1 机器视觉

1.1 机器视觉综述

机器视觉逐渐渗入社会生活的方方面面，在人脸识别、图片识别、视频监控、3C应用等各领域几乎都能看到机器视觉的身影，对于工业领域而言，机器视觉的应用更是大大降低了高危作业的危险系数，保障了工业生产的安全性和高效性。

机器视觉是人工智能范畴最重要的前沿分支，也是智能制造装备的关键零部件，它在工业生产中应用广泛，包括视觉引导与定位、识别、测量等，随着工业数字化、智能化的逐渐深入，工业场景对机器视觉的需求不断增加，推动了机器视觉的蓬勃发展，机器视觉是通过光学的装置和非接触的传感器，自动地接收和处理一个真实物体的图像，以获得所需信息或用于控制机器人运动的装置。

1.2 系统运作

机器视觉主要包含四个部件：光源、镜头、相机、运算系统。

（1）光源：主要负责针对不同被测物提供特定的角度、形状、强度的照明，使相机能拍摄到必要信息且适合系统识别图像，一幅稳定、对比度清晰的图像很大程度上决定整个机器视觉系统的成败。光源的选型对整个视觉系统的成败起到了70%的关键性作用。

（2）镜头：主要负责调整相机成像的焦距、光圈、视场、工作距离、景深、分辨率等。（3）相机：主要负责将芯片接收到的光信号转化成电信号。相机、镜头、光源组成一套光学系统，对被测物拍出带有明显特征的图像传输到后端处理。（4）运算系统：主要对拍摄过来的图像做判断，一般是根据被测物特征运算，最终输出位置、条码、尺寸、缺陷等信息。机器视觉常用于工业自动化领域，自动化设备利用视觉系统识别出各个位置条码、尺寸、缺陷等信息，进而利用机械臂或对应的自动化设备对产品进行对应操作。

1.3 视觉应用——定位

在工业自动化设备中，设备如果没有物体的位置信息，它只能让机构做简单的往复运动，机器视觉为设备提供了眼睛，使设备的机构准确定位到物体上，实施对应操作。

简单来说通过光源、镜头、相机组成的硬件光学系统，拍摄到物体的特征，如：Mark点、物体的轮廓等，让视觉准确地抓取到零件的位置，定位应用极大地提升了生产的柔性化，经过近年的发展，已经形成充分竞争的细分市场。

1.4 视觉应用——识别

图像识别，简单来讲就是使用机器视觉处理、分析和理解图像。识别各个对象和目标，如二维码、条形码、生产日期等，条码即为典型的图像识别代表。

1.5 视觉应用——测量

视觉测量是利用视觉方案对被测物进行尺寸测量，由于视觉具有非接触和零磨损的特点，不需要像传统人工测量一样对产品进行接触，有效地避免了人工测量对产品造成的二次伤害，而且测量精度高，速度快，广泛用于五金加工件、电子元器件方面，有效地把重要尺寸控制在公差范围内，通过系统来判断合格与否，避免了人工的不确定性，对零件和产品的工艺品质，一致性和稳定性有极大的提升。

1.6 视觉应用——检测

视觉检测难题的三个被测物的主要特征：

视觉硬件系统重点在光学设计上，而一旦被测物有以上三个特征之一，很可能会让光学设计难度提升一个档次，通常需要集合光、机、电、算集成开发解决。

2 机器视觉产业链

产业链大致分为上游零部件，中游装备以及下游应用。上游零部件包括光源、工业镜头、工业相机、图像采集卡、软件及算法平台，是产业链中绝对核心的环节。中游准备包含视觉引导装备、视觉识别装备、视觉检测装备及视觉测量仪器。能够帮助企业提高生产柔性和智能化。下游应用涉及的领域较为广泛。包括3C电子、汽车、半导体、医疗设备等。

（1）材料加工商

主要负责材料的加工，处于产业上游，如：视觉硬件的外壳、光源的LED、相机的感光芯片、线材、光学镜片等。对于行业总体参与度相对不高，毕竟目前机器视觉产业量相对于消费品来说只是冰山一角，通常只需按照下游的要求保质保量输出产品即可。

（2）器件商

包含相机、镜头、光源等重要器件研发、生产及销售。是整个视觉产业的主要玩家。器件商们除了研发、生产和销售，同样具备技术支持职责，主要针对不同项目输出高性价比的视觉硬件搭配，确保获得高质量图像。

（3）系统集成商

处于行业最核心环节，利用视觉传感器采集图像，通过Halcon、OpenCV等视觉底层软件并结合硬件输出整套机器视觉系统，满足设备定位、识别、测量、检测等需求。以前视觉软件几乎是国外软件的天下，近些年国内研发的视觉软件开始快速成长，拥有了自己的底层算法并越来越稳定。

（4）设备商

负责研发设计、生产组装及销售自动化设备，是整个产业的中游，机器视觉产品的直接下游。设备种类包含读码、贴片、点胶、测量、检测、生产组装设备等。

（5）终端用户

简而言之就是需要购买设备做生产的厂家。如3C行业（结合电脑、通讯、和消费性电子三大科技产品整合应用的资讯家电产业）的厂商，或是给3C行业生产提供零件的厂商都属于终端。作为整个视觉项目的发起方，有些厂商会有自己的自动化部门，甚至是视觉团队。所以也会跨过中间某个环节直接采购器件，只要抓住终端信息，就不怕找不到需求。

所以视觉行业牵涉到整个制造业，近十年异常火爆，主要的行业有：3C电子产品、芯片半导体、5G通讯、PCBA、显示屏、摄像头模组、汽车、新能源、新材料等，终端为王。

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