物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)5.0和大規(guī)模定制等大趨勢(shì)推動(dòng)著2D和3D嵌入式光學(xué)解決文案呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，有不少人會(huì)基于目前2D視覺(jué)的市場(chǎng)規(guī)模來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)3D視覺(jué)具備的成長(zhǎng)空間。2D視覺(jué)與3D視覺(jué)并不存在著絕對(duì)的替代關(guān)系，二者都將在各自適合的場(chǎng)景下，最大限度解決用戶生產(chǎn)難點(diǎn)，而3D視覺(jué)被認(rèn)為是機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域新的技術(shù)突破，亦是新的商業(yè)風(fēng)口。
機(jī)器視覺(jué)是指利用相機(jī)、攝像機(jī)等傳感器，配合機(jī)器視覺(jué)算法賦予智能設(shè)備人眼的功能，從而進(jìn)行物體的識(shí)別、檢測(cè)、測(cè)量等功能。機(jī)器視覺(jué)是在上世紀(jì) 50 年代從統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別開(kāi)始的，當(dāng)時(shí)的工作主要集中在二維圖像分析和識(shí)別。隨著 5G、AI 等技術(shù)的不斷發(fā)展，行業(yè)應(yīng)用需求的不斷提升，機(jī)器視覺(jué)從二維向三維過(guò)渡不但成為可能，更是必然的方向。
在2D視覺(jué)的基礎(chǔ)上，3D視覺(jué)增加了物理空間的深度信息，更全面、更真實(shí)地記錄了物理世界。不過(guò)，2D視覺(jué)依然是當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的主流，只是伴隨著測(cè)量精度要求越來(lái)越高，被測(cè)物體條件越來(lái)越復(fù)雜，3D視覺(jué)被認(rèn)為是機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域新的技術(shù)突破，亦是新的商業(yè)風(fēng)口。
根據(jù)gongkong?市場(chǎng)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，未來(lái)隨著5G的發(fā)展和制造業(yè)的不斷升級(jí)，中國(guó)機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)需求將不斷增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)到2023年，我國(guó)機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到66.8億，每年增長(zhǎng)率接近20%。3D視覺(jué)將更趨于智能化、集成化、實(shí)時(shí)性、高性能、多場(chǎng)景應(yīng)用等方向。
3D未來(lái)會(huì)取代2D嗎？
有不少人會(huì)基于目前2D視覺(jué)的市場(chǎng)規(guī)模來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)3D視覺(jué)具備的成長(zhǎng)空間。在我們看來(lái)，關(guān)注2D視覺(jué)與3D視覺(jué)的市場(chǎng)應(yīng)用比例比市場(chǎng)規(guī)模更具實(shí)際參考意義。目前，2D視覺(jué)與3D視覺(jué)的應(yīng)用占比大約在100:1，2D視覺(jué)的用量遠(yuǎn)超3D視覺(jué)；未來(lái)經(jīng)過(guò)兩三年的時(shí)間發(fā)展，這一比例或?qū)⒀葑兂?/span>50:1，而在最終的行業(yè)格局上，據(jù)圖漾科技CEO費(fèi)浙平判斷，2D視覺(jué)與3D視覺(jué)的應(yīng)用占比大致會(huì)維持在10:1的水平。
這也意味著，2D視覺(jué)與3D視覺(jué)并不存在著絕對(duì)的替代關(guān)系；二者都將在各自適合的場(chǎng)景下，最大限度解決用戶生產(chǎn)難點(diǎn)。例如，在一些相對(duì)簡(jiǎn)單的應(yīng)用領(lǐng)域中，對(duì)終端用戶來(lái)說(shuō)，但凡用2D能夠解決的問(wèn)題基本不會(huì)考慮用3D替代。這里面存在著產(chǎn)品力與ROI的雙重邏輯，一般而言越是簡(jiǎn)單的技術(shù)產(chǎn)品穩(wěn)定性更佳，應(yīng)用更簡(jiǎn)便，也對(duì)應(yīng)著成本更低。
而所有的生產(chǎn)制造活動(dòng)追求的無(wú)非是成本與效率的最優(yōu)平衡。從這一本質(zhì)上也可判斷，3D視覺(jué)未來(lái)的發(fā)展路徑不是絞盡腦汁去替代2D視覺(jué)，更應(yīng)該立足于解決2D視覺(jué)做不好或干不了的領(lǐng)域。只是，瞄準(zhǔn)解決2D視覺(jué)做不好或干不了的事情，需要滿足兩個(gè)大前提。一個(gè)是，3D視覺(jué)技術(shù)需要持續(xù)迭代趨于成熟，自身具備解決問(wèn)題的能力；第二個(gè)大前提是，能夠吸引用戶嘗試新技術(shù)，也就是在產(chǎn)品好用的基礎(chǔ)上平衡用戶投入成本問(wèn)題，讓產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高性價(jià)比。
3D視覺(jué)行業(yè)的發(fā)展機(jī)遇
在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，3D機(jī)器視覺(jué)技術(shù)與機(jī)器人的結(jié)合更被業(yè)內(nèi)認(rèn)為是未來(lái)的重要發(fā)展趨勢(shì)。以焊接引導(dǎo)為例，目前焊接機(jī)器人主要用于汽車等高端行業(yè)的盲焊工藝，每年5萬(wàn)臺(tái)左右銷量；引入3D激光焊接視覺(jué)后，大大降低機(jī)器人在焊接領(lǐng)域的使用難度，未來(lái)將達(dá)到每年幾十萬(wàn)臺(tái)的銷量規(guī)模。3D工業(yè)視覺(jué)，賦予機(jī)器人智能，客戶端的價(jià)值是更易用、更柔性，將激發(fā)每年百萬(wàn)臺(tái)工業(yè)機(jī)器人和千萬(wàn)臺(tái)服務(wù)機(jī)器人的市場(chǎng)規(guī)模。
質(zhì)量控制（QC）和檢驗(yàn)是3D機(jī)器視覺(jué)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的另一個(gè)重要應(yīng)用場(chǎng)景。配備視覺(jué)的機(jī)器能夠識(shí)別產(chǎn)品或物體中的異常或缺陷，并將其標(biāo)記為不符合某些質(zhì)量保證規(guī)范。例如，硬幣字符檢測(cè)、電路板檢測(cè)，以及機(jī)器視覺(jué)的定位檢測(cè)，飲料瓶蓋的生產(chǎn)是否合格、是否有問(wèn)題，產(chǎn)品的條碼字符的檢測(cè)識(shí)別，玻璃瓶的缺陷檢測(cè)等。3D視覺(jué)技術(shù)可以滿足工業(yè)級(jí)精度要求，實(shí)現(xiàn)智能3D掃描，獲取精準(zhǔn)三維數(shù)據(jù)，高效剔除瑕疵品，幫助機(jī)器完成各種復(fù)雜任務(wù)。
3D人臉識(shí)別是一個(gè)方興未艾的應(yīng)用領(lǐng)域。人臉識(shí)別以前主要應(yīng)用在門禁考勤系統(tǒng)、防盜門等，目前電子護(hù)照及身份證也大量采用該項(xiàng)技術(shù)。公安、司法和刑偵利用人臉識(shí)別系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)，在全國(guó)范圍內(nèi)搜捕逃犯。在金融業(yè)務(wù)上，電子商務(wù)、智慧銀行采用人臉識(shí)別，也成了企業(yè)增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的手段。
從落地來(lái)看，目前3D主要應(yīng)用于大型工業(yè)制造業(yè)企業(yè)、物流、智慧城市監(jiān)控，以及少部分消費(fèi)應(yīng)用場(chǎng)景等，從探索到突破，在落地的路上逐顯繁榮。
近日，多家3D視覺(jué)企業(yè)完成融資。其中，上海芯歌智能宣布完成過(guò)億元B輪融資，以支持機(jī)器視覺(jué)行業(yè)的研發(fā)，同時(shí)加速團(tuán)隊(duì)建設(shè)和市場(chǎng)布局。深圳寶鏈智能完成千萬(wàn)級(jí)別的Pre-A輪融資，將主要用于多工藝場(chǎng)景的算法落地、團(tuán)隊(duì)擴(kuò)充、市場(chǎng)渠道覆蓋。高精度3D相機(jī)研發(fā)商知象光電宣布完成數(shù)千萬(wàn)元B+輪融資，繼續(xù)投入新產(chǎn)品研發(fā)、市場(chǎng)拓展及產(chǎn)能建設(shè)。
可以看到，這些企業(yè)融資主要目標(biāo)，一則加速技術(shù)研發(fā)，二則推進(jìn)市場(chǎng)布局。這與當(dāng)前3D視覺(jué)市場(chǎng)現(xiàn)狀密切關(guān)聯(lián)。在3D視覺(jué)產(chǎn)業(yè)智能化升級(jí)進(jìn)程不斷加速的背景下，各企業(yè)都致力于基于3D視覺(jué)不同技術(shù)路線，拓展細(xì)分市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)產(chǎn)品的區(qū)別化應(yīng)用落地。特別是面對(duì)市場(chǎng)內(nèi)還未出現(xiàn)龍頭企業(yè)的現(xiàn)狀，未來(lái)一段時(shí)間，對(duì)于3D視覺(jué)企業(yè)卡位具有至關(guān)重要的意義。
3D視覺(jué)賦能工業(yè)機(jī)器人
工業(yè)機(jī)器人是中國(guó)制造業(yè)發(fā)展的重要支撐，而3D視覺(jué)作為工業(yè)機(jī)器人的“眼睛”，它影響著工業(yè)機(jī)器人的行業(yè)應(yīng)用前景。通過(guò)3D視覺(jué)控制技術(shù)可以提高工業(yè)機(jī)器人工作的精度、速度及可靠性，3D視覺(jué)+工業(yè)機(jī)器人配套發(fā)展已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)人士關(guān)注的焦點(diǎn)。
當(dāng)前，智能機(jī)器人在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中，搬運(yùn)、焊接、裝配環(huán)節(jié)占比70%以上，電子汽車，物流、金屬加工則占比67.8%。
機(jī)器視覺(jué)對(duì)于提高工業(yè)機(jī)器人的靈活性和可操作性具有重要意義，在大批量工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，3D視覺(jué)助力機(jī)器人實(shí)現(xiàn)更多高精度動(dòng)作，拓寬其應(yīng)用場(chǎng)景，也大大提高了生產(chǎn)效率和柔性化程度。
雖然目前3D視覺(jué)+工業(yè)機(jī)器人滲透率較低，但隨著工業(yè)加工越來(lái)越精細(xì)，對(duì)設(shè)備的要求越來(lái)越高，3D視覺(jué)配合工業(yè)機(jī)器人解決方案將越來(lái)越多，滲透率也將逐年增高。
3D視覺(jué)+工業(yè)機(jī)器人配套發(fā)展，可以為工業(yè)機(jī)器人開(kāi)拓更多應(yīng)用場(chǎng)景以及功能，但隨著市場(chǎng)發(fā)展，一些問(wèn)題和難點(diǎn)也逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。
難點(diǎn)一 軟件及協(xié)同策略
1）對(duì)識(shí)別非預(yù)期性缺陷等情況，3D視覺(jué)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)能力和處理能力；2）3D視覺(jué)系統(tǒng)和機(jī)器臂的信號(hào)傳輸協(xié)同能力。
難點(diǎn)二 硬件的配置
硬件的不成熟對(duì)軟件的限制：1）夾爪能抓取工件的種類；2）機(jī)器人固有最高節(jié)拍；3）環(huán)境光以及反光等情況對(duì)視覺(jué)采集的影響等情況。
難點(diǎn)三 市場(chǎng)的成熟度
1）新興產(chǎn)業(yè)，批量應(yīng)用的行業(yè)和整體的市場(chǎng)規(guī)模還小；2）價(jià)格較貴，成本承受能力較強(qiáng)的客戶才會(huì)導(dǎo)入；3）對(duì)于設(shè)備故障，相關(guān)技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)?zāi)芰Σ蛔愕取?/span>
雖然目前行業(yè)發(fā)展存在難點(diǎn)，但3D視覺(jué)+工業(yè)機(jī)器人未來(lái)發(fā)展前景依然被看好。2021年3D視覺(jué)領(lǐng)域融資熱度不減，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2021年10月，融資事件已有十多起。相信有眾多資金的注入，未來(lái)行業(yè)會(huì)加快研發(fā)進(jìn)程、實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展。
2021年3D視覺(jué)領(lǐng)域融資事件表
總而言之，在3D視覺(jué)+工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，所有企業(yè)面臨著相同的窗口期，誰(shuí)能率先規(guī)模化落地，積累起大量客戶與典型案例，誰(shuí)就能占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢(shì)。
結(jié)語(yǔ)：在3D視覺(jué)這片熱土上，本土創(chuàng)業(yè)廠商除了需要與基恩士、康耐視等國(guó)際大廠競(jìng)爭(zhēng)，亦無(wú)法回避海康、大華等國(guó)內(nèi)知名廠商，如何在重重競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出？
在這種局面下，本土廠商最可控的事情就是專注于自身，做好產(chǎn)品、跑通商業(yè)模式、保證完美生產(chǎn)與交付；第二點(diǎn)則是陪伴客戶與產(chǎn)業(yè)共同成長(zhǎng)，3D視覺(jué)作為創(chuàng)新產(chǎn)品，正處于快速發(fā)展迭代過(guò)程中，與之對(duì)應(yīng)的客戶需求也在持續(xù)發(fā)生變化，精準(zhǔn)把握客戶需求至關(guān)重要。
