《電子技術(shù)應(yīng)用》
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“機(jī)器視覺”硬核企業(yè),沖擊科創(chuàng)板

2020-05-22
來源:與非網(wǎng)

  2019 年 6 月份,科創(chuàng)尚未開板之時(shí),第一 1 次審議會(huì)議的三家上會(huì)公司,其中就有一家“機(jī)器視覺”概念公司,天準(zhǔn)科技,產(chǎn)品主要為精密測(cè)量儀器、智能檢測(cè)裝備、智能制造系統(tǒng),屬于“機(jī)器視覺”領(lǐng)域的中下游,偏裝備制造。

  剛剛,另外一家“機(jī)器視覺”概念公司,廣東奧普特科技股份有限公司,也提交了科創(chuàng)板申報(bào)材料并獲受理。

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  單從財(cái)務(wù)指標(biāo)看,奧普特 2019 年 5.2 億收入,凈利潤高達(dá) 2 億,這賺錢能力,杠杠的,也充分說明了這個(gè)細(xì)分領(lǐng)域的前景。

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  奧普特,從名字上看,簡單直接的,業(yè)務(wù)肯定是跟光有關(guān)的。公司產(chǎn)品包括光源、光源控制器、鏡頭、相機(jī)、視覺控制系統(tǒng)等機(jī)器視覺核心軟硬件。

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  “機(jī)器視覺”,被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和智能制造的“機(jī)器眼睛”,是用機(jī)器代替人眼來做檢測(cè)、判斷和控制,屬于工業(yè) 4.0 不可缺少的一環(huán)。

  機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)鏈主要包括上游零部件供應(yīng)商、中游裝備廠商以及下游行業(yè)應(yīng)用。機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)上游零部件包括光源、光源控制器、相機(jī)、鏡頭、圖像采集卡、圖像處理軟件等;中游裝備包括測(cè)量、檢測(cè)等裝備及裝備集成;下游就是各個(gè)行業(yè)的智能制造產(chǎn)線的集成了。

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  因此,從產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)來看,雖然同屬于“機(jī)器視覺”概念,天準(zhǔn)科技處于“機(jī)器視覺”領(lǐng)域的中下游,偏裝備制造;而奧普特處于“機(jī)器視覺”領(lǐng)域的上游,偏重核心零部件。

  我們通過奧普特招股說明書里的一張圖,直觀感受一下機(jī)器視覺在智能制造產(chǎn)線上的應(yīng)用:

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  當(dāng)然了,這只是“機(jī)器視覺”的圖像識(shí)別子系統(tǒng),圖像識(shí)別的結(jié)果,還需要跟工業(yè)機(jī)器人等產(chǎn)線上其他智能設(shè)備配合,才能發(fā)揮出更大的效果。

  在目前大部分的工業(yè)機(jī)器人流水線中,幾乎所有工業(yè)機(jī)器人所能實(shí)現(xiàn)的,基本上都是重復(fù)性、固定動(dòng)作,因?yàn)闄C(jī)器人不會(huì)疲勞。但也有個(gè)弊端,這種情況下根本達(dá)不到像人類一樣靈活地判斷,并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況隨機(jī)應(yīng)變。

  其中一個(gè)原因,就是機(jī)器人缺少了一雙“眼睛”。

  而“機(jī)器視覺”扮演的就是工業(yè)領(lǐng)域的“眼睛”的角色,讓工業(yè)機(jī)器人有了自己的眼睛。

  機(jī)器視覺的系統(tǒng)構(gòu)成

  從機(jī)器視覺系統(tǒng)構(gòu)成角度,一般由光源、相機(jī)和鏡頭、圖像采集系統(tǒng)和視覺分析系統(tǒng)組成。其中,前端以硬件為主,半導(dǎo)體、光學(xué)器件是關(guān)鍵;后端以軟件為主,算法是核心。

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  光源是機(jī)器視覺系統(tǒng)中重要的組件之一,攝像頭的圖像采集離不開光源的輔助,光源的選擇及其性能直接影響系統(tǒng)的成敗,影響處理精度和速度。光源分為可見光源和不可見光源,工業(yè)上常用的可見光源有 LED、鹵素?zé)?、熒光燈等;不可見光源主要為近紅外光、紫外光、X 射線等。

  鏡頭的作用是光學(xué)成像,主要參數(shù)有焦距、景深(Depth of Field)、分辨率、工作距離、視場(chǎng)(Field of View)等。鏡頭的選擇,需要考慮檢測(cè)物體類別和特性、景深或者焦距、加載和檢測(cè)距離、運(yùn)行環(huán)境等因素。

  相機(jī)為工業(yè)相機(jī),通過相機(jī)對(duì)目標(biāo)物體的圖像進(jìn)行采集。相機(jī)按照芯片類型可以分為 CCD 相機(jī)(Charge Coupled Device CMOS-Complementary Metal Oxide Semiconductor)與 CMOS 相機(jī)。CCD 相機(jī)的成本較高,但成像品質(zhì)、成像通透性、色彩的豐富性等較 CMOS 相機(jī)出色很多。

  圖像采集單元中最重要的元件是圖像采集卡,它是圖像采集單元與圖像處理單元的接口,用來將采集到的圖像進(jìn)行數(shù)字化,并輸入、存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)中。

  圖像處理軟件是整個(gè)機(jī)器視覺技術(shù)的核心,只有在軟件將采集到的圖像數(shù)據(jù)化以后,機(jī)器才能進(jìn)行識(shí)別和檢測(cè)等功能機(jī)器視覺圖像處理軟件的選擇,決定著檢測(cè)算法的準(zhǔn)確性。

  從整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈來看,機(jī)器視覺行業(yè)的上游有光源及控制器、工業(yè)相機(jī)、鏡頭、圖像采集卡、圖像處理軟件等相關(guān)廠商。中游為系統(tǒng)集成和整機(jī)裝備廠商。下游市場(chǎng)是半導(dǎo)體和電子制造、汽車、印刷包裝、煙草、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥和交通等應(yīng)用領(lǐng)域。

  機(jī)器視覺的行業(yè)應(yīng)用

  綜合來看,機(jī)器視覺有三大主要功能,分別為檢測(cè)、識(shí)別和定位。

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  檢測(cè):檢測(cè)生產(chǎn)線上產(chǎn)品有無質(zhì)量問題,該環(huán)節(jié)也是取代人工最多的環(huán)節(jié)。比如電子行業(yè)的半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)、制造業(yè)的表面劃痕檢測(cè)、汽車行業(yè)的面板印刷質(zhì)量檢測(cè)、印刷行業(yè)的色差檢測(cè)、醫(yī)療行業(yè)的藥瓶封裝缺陷檢測(cè)、食品行業(yè)的外觀封裝檢測(cè)等。

  識(shí)別:利用機(jī)器視覺對(duì)圖像進(jìn)行處理、分析和理解,以識(shí)別各種不同模式的目標(biāo)和對(duì)象??梢赃_(dá)到數(shù)據(jù)的追溯和采集,在汽車零部件、食品、藥品等應(yīng)用較多。比如工業(yè)生產(chǎn)過程中的物料配送、分揀、條碼掃描和物流行業(yè)中的快件分揀等。

  定位:視覺定位要求機(jī)器視覺系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確的找到被測(cè)零件并確認(rèn)其位置,上下料使用機(jī)器視覺來定位,引導(dǎo)機(jī)械手臂準(zhǔn)確抓取。比如在半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域,設(shè)備需要根據(jù)機(jī)器視覺取得的芯片位置信息調(diào)整拾取頭,準(zhǔn)確拾取芯片并進(jìn)行綁定。

  在機(jī)器視覺應(yīng)用領(lǐng)域,主要還是電子制造業(yè)為主,其次為汽車、制藥等行業(yè):

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  機(jī)器視覺的市場(chǎng)格局

  在國際市場(chǎng),機(jī)器視覺行業(yè)的發(fā)展相對(duì)成熟,國外機(jī)器視覺產(chǎn)品的主要廠商如基恩士、康耐視、NI 等都已經(jīng)建立起相對(duì)完整的從上游零部件生產(chǎn)到下游系統(tǒng)集成的業(yè)務(wù)鏈,除此之外,邦納、達(dá)爾薩、Euresys 也是國際知名的零部件生產(chǎn)商。

  國內(nèi)企業(yè)在系統(tǒng)集成和設(shè)備制造上優(yōu)勢(shì)明顯。系統(tǒng)集成商提供硬件集成、軟件服務(wù)等解決方案,面向設(shè)備制造商或者最終用戶,可根據(jù)用戶的要求提供非標(biāo)服務(wù),主要工作是集成和軟件開發(fā);設(shè)備制造商提供標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品。由于國內(nèi)企業(yè)對(duì)客戶工藝有更深的理解,能夠提供更便捷的服務(wù),優(yōu)勢(shì)明顯,系統(tǒng)集成及設(shè)備制造成為國內(nèi)企業(yè)的著力點(diǎn)。

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  數(shù)據(jù)來源:安信證券

  國內(nèi)的主要生產(chǎn)廠商關(guān)鍵零部件上多為進(jìn)口,但中低端產(chǎn)品也有突破,按產(chǎn)業(yè)鏈可以分為三類:

  第一類是主要生產(chǎn)硬件零部件的廠商如奧普特(相機(jī))、奧光電(鏡頭)、維視圖像(相機(jī))、沃德普(光源)、大恒圖像(相機(jī)、鏡頭、光源)、上海偉朗、上海鉑美等;

  第二類是主要從事軟件開發(fā)的企業(yè)如大恒圖像、凌云電子、深科達(dá)、超音速;

  第三類是從事整機(jī)生產(chǎn)的企業(yè),主要是集中在大恒圖像、天準(zhǔn)科技等。


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