)用到電子、半導體、機器人、汽車、醫(yī)療等各行各業(yè)。
在一個典型的機器視覺系統(tǒng)中,光源及光源控制器、鏡頭、相機等硬件部分負責成像,視覺控制系統(tǒng)負責對成像結(jié)果進行處理分析、輸出分析結(jié)果至智能設(shè)備的其他執(zhí)行機構(gòu)。機器視覺應(yīng)用系統(tǒng)包括圖像捕捉、光源系統(tǒng)、圖像數(shù)字化模塊、數(shù)字圖像處理模塊、智能判斷決策模塊和機械控制執(zhí)行模塊。
光源控制器與光源二者搭配使用,光源控制器為光源供電,控制光源的照明狀態(tài)(亮/滅)、亮度、頻閃等。光源的好壞在于對比度、亮度和對位置變化的敏感程度,機器視覺行業(yè)主要采用LED光源產(chǎn)品。目前沒有通用的機器視覺照明設(shè)備,針對每個特定的應(yīng)用實例有個性化的方案,以達到最佳效果。
光源行業(yè)高端市場由CCS和AI等外企主導,中低端市場國產(chǎn)化率超過90%,國產(chǎn)化程度高,競爭比較激烈。
鏡頭相當于人眼的晶狀體,是機器視覺采集和傳遞被攝物體信息過程的起點,所使用的的鏡頭為工業(yè)級鏡頭。需要更小的光學畸變、足夠高的光學分辨率、豐富的光譜響應(yīng)選擇等,以滿足不同場合視覺系統(tǒng)的應(yīng)用需求。市場格局方面來看,外企在高端市場市占率較高國內(nèi)企業(yè)主推性價比,目前中低端市場國產(chǎn)化率近80%。
相機是機器視覺中的圖像采集單元,相當于人眼的視網(wǎng)膜,將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。通過鏡頭的光學聚集于像平面、生成圖像,采集圖像后輸出模擬或數(shù)字信號,這些信號在視覺控制系統(tǒng)中重建為灰度或彩色矩陣圖像。
機器視覺系統(tǒng)中,軟件以及系統(tǒng)是核心,能為整套方案帶來更高的產(chǎn)品溢價。機器視覺開發(fā)工具主要有兩種類型,一種是包含多種處理算法的工具包,另一種是專門實現(xiàn)某一類特殊工作的應(yīng)用軟件。底層算法難度巨大,外企幾乎壟斷底層算法、本土廠商正積極突圍。目前國內(nèi)僅有少數(shù)企業(yè)具有自研算法庫。
視覺裝備是在視覺系統(tǒng)基礎(chǔ)上添加自動化裝備構(gòu)成。除了自主研發(fā)、生產(chǎn)并銷售標準化的機器視覺核心部件,機器視覺廠商也深度結(jié)合下游實際場景,以整體解決方案的模式提供成套系統(tǒng)。國內(nèi)廠商在集成端發(fā)展迅速,尤其是在一些外資還沒有布局的領(lǐng)域、或者非標自動化領(lǐng)域如3C等。當前國內(nèi)集成廠商單純進行二次開發(fā)利潤空間較小,在某一行業(yè)下游完成良好布局之后,有望嘗試逐步向上游底層開發(fā)延伸,進行核心軟硬件的進口替代。
機器視覺是智能制造裝備的關(guān)鍵零部件,當前90%制造業(yè)企業(yè)有自動生產(chǎn)線,但僅40%實現(xiàn)數(shù)字化管理,5%打通工廠數(shù)據(jù),1%使用智能化技術(shù),多數(shù)場景下仍靠人工或簡單設(shè)備進行識別、檢測??傮w來看,中國工業(yè)增加值占全球比例正不斷提升,未來在自動駕駛、醫(yī)療成像、工業(yè)機器人等各類高速成長的行業(yè)帶動下,有望提振機器視覺行業(yè)需求,行業(yè)市場前景廣闊。
機械手視覺定位、圖像處理庫等為核心的20多款自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品。涉及自動貼合機、絲印機、曝光機、疊片機、貼片機、智能檢測、智能鐳射等眾多行業(yè)領(lǐng)域。雙翌視覺系統(tǒng)最高生產(chǎn)精度可達um級別,圖像處理精準、速度快,將智能自動化制造行業(yè)的生產(chǎn)水平提升到一個更高的層次,改進了以往落后的生產(chǎn)流程,得到廣大用戶的認可與肯定。隨著智能自動化生產(chǎn)的普及與發(fā)展,雙翌將為廣大生產(chǎn)行業(yè)帶來更全面、更精細、更智能化的技術(shù)及服務(wù)。