導讀:隨著5G、AI等技術(shù)的不斷發(fā)展,行業(yè)應用需求不斷提升,為更好地適應與滿足經(jīng)濟社會發(fā)展需求,機器視覺技術(shù)也在不斷優(yōu)化升級,正在從2D向3D進行延伸過渡。
機器視覺作為人工智能領(lǐng)域正在快速發(fā)展的一個分支,愈發(fā)受到人們的關(guān)注。
通俗來講,機器視覺就是為機器設(shè)備裝上感知外界的“慧眼”,使機器像人類一樣具有視覺功能,從而實現(xiàn)各種檢測、判斷、識別、測量等功能,其主要應用于工業(yè)與非工業(yè)領(lǐng)域。
如今,隨著5G、AI等技術(shù)的不斷發(fā)展,行業(yè)應用需求不斷提升,為更好地適應與滿足經(jīng)濟社會發(fā)展需求,機器視覺技術(shù)也在不斷優(yōu)化升級,正在從2D向3D進行延伸過渡。
延伸:從2D視覺過渡到3D視覺
很長時間,機器視覺技術(shù)主是以2D圖像分析和識別為主,其適用于缺失/存在檢測、離散對象分析、圖案對齊、條形碼檢查和光學字符驗證,以及基于邊緣檢測的各種2D幾何分析中。
不過,隨著工業(yè)4.0變革的來臨,面對更加復雜的物件辨識、尺寸量度、人機復雜互動等任務(wù)時,2D視覺在精度和距離測量等方面出現(xiàn)了技術(shù)限制的狀況,因此,市場對于3D視覺的需求正在與日俱增。
相比2D視覺技術(shù),3D具有顯著優(yōu)勢。3D視覺技術(shù)增加了物理空間的深度信息,在一定程度上補充了2D無法提供三維信息、易受光照條件變化的影響、對物體運動敏感等局限性,使得機器在生產(chǎn)過程中對物料的使用和把控更加精準,在精度、穩(wěn)定性、易用性等方面能更好地滿足多類用戶的需求。
業(yè)界認為,從2D到3D的過渡將成為繼黑白到彩色,低分辨率到高分辨率以及靜態(tài)圖像到電影之后的第四次革命。
目前,3D視覺主要感知技術(shù)涵蓋了結(jié)構(gòu)光、iToF、dToF、雙目、Lidar、工業(yè)三維測量等,六種技術(shù)在測量、分辨率、測量精度及應用場景各有側(cè)重。
圖源:《2022中國AI+泛安防產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》,AIoT星圖研究院繪制
近年來,隨著底層元器件、核心算法等技術(shù)的快速發(fā)展,3D視覺技術(shù)經(jīng)歷了從工業(yè)級向消費級拓展的過程,核心技術(shù)不斷突破和迭代,產(chǎn)業(yè)商業(yè)成熟度不斷提高,推動著3D視覺技術(shù)及產(chǎn)品逐步向生物識別、AIoT、機器人、消費電子、工業(yè)視覺、汽車自動駕駛等多個領(lǐng)域拓展,市場規(guī)模持續(xù)增長,產(chǎn)業(yè)鏈日趨完善。
高工機器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)數(shù)據(jù)預測,至2025年我國機器視覺市場規(guī)模將達到468.74億元,其中,我國3D視覺的市場規(guī)模將超過100億元。
技術(shù)門檻高,也難抵3D視覺市場持續(xù)向上
由于3D視覺技術(shù)門檻較高,涉及到光學、結(jié)構(gòu)、散熱等跨學科設(shè)計問題,再加上芯片、算法構(gòu)成的復雜系統(tǒng)設(shè)計,需要投入大量的時間、人力、物力等研發(fā)成本,而這也成為了阻礙3D視覺技術(shù)快速普及的原因。
不過,隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)、AI、大數(shù)據(jù)、云計算等信息技術(shù)的不斷推廣普及,機器視覺產(chǎn)業(yè)在諸多領(lǐng)域中呈現(xiàn)出蓬勃的生命力,跳脫了2D平面視界進入3D立體視界,3D視覺技術(shù)被廣泛應用于各領(lǐng)域中,并在國民經(jīng)濟中發(fā)揮重要作用,賦能各行各業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化、智能化升級。
近年來,3D視覺賽道在資本寒冬中可謂是獨樹一幟,市場熱情持續(xù)蔓延,玩家絡(luò)繹不絕,并且深受資本的青睞,其被拉升至一個新的熱度。
2021年,中國3D視覺市場增速超過100%,各種投融資事件頻頻發(fā)生,與其相關(guān)的新品與解決方案也是層出不窮。2022年,市場熱度依舊不減,資本蜂擁,大額融資事件時時發(fā)生,更有凌云光、奧比中光相繼奔赴IPO。
下面,筆者將從奧比中光、凌云光、奧普特、矩子科技等四家上市企業(yè)中,了解分析企業(yè)對3D視覺技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢。
1.奧比中光
作為國內(nèi)“3D視覺第一股”的奧比中光,是國內(nèi)率先開展3D視覺感知技術(shù)系統(tǒng)性研發(fā)的公司。公司圍繞3D視覺感知產(chǎn)品布局,下游應用領(lǐng)域廣泛,公司產(chǎn)品主要包括3D視覺傳感器、消費級應用 設(shè)備和工業(yè)級應用設(shè)備等,下游應用領(lǐng)域廣泛,如消費電子、生物識別、AIoT、工業(yè)三維測量等。
翻閱奧比中光的財報,其實不難發(fā)現(xiàn),近些年來公司仍然處于一個虧損的狀態(tài)下,這主要是由于公司3D視覺感知技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品目前僅在部分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)?;瘧茫虼耸杖胍?guī)模相對較少;而且公司仍保持著較高的研發(fā)投入,導致短期營利毛利規(guī)模還無法覆蓋中長期布局投入需求。
即便如此,奧比中光依舊保持研發(fā)創(chuàng)新,圍繞“全棧式技術(shù)研發(fā)能力+全領(lǐng)域技術(shù)路線布局”的3D視覺感知技術(shù)體系,通過“深度+廣度”雙向驅(qū)動,推進3D視覺感知技術(shù)在生物識別、機器人、3D打印、AIoT、工業(yè)三維測量等應用領(lǐng)域的加速推廣和落地。
據(jù)了解,今年7月份,奧比中光的Gemini 2成功入選了《高質(zhì)量數(shù)字化轉(zhuǎn)型產(chǎn)品及服務(wù)全景圖(2023)》,成為唯一一款入選的3D視覺相機硬件產(chǎn)品。8月初,奧比中光正式發(fā)布與英偉達合作開發(fā)的3D開發(fā)套件Orbbec Persee N1,該產(chǎn)品能夠幫助開發(fā)者快速打造可廣泛應用于移動感知、避障識別、體積測量、體感交互等領(lǐng)域的3D視覺方案。
2.凌云光
作為我國較早進入機器視覺領(lǐng)域的企業(yè)之一,凌云光聚焦機器視覺業(yè)務(wù),堅持為“機器植入眼睛和大腦”,為客戶提供可配置視覺系統(tǒng)、智能視覺裝備與核心視覺器件等高端產(chǎn)品與解決方案。
縱觀凌云光的業(yè)績表現(xiàn),公司機器視覺收入穩(wěn)健增長。根據(jù)財報數(shù)據(jù)顯示,2019年-2022年公司實現(xiàn)歸屬于母公司所有者的凈利潤分別為0.37億元、1.32億元、1.72億元、1.88億元。
在保持業(yè)績增長的同時,凌云光也保持著高研發(fā)投入。2023年上半年,公司研發(fā)費用為2.17億元,同比增加24.27%,其主要是加大了機器視覺業(yè)務(wù)投入。
據(jù)悉,2023年上半年,凌云光針對3D成像、產(chǎn)品缺陷檢測、表面平整度檢測、工業(yè)測量等功能發(fā)布高精度3D結(jié)構(gòu)光相機,在±6mm深度范圍內(nèi)實現(xiàn)0.5um精度檢測,可應用在消費電子、半導體、汽車、鋰電等多個領(lǐng)域。前不久,凌云光推出VisionMeasurement一站式3D點檢一體解決方案,實現(xiàn)了點膠間隙量測滿足0.02mm的精度要求。
凌云光表示,未來,公司將持續(xù)堅持“視覺+AI”,為機器植入眼睛和大腦賦能智能制造。
3.奧普特
作為機器視覺領(lǐng)域的先行者和領(lǐng)跑者,奧普特擁有完整的機器視覺核心軟硬件產(chǎn)品,自主產(chǎn)品線已全面覆蓋視覺算法庫、智能視覺平臺、深度學習(工業(yè)AI)、光源、光源控制器、工業(yè)鏡頭、工業(yè)相機、智能讀碼器、3D傳感器,并且建立了成像和視覺分析兩大技術(shù)平臺。
自成立以來,公司重視自主創(chuàng)新,不斷提高公司技術(shù)、產(chǎn)品的核心競爭力。近3年及報告期內(nèi)公司研發(fā)投入分別為0.76億元、1.37億元、1.91億元、1.04億元,占營業(yè)收入的比例分別為11.90%、15.67%、16.74%、16.87%。持續(xù)的研發(fā)投入為公司在機器視覺領(lǐng)域積累了一批創(chuàng)新性強、實用度高的擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。
其中,在3D產(chǎn)品線方面,奧普特完善了現(xiàn)有的硬件產(chǎn)品系列,并持續(xù)深入研究3D算法。公司在3D機械臂抓取、標定仿真、高保真渲染、游程快速計算、CAD和點集匹配、輪廓測量和處理等算法方面取得了創(chuàng)新成果,拓展了3D產(chǎn)品的應用場景和能力。
4.矩子科技
作為全球領(lǐng)先的機器視覺設(shè)備制造商,矩子科技主要業(yè)務(wù)為機器視覺設(shè)備、控制線纜組件、控制單元及設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)和制造。公司產(chǎn)品廣泛應用于電子信息制造、工業(yè)控制、金融電子、新能源、汽車等多個國民經(jīng)濟重要領(lǐng)域。
據(jù)了解,目前在國內(nèi)廠商中,矩子科技在3D機器視覺檢測設(shè)備方面具備研發(fā)和批量生產(chǎn)的先發(fā)優(yōu)勢,公司3D自動光學檢測設(shè)備達到國際先進水平,并已獲得諸如和碩集團、比亞迪、京東方等行業(yè)標桿客戶的高度認可,實現(xiàn)了進口替代。
此外,今年上半年矩子科技發(fā)布了3D在線X射線檢查設(shè)備,設(shè)備的最高分辨率達6微米,并成功實現(xiàn)了對球窩缺陷的檢出,其缺陷檢測能力已在多個客戶的樣品上得到確認。
綜上所述,隨著5G、AI等技術(shù)的不斷發(fā)展以及行業(yè)需求的不斷提升,機器視覺從2D向3D過渡不僅成為了可能,也是必須的方向,未來,3D視覺技術(shù)也將以更多姿態(tài)進入我們的生產(chǎn)生活中。
那么,面對這樣一個敞開大門的增量市場,未來誰又能以“3D視覺”之名領(lǐng)跑呢?