機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的成功取決于所用的關(guān)鍵組件。
機(jī)器視覺(jué)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中,上游硬件部分包括光源、鏡頭、工業(yè)相機(jī)、圖像處理器、圖像采集卡;軟件包括圖像處理軟件和底層算法。
中游為設(shè)備制造商與系統(tǒng)集成商。
下游應(yīng)用廣泛,包括半導(dǎo)體、汽車(chē)、包裝、醫(yī)藥、工業(yè)機(jī)器人等行業(yè)。
在機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品中,上游軟硬件共占總成本的80%,分別占比為45%、35%, 組裝集成和維護(hù)分別占總成本的15%、5%。因此,產(chǎn)業(yè)鏈上游是整個(gè)行業(yè)附加值最高的環(huán)節(jié)。
光源照明是影響機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)輸入的重要因素之一,它直接影響輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量和應(yīng)用效果。機(jī)器視覺(jué)光源主要采用LED照明為主,主要是形狀自由度高,使用壽命長(zhǎng)、 響應(yīng)速度快、單色性好、顏色多樣、綜合性價(jià)比高等特點(diǎn)在行業(yè)內(nèi)廣泛應(yīng)用。
2020年,中國(guó)LED照明市場(chǎng)規(guī)模為8627億元,同比增長(zhǎng)14.30%,2017-2020 年復(fù)合增長(zhǎng)率為10.71%。從LED照明行業(yè)來(lái)看,年銷(xiāo)售收入20億元以上為第一梯隊(duì),分別有飛利浦、歐普照明、雷士照明、佛山照明、陽(yáng)光照明等國(guó)內(nèi)外企業(yè);第二梯隊(duì)為5-20億元年銷(xiāo)售收入,包括雪萊特、勤上光電等企業(yè)。
鏡頭的主要作用是將目標(biāo)成像在圖像傳感器的感光面上,是機(jī)器視覺(jué)圖像采集的重要成像部件。
海外品牌經(jīng)過(guò)多年在鏡頭領(lǐng)域布局、業(yè)務(wù)累積和技術(shù)升級(jí),徠卡、施耐德、尼康、富士等領(lǐng)頭企業(yè)已經(jīng)在全球范圍內(nèi)形成領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)企業(yè)起步晚,2008 年之前國(guó)內(nèi)光學(xué)鏡頭市場(chǎng)被德、日系品牌壟斷。
隨著產(chǎn)業(yè)的崛起,中國(guó)工業(yè)鏡頭行業(yè)的國(guó)內(nèi)企業(yè)迅速發(fā)展,主要以低端市場(chǎng)為主,以高性價(jià)比與海外品牌競(jìng)爭(zhēng)。高端市場(chǎng)方面,國(guó)內(nèi)仍依賴進(jìn)口高端產(chǎn)品,主要以日本、德國(guó)等老牌制造商的產(chǎn)品為主。
工業(yè)相機(jī)是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分,而圖像傳感器是相機(jī)的核心,按芯片類(lèi)型可分為CCD(電荷耦合器件)和CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器。
目前,全球工業(yè)相機(jī)行業(yè)以歐美品牌為主,2018 年北美品牌占全球工業(yè)相機(jī)市場(chǎng)的 62%,歐洲品牌占15%。
中國(guó)在CMOS領(lǐng)域占據(jù)明顯優(yōu)勢(shì),到2014年,格科微已經(jīng)成長(zhǎng)為國(guó)內(nèi)第一的CMOS圖像傳感器供應(yīng)商,并將這一榮譽(yù)保持至今。2014年,格科微CMOS圖像傳感器出貨量超過(guò)9.4億顆,顯示驅(qū)動(dòng)芯片的出貨量超過(guò)1億顆,全年銷(xiāo)售總額突破3.5億美元。
按出貨量口徑統(tǒng)計(jì),2020年,格科微實(shí)現(xiàn)了20.4億顆CMOS圖像傳感器出貨,占據(jù)了全球29.7%的市場(chǎng)份額,位居行業(yè)第一,把三星、索尼等老牌知名廠商甩在身后。
2020 年,中國(guó)工業(yè)機(jī)器人密度為 246 臺(tái)/ 萬(wàn)人,較 2019 年增加 59 臺(tái)/萬(wàn)人,從全球第 15 名提升至第 9 名。中國(guó)工業(yè)機(jī)器人密度已高于全球水平,但仍低于發(fā)達(dá)水平國(guó)家,其中韓國(guó)、新加坡、日本長(zhǎng)期霸占全球各國(guó)工業(yè)機(jī)器人密度榜首,分別為 932 臺(tái)/萬(wàn)人、605 臺(tái)/萬(wàn)人、390 臺(tái)/萬(wàn)人;德國(guó)和美國(guó)工業(yè)機(jī)器人密度分別為 371 臺(tái)/萬(wàn)人、255 臺(tái)/萬(wàn)人。
對(duì)比發(fā)達(dá)國(guó)家,中國(guó)的工業(yè)機(jī)器人密度仍有較大的上升空間,將拉動(dòng)自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備需求,細(xì)分領(lǐng)域機(jī)器視覺(jué)需求也將增加。此外,產(chǎn)業(yè)鏈上游零部件成本占總成本的 80%,主要以低端市場(chǎng)為主,仍未能打破海外企業(yè)在高端市場(chǎng)的壟斷局面,這將是未來(lái)一個(gè)重要的掘金方向。