机器视觉是人工智能一个重要的研究和应用方向。工业机器视觉是指机器视觉在工业现场的应用，在智能制造领域被称作“智慧之眼”，是人工智能应用中使用占比较高，成熟度较高的一个方向。以下将工业机器视觉简称为机器视觉。

一、机器视觉产业链

机器视觉产业链如下图所示：

图1 工业机器视觉产业链[1]

工业机器视觉产业链一般分为三部分：上游零部件行业，中游解决方案集成行业，下游应用场景。

上游行业包括光源、工业镜头、工业相机、图像采集卡、软件算法平台等；中游行业包括系统集成商、解决方案集成商、整机装备制造商等；下游包括运用机器视觉的各种工业场景，包括电子、汽车、特种印刷等各行业。本文主要讨论前两部分。

二、市场概况

宏观上，至2018年，机器视觉系统的全球市场规模接近80亿美元，年均增长率超过15%。世界最大的机器视觉市场——德国市场，规模27.1亿美元，占比超过全球总量的1/3。在德国工业4.0战略、美国再工业化和工业互联网战略、日本机器人新战略、欧盟“火花计划”等，以及《中国制造2025》等战略规划以及政策支持下，全球机器视觉市场规模继续扩大。[2]

2017年中国机器视觉市场规模达到70亿元，预计到2020年市场规模超过120亿元。[2]

从产业链的角度，上游核心零部件和算法软件占据机器视觉产品总成本的80%。

机器视觉早期发展于欧美日等国家，并诞生了许多著名的机器视觉公司，这些公司在机器视觉相关技术上处于统治地位，仅美国康耐视（Congnex）和日本基恩士（Keyence）两家公司就几乎垄断了全球50%以上的市场份额。[2]

国内市场，2020 年基恩士收入占比市场总收入的 34%，康耐视占 9%，奥普特占 5%，其他所有企业分享剩余的一半市场，市场集中度较低。[3]

我国机器视觉起步较晚，当前产品基本涵盖了整个产业链，但和上述的美日巨头公司相比，仍处于中低端市场，利润水平偏低。[2]

2.1. 光源

2.1.1. 日本CCS

日本CCS株式会社是从事用于机器视觉的LED光源的研发、制造、销售的专业公司。总部在日本的京都市。作为业内领先企业，在日本国内及世界市场具有最大的市场占有率。并于2003年6月在日本JASDAQ上市。在上海与深圳设有代表处。

国外优秀光源企业还有美国Ai等。

2.1.2. 东莞奥普特

成立于 2006 年，国内视觉行业起步最早发展最快的机器视觉光源品牌，2009 年开始开拓海外光源市场，在工业相机、工业镜头和集成领域也有布局。光源产品覆盖了常见的可见光和不可见光，共有 38 个系列，近 1000 款标准化产品，拥有 30000 多个定制设计案例经验，具备最快在 3 个工作日内定制光源的快速响应能力。奥普特以光源为中心，不断布局视觉控制器、镜头、相机等机器视觉其他核心零部件。

国内优秀光源企业还有东莞沃德普、上海纬朗光电、东莞康视达等。

2.2. 工业镜头

2.2.1.德国卡尔蔡司

公司成立于 1977 年，是制造光学和光电设备的全球领先企业，具有半导体制造技术、工业质量与研究、医疗技术和光学消费品四大板块业务，生产销售用于工业测量和质量保证的高度创新解决方案。

国外优秀工业镜头企业还有：德国施耐德、美国Navitar、日本KOWA。

2.2.2. 深圳东正光学

公司成立于 2013 年，镜头产品包括高清线扫描大靶面工业镜头、远心镜头和微距镜头、斜像镜头、自聚焦镜头、VR 镜头等，已用于华为、三星、苹果、格力、比亚迪等知名企业的生产检测中。

国内优秀工业镜头企业还有东莞奥普特、昆山慕藤光、东莞普密斯。

2.3. 工业相机

2.3.1.德国Basler

公司成立于 1981 年，在相机设计和生产领域拥有近四十年的生产研发经验。相机产品涵盖面阵相机、线阵相机、3D 相机、网络高清相机等系列，可应用于工厂自动化、交通系统、零售以及医疗和生命科学，实现高质量图像采集。全球市场占有率20%。

国外优秀工业相机企业还有瑞士Baumer、美国康耐视。

2.3.2. 北京大恒图像

公司成立于1991年，是中科院下属上市公司大恒科技的全资子公司，拥有超过二十年的图像采集硬件研发和生产经验。旗下的CCD/CMOS工业数字相机产品线覆盖多种接口及分辨率。

国内优秀工业相机企业还有东莞奥普特、杭州华睿科技、杭州海康机器人等。

2.4.视觉分析软件

2.4.1. OpenCV

OpenCV的全称是Open Source Computer Vision Library，是一个跨平台的计算机视觉库。由英特尔公司发起并参与开发，以BSD许可证授权发行，可以在商业和研究领域中免费使用。OpenCV可用于开发实时的图像处理、计算机视觉以及模式识别程序。

2.4.2. HALCON

HALCON是德国MVtec公司开发的一套完善的标准的机器视觉算法包，拥有应用广泛的机器视觉集成开发环境。它节约了产品成本，缩短了软件开发周期——HALCON灵活的架构便于机器视觉，医学图像和图像分析应用的快速开发。在欧洲以及日本的工业界已经是公认具有最佳效能的Machine Vision软件。收费软件，价格较高。

其他优秀的视觉分析软件还有美国康耐视的VisonPro，加拿大Adept的HexSight等

2.5.解决方案集成商

2.5.1. 康耐视

康耐视为机器视觉全球龙头企业，其依托软硬件的技术优势，市占率保持行业领先。[4]

康耐视于1981年在美国成立，1989年在纳斯达克上市，是全球领先的机器视觉设备供应商，涉及领域包括视觉系统、视觉软件、视觉传感器和工业读码器，应用领域包括半导体制造、制药、汽车、保健、包装、航空和消费品制造等。[5]

80年代后半段，康耐视主要以OEM业务为主，90年代中期，康耐视开始拓展机器视觉市场，1994 年推出针对最终用户设计的基于计算机的视觉系统Checkpoint，2000年推出In-Sight，品把相机、处理器和视觉软件结合到单个手机大小的小巧装置中，使最终用户视觉系统向前推进一大步。2019年10月份以1.96亿美元收购Sualab Co., Ltd（韩国），继续开拓发展在工业图像分析领域的深度学习技术。[5]

2.5.2. 基恩士

基恩士为全球传感器龙头，逐渐渗透进机器视觉产业链，技术优势明显，客户资源丰富。[4]

日本基恩士成立于1974年，主要产品涉及自动化传感器、扫码器、激光打标机、机器视觉系统、测量仪、数字显微镜和静电消除器等工厂自动化领域，应用领域包括汽车、半导体、电子电气设备、电信、机械、化学和食品等。[5]

20世纪80年代，基恩士开始全球化扩展之路，1985年在美国成立子公司，随后分别在德国、中国、印度、巴西等地区成立子公司。经过几十年的发展，已在全球46个国家建立了220个办事处，基恩士已经发展为全球工业自动化、检测设备开发和制造领域的创新领导者。[5]

2.5.3. 矩子科技

矩子科技于2007年在上海成立，是国内较早进入机器视觉检测领域的企业，经过多年深耕已具备扎实的研发能力，底层算法、2D/3D机器视觉软件和部分核心零部件均为自主研发，具备向下游多个细分行业拓展的能力。公司推出的3D SPI及3D AOI持续放量，具备SMT整线销售能力，凭借高性价比优势有望实现进口替代。[3]

国外处于机器视觉产业链中游的优秀企业还有瑞典海克斯康、德国Hennecke等。国内处于机器视觉产业链中游的优秀企业还有天准科技、凌云光等。

参考资料

[1] 中国工业机器视觉产业发展白皮书, 赛迪顾问股份有限公司, 2020.11.

[2] 机器视觉技术研究进展与展望, 朱云等, 图学学报, 2020.12.

[3] 以机器视觉之眼，拓制造升级之路, 开源证券, 2022.03.

[4] 对标基恩士、康耐视成长之路，国产企业成长空间广阔，申万宏源研究，2021.09.

[5] 机器视觉全球巨头对比分析，信达证券，202104.

[6] 中国机器视觉网.