机器视觉产业市场预测及投资前景分析

 中国机器视觉产业链产品发展分析

1. 机器视觉核心部件市场分析

照明光源市场分析

1、照明光源概述

(1)照明光源作用

照明是影响机器视觉系统输入的重要因素，它直接影响输入数据的质量和应用效果。由于没有通用的机器视觉照明设备，所以针对每个特定的应用实例，要选择相应的照明装置，以达到最佳效果。

(2)照明光源种类

照明光源可分为可见光照明和不可见光照明，常用的可见光照明光源有LED、荧光灯、卤素灯等。可见光的缺点是一方面光能不能保持稳定，另一方面环境光会影响图像的质量，所以一般采用加防护屏的方法来减少环境光的影响。

2、照明光源需求现状

(1)照明光源的要求

由于没有通用的机器视觉照明设备，所以针对每个特定的应用实例，要选择相应的照明装置，以达到最佳效果。一个好的照明系统，应当具有以下特征：尽可能突出目标的特征，在物体需要检测的部分与非检测部分之间尽可能产生明显的区别，增加对比度;保证足够的亮度和稳定性;物体位置的变化不应影响成像的质量。

(2)照明光源需求现状

照明行业已经经历了三代产品，他们分别是第一代电光源：白炽灯(卤钨灯)、第二代电光源：荧光灯(日光灯、节能灯)和第三代电光源：高强度气体放电灯(HID)，目前正在向第四代电光源——LED光源发展。据统计，大型公共建筑总面积不足城镇建筑总面积的4%，但总能耗却占全国城镇总耗电量的22%。

3、照明光源主要供应商

(1)Moritex

Moritex成立于1973年，并于1997年起公司把股份列席于NASDAQ证券交易所，于2000年12月Moritex进驻东京证券交易所。日本Moritex公司是国际知名的光纤光源、LED光源、光学镜头的供应商，其产品广泛应用于机器视觉和各类检测应用中。图像处理科学依赖于成像科学：光纤照明和光学镜头的设计。Moritex将光学镜头领域与光学照明领域的开发经验紧密结合，为各种应用中的图像获取提供先进的产品和技术。

(2)Schott

肖特集团是一家享有盛誉的跨国性高科技集团公司，1884年成立于德国，公司总部位于德国美茵兹。作为特种玻璃及相关特种材料、元件和系统制造行业的领导者，肖特集团致力于专业高品质产品的研究、应用开发及制造，更专注于提供专业化的技术解决方案以期改善人们的生活和工作。肖特的主要市场涉及家用电器、光学、光电子、医药包装、汽车和太阳能等领域。

4、照明光源市场发展趋势

机器视觉技术已经广泛应用于不同的领域中，例如，在农业领域应用于苹果的分类、优质种子的分类等等;在汽车工业中应用于钣金成形缺陷检测，在纺织工业中应用于织网的检查;在TFT-LCD工业中应用于瓶子的检测和缺陷检测。人们已经大量研究了机器视觉系统中的后期图像处理系统，但是光学技术在机器视觉的应用还是一个崭新的领域，正处于起步阶段，而光源作为机器视觉光学系统中的关键器件之一，它的进一步研究需要从如下几个方面展开：(1)在整个视场(Field-of-View，FOV)，内必须保持光照强度均匀;(2)对不同的测量物体颜色可调;(3)在环境温度的影响下可以自动调节光照强度，(4)响应快速，易于控制;(5)稳定、寿命长。

工业镜头市场分析

1、工业镜头概述

工业镜头是机器视觉系统中的重要组件，其主要功能是光学成像。镜头的参数主要有焦距、视场(FOV，Field of View)、工作距离、分辨率、景深(DOF)等。

2、工业镜头供需状况

由于中国大陆、韩国、台湾都是摄像机生产的重要基地和中心，因此对镜头的需求十分庞大，尤其是中国大陆，目前日本、韩国、台湾许多世界知名的摄像机生产厂商都在中国大陆设立了生产厂，因此，尽管生产的摄像机会销售到全球各地，但生产中对镜头所产生的需求实际是在中国大陆发生的。

深圳由于集中了众多的摄像机生产厂商，因而对镜头的需求量十分庞大，是任何一个镜头厂家都不能忽视的主流市场，目前，国内许多镜头厂商都在深圳设立了办事处，如长春东亚光学、南阳卧龙光学、南阳禾立光学等。

3、主要厂商及产品特点

(1)Computar

Computar是CBC株式会社的镜头品牌。CBC株式会社成立于1925年，总部在日本东京。另外在日本国内设有5家分公司。在海外共有19家分支机构。CBC株式会社作为厂家生产监控产品已有近30年的历史，Computar是其镜头的品牌，GANZ是其包括摄像机、录像机等监控设备的品牌。其中Computar镜头以其高品质、种类丰富、价格合理、售后服务好而在全世界享有很高的声誉，在美国市场占有率为40%，在欧洲市场占有率为30%，在中国市场占有率为40%。在全世界销量第一。Computar镜头现有品种210种，每年不断推出新产品，以求最大限度地满足监控领域对镜头产品的需要。

(2)VST

VST产品系列有：远心镜头、CCTV镜头、低失真、MACRO镜头和CCD显微镜单元。

4、工业镜头市场发展趋势

从目前情况看，真正意义上成系列的国产工业镜头还没有出现。中国作为一个未来的工业大国，研发自己的工业镜头是必要和必须的，但镜头的生产对光学玻璃的材质及加工精度要求非常高，这方面的提高则受到国内工业制造加工的整体水平的制约。

另外从市场角度来讲，国内的机器视觉系统的应用毕竟还出于起步阶段，到真正的广泛应用也还有很长的一段路要走，国产工业镜头的规模发展也会受此制约。中国用户使用本土工业镜头的时日还将有一个漫长的等待过程。

2. 机器视觉系统集成市场分析

机器视觉系统发展概述

1、机器视觉系统发展

在过去的几年里，机器人视觉控制无论是在理论上还是在应用方面都有很大进步。最早基于视觉的机器人系统，采用的是静态look and move形式。即先由视觉系统采集图像并进行相应处理，然后通过计算估计目标的位置来控制机器人运动。这种操作精度直接与视觉传感器、机械手及控制器的性能有关，这使得机器人很难跟踪运动物体。到80年代，计算机及图像处理硬件得到发展，使得视觉信息可用于连续反馈，于是人们提出了基于视觉的伺服形式。这种可以克服模型(包括机器人、视觉系统、环境)中存在的不确定性，提高视觉定位或跟踪精度。

2、机器视觉分类及比较

从组成结构来分类，典型的机器视觉系统可分为两大类：PC式或称板卡式机器视觉系统(PC-Based Vision System)，以及嵌入式机器视觉系统，亦称“智能相机”(Smart Camera)或“视觉传感器”(Vision Sensor)。

目前在中国使用简便的智能视觉传感器占了机器视觉系统市场60%左右的市场份额。由于PC式视觉系统在整体成本、灵活性、用户化界面、速度以及精度等方面的优势，接下来的2-5年，在中国市场上PC式视觉系统将与嵌入式视觉系统平分秋色。

嵌入式机器视觉系统发展分析

1、嵌入式系统发展

随着Internet技术与信息家电、工业控制技术等的结合日益紧密，嵌入式设备与Internet的结合已成为大势所趋。此时期新的微处理器层出不穷，要求嵌入式操作系统的设计更加便于移植，支持更多的微处理器。嵌入式系统的开发需要强大的硬件开发工具和软件支持包。通用计算机上使用的新技术、新观念开始逐步移植到嵌入式系统中。

2、嵌入式处理器及分类

嵌入式处理器是嵌入式系统的核心，是控制、辅助系统运行的硬件单元。根据其现状，嵌入式处理器可以分成下面几类：

1)嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit，EMPU)

嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU。在应用中，将微处理器装配在专门设计的电路板上，只保留和嵌入式应用有关的母板功能，这样可以大幅度减小系统体积和功耗。

2)嵌入式微控制器(Microcontroller Unit，MCU)

嵌入式微控制器又称单片机，就是将整个计算机系统集成到一块芯片中。

3)嵌入式DSP处理器(Embedded Digital Signal Processor，EDSP)

DSP处理器对系统结构和指令进行了特殊设计，使其适合于执行DSP算法，编译效率较高，指令执行速度也较高。

基于PC的视觉系统发展分析

1、基于PC的视觉系统主要特点

该系统主要包括摄像机、视屏采集卡和通用PC机三部分。视频采集卡插在通用PC机的PCI插槽上，摄像机通过视频电缆线和视频采集卡相连，通用PC机是视频采集核心，得到原始的视频图像数据后，转化成所需要的图像格式，最后利用通用PC机强大的软、硬件资源和高速的处理能力对视频图像进行处理。

2、基于PC的视觉系统设计现状

(1)光源、镜头、CCD和图像采集卡的选用

光源、镜头、CCD和图像采集卡作为视觉系统成像部分，正确的选用是后续处理的必要条件，成像的质量直接影响到视觉软件处理和分析部分，最终影响机器视觉系统工作的准确性。

(2)应用软件的设计

作为PC式机器视觉系统的重要组成部分，视觉软件主要通过对图像的分析、处理和识别，实现对特定目标特征的处理。专业的视觉软件能实现图像中目标的高精度定位，从而提高了系统的精度。

国内主要机器视觉系统集成商

国内系统集成商有50多家，主要系统集成商有：北京凌云光技术有限责任公司、北京嘉恒中自图像技术有限公司、北京微视新纪元科技有限公司、凌华科技(中国)有限公司、上海世测自动化系统有限公司等。

国内机器视觉系统发展趋势预判

机器视觉，经历了从基于PC到嵌入式解决方案，目前正快速发展的工业领域也正在改变着现代工厂的面貌。一般情况下，除了某些情况下需要多相机应用、或者已有的控制系统是基于PC系统、对系统保密要求较高的情况下，专家建议应以智能相机为首选。

目前，国内多数厂商对机器视觉的认识还停留在PC-Based方案层面，由于CPU处理能力强大，可以进行较为复杂的图像处理，并且一个PC可支持多个相机进行多方位的检测，因此受到了广大厂商的青睐。但是由于嵌入式方案具有更大的灵活性，而DSP方案的成本又低于PC-Based方案，就抗干扰能力来说，嵌入式方案也更能适应工业环境的供电电压波动、电子干扰、温度变化等等各种干扰，因此，目前机器视觉正在向嵌入式的方向发展。