1969年

，第一片CCD圖像傳感器在美國貝爾實驗室誕生

，為工業視覺行業開啟了數碼圖像的大門。自此生活、生產的各個領域都開始與圖像和視覺連接。

機器視覺領域也開始發芽成長：從黑白到彩色、從低分辨率到高分辨率、從(cong)靜(jing)態(tai)圖(tu)像(xiang)到(dao)動(dong)態(tai)影(ying)像(xiang)。而(er)今(jin)天(tian)我(wo)們(men)做(zuo)到(dao)讓(rang)機(ji)器(qi)理(li)解(jie)現(xian)實(shi)的(de)三(san)維(wei)立(li)體(ti)空(kong)間(jian)
，並(bing)將(jiang)立(li)體(ti)圖(tu)像(xiang)視(shi)覺(jiao)呈(cheng)現(xian)在(zai)眼(yan)前(qian)，而(er)這(zhe)也(ye)是(shi)行(xing)業(ye)內(nei)人(ren)士(shi)所(suo)說(shuo)的(de)第(di)四(si)次(ci)視(shi)覺(jiao)革(ge)命(ming)。第(di)四(si)次(ci)視(shi)覺(jiao)革(ge)命(ming)的(de)視(shi)覺(jiao)升(sheng)維(wei)關(guan)鍵(jian)是(shi)3D傳感行業的迅猛發展。

機器視覺從之前的2D平麵進化到3D立體“視界”，我們常見常用的刷臉支付、Face ID
、VR、無人便利店、智能機器人等產品技術，背後關鍵的科技便是3D視覺技術。而第四次的視覺革命與工業互聯網的結合
，也讓實體經濟與技術價值最大化，開始逐步向真實的產業場景、生產效率與產業可行性進發。

如果用一句話來描述工業互聯網與3D機器視覺的關係
，描述最貼合的是這句話：工業互聯網的未來是基於3D機器視覺的控製和AI認知係統的處理。機器視覺在工業領域的應用並不是什麼新鮮的事物，已經發展了三十多年的曆史，而隨著工業3D視覺技術的崛起，其在工業製造領域占據的分量也越來越重。

從單場景到賦能全產線

工業視覺的技術在自動化生產中最早采用的2D視覺技術
，但由於2D視覺通常隻能解決平麵上的問題，對於有高度信息的物體
，比如涉及到曲麵、有弧度的產品
，2D視覺難以發揮作用，由此促進了3D視覺的興起。相較於2D視覺
，3D視覺對環境光變化不敏感，精度和可靠性更高，在生產線中可以檢測快速移動目標並獲得形狀
、顏色對比度

、空間坐標等信息。3D視覺可以滿足以往2D視覺難以滿足的更多工業場景應用，對2D視覺起到補充作用。再加上近年來消費電子
、汽車
、半導體等精密製造行業對於精度要求的不斷提高，高精度3D視覺技術成為市場的熱點。

工業3D視覺主要集中在尺寸與缺陷檢測、智能製造、自主導航三大類應用。工業3D視覺技術在工業領域內的使用近兩年最大的變化就是從單場景比如質檢中發展到為全產線生產的賦能。

在生產線上
，工業3D視shi覺jiao的de引yin入ru之zhi前qian都dou是shi單dan一yi場chang景jing的de應ying用yong，比bi如ru最zui廣guang泛fan使shi用yong的de質zhi檢jian。拿na智zhi能neng手shou機ji的de生sheng產chan流liu程cheng舉ju例li來lai說shuo，涉she及ji到dao尺chi寸cun與yu缺que陷xian檢jian測ce的de環huan節jie主zhu要yao在zai主zhu板ban
、零部件組裝、包裝出貨三大部分。那麼質檢的工業3D視覺係統主要也是在這三個流程中涉及。而現在隨著工業3D視覺係統的集成變化，整個產線的上料生產到封裝檢測環節都可以跨環節跨場景地應用。比如生產線上下料以及零部件的焊接、噴塗、裝配等場景都可以應用到工業3D視覺係統。

erduiyushixialiuxingderouxingzhizaodexuqiu

，rouxingzhizaoxiashengchanhuanjinggengweifuza
，duiyuzhinenghuazuoyedexuqiugenggao。zairouxingshengchanmoshixia
，gongyejiqirenjizidonghuashebeixuyaoanzhaoshengchanxuqiulailinghuobianhuayishengchanduozhongxinghaochanpin，zaishangxialiao、分揀
、搬運等環節需根據產品種類的不同實時規劃並完成作業任務

，傳統的工業機器人或自動化設備根本無法實現

，而工業3D視(shi)覺(jiao)係(xi)統(tong)的(de)引(yin)入(ru)讓(rang)柔(rou)性(xing)生(sheng)產(chan)的(de)模(mo)式(shi)更(geng)加(jia)絲(si)滑(hua)。隻(zhi)有(you)跳(tiao)出(chu)傳(chuan)統(tong)自(zi)動(dong)化(hua)小(xiao)集(ji)合(he)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)，實(shi)現(xian)真(zhen)正(zheng)的(de)全(quan)兼(jian)容(rong)智(zhi)能(neng)作(zuo)業(ye)才(cai)能(neng)解(jie)決(jue)這(zhe)個(ge)使(shi)用(yong)需(xu)求(qiu)，這(zhe)是(shi)柔(rou)性(xing)生(sheng)產(chan)對(dui)智(zhi)能(neng)化(hua)視(shi)覺(jiao)係(xi)統(tong)的(de)典(dian)型(xing)需(xu)求(qiu)。

比如在智慧物流中，3D視覺算法帶來的柔性提升，通過“AI+3D視覺”能實現對海量SKU的貨品的精準識別並進行分揀，特別是視覺識別和機器人軌跡規劃、抓取

、移動等控製的交互，可以突破智慧物流增長的瓶頸，極大拓寬客戶覆蓋的邊界。

當然在工業製造領域也並沒有完全淘汰掉2D視覺係統技術的應用。3D視覺係統技術也會作為2D技術的補充，這種混合的解決方案也會用在元器件的測量中
，例如檢查手機上的 SIM 卡卡槽

、電池模組、攝像頭模組的尺寸大小和位置安裝等，廠商大多會提供2D/3D混合的解決方案。

無論是單一場景的應用還是跨環節或者是多技術方案的混合
，3Djiqishijiaozaigongyezhizaolingyudoufahuilezhongyaodezuoyong。buguozaigaojingdujiancelingyusuoxudehexinlingbujianyanfafangmian，yuguowaixiangbijishudechajuhaishijiaoda
，duanshijianneinanyichaoyue。

“模糊”工業3D視覺視野的障礙

實際上國內外在工業級3D視覺技術的起步時間基本都是在2014年前後開始興起。隨著國內不斷的遷入並升級改造產業鏈

，國內研發商逐漸加大了對3D視覺技術的投入。但是涉及到工業領域的落地
，由於行業種類繁多，技術壁壘和場景不同，大部分廠商基本都是從某個垂直領域切入。3D視覺相關的硬件技術能力有限，而不斷崛起的AI算法實力可以滿足部分的高精度檢測需求，在一定程度上彌補了硬件的不足，但工業3D視覺的發展之路上需要解決的問題不少。

1．技術與產品需要持續升級。工業3D 機ji器qi視shi覺jiao成cheng像xiang技ji術shu不bu斷duan發fa展zhan，但dan在zai底di層ceng的de視shi覺jiao硬ying件jian設she備bei中zhong繞rao不bu開kai的de卡ka脖bo子zi技ji術shu就jiu是shi芯xin片pian和he光guang學xue鏡jing頭tou，這zhe部bu分fen仍reng然ran是shi國guo外wai廠chang商shang的de主zhu場chang。而er集ji成cheng的de3D機器視覺目前依然沒有具備抗環境光幹擾能力強、測距精度高、分辨高和成本低等優點於一身的 3D 傳感器。目前 3D 視覺的應用還是依據具體的使用場景和預算來選擇相機，然後根據相機成像結果來進行算法定製開發。這種成本高、周期久的應用模式嚴重限製了 3D 視覺在實際場景中的使用。

2.成本與市場培育的難平衡。在3D視(shi)覺(jiao)市(shi)場(chang)中(zhong)，參(can)與(yu)的(de)廠(chang)商(shang)們(men)都(dou)在(zai)進(jin)行(xing)價(jia)格(ge)內(nei)卷(juan)
，無(wu)論(lun)是(shi)為(wei)了(le)後(hou)期(qi)獲(huo)得(de)融(rong)資(zi)的(de)好(hao)看(kan)數(shu)據(ju)
，還(hai)是(shi)搶(qiang)占(zhan)市(shi)場(chang)
，雖(sui)然(ran)價(jia)格(ge)戰(zhan)間(jian)接(jie)培(pei)育(yu)了(le)市(shi)場(chang)，但(dan)也(ye)對(dui)市(shi)場(chang)秩(zhi)序(xu)造(zao)成(cheng)破(po)壞(huai)

，低(di)價(jia)下(xia)的(de)用(yong)戶(hu)體(ti)驗(yan)無(wu)法(fa)保(bao)障(zhang)。但(dan)對(dui)於(yu)潛(qian)在(zai)的(de)種(zhong)子(zi)用(yong)戶(hu)來(lai)說(shuo)
，影(ying)響(xiang)其(qi)自(zi)動(dong)化(hua)改(gai)造(zao)的(de)難(nan)度(du)之(zhi)一(yi)就(jiu)是(shi)成(cheng)本(ben)的(de)考(kao)量(liang)。成(cheng)本(ben)如(ru)果(guo)超(chao)過(guo)了(le)其(qi)預(yu)算(suan)，市(shi)場(chang)的(de)培(pei)育(yu)也(ye)無(wu)法(fa)施(shi)展(zhan)
，目(mu)前(qian)工(gong)業(ye)3D視覺的市場滲透率並不高。

3.市場與供應鏈的不成熟
、不完善。對於一些需要采購3D視覺的產品的廠商來說，前期的產品量需求較少，在這種情況下
，工業3Dshijiaochangshangwufatongguoguimohuadeshouduanfentanchanpinchengben，ershichangzhongyouhendadeyibufenqianzaiyonghudoushiduijiageyijigongyinglianmingandeyonghu
，chuyuzaoqifazhanjieduandegongye3D視覺產品撬動市場較困難。

4.產線的適配與周期長。千行百業的產線定製化需求使得設備具備非標性，通用性差，對於工廠來說不同的業務場景、生產環節
，甚至不同工廠之間的需求都不盡相同，製造過程中的多品種
、xiaopiliangyingxiangqiyedegaizaonandu。shebeijiaofuzhihouhaixuyaojingguoyiduanshijiandetiaoshi，zuizhongyuchanxianshipeicaikeyi

，cunzaiyidingdezhouqiyingxiangzheqiyedezidonghuagaizaojijixing。

從選取工業3D視覺產品的客戶來看，用戶選取的標準與工廠自身的特點
、預算情況而定，而這也就意味著工業3D視覺廠商必須在提供適配產品能力的前提下也要具有吸引力的價格，雙方的成本與預算需要磨合到一個合適的平衡點。

這些要求限製了3D視覺技術在工業製造領域的廣泛落地。處於發展初期的工業3D視覺係統規模化商業場景並不成熟，並且產品定製化程度高，市場整體呈現分散
、碎片化的狀態，3D視shi覺jiao係xi統tong技ji術shu仍reng然ran需xu要yao在zai這zhe個ge市shi場chang中zhong不bu斷duan摸mo滾gun打da爬pa，在zai一yi個ge個ge細xi分fen場chang景jing中zhong摸mo索suo與yu開kai拓tuo，尋xun找zhao差cha異yi化hua

，完wan善shan產chan品pin與yu提ti升sheng服fu務wu市shi場chang的de能neng力li，以yi賦fu能neng未wei來lai工gong業ye互hu聯lian網wang的de升sheng級ji。

工業3D視覺的未來“視界”

作為工業生產線機器設備的重要感知部分

，近年來在工業4.0的升級改造背景中，工業3D視覺技術作為核心技術單元之一產業化進展迅速，目前加速在多個製造行業中滲透

，整個產業鏈規模也呈現加速擴容的情形。

GGII數據顯示，隨著機器視覺技術在工業領域的廣泛應用，預計到2023年我國機器視覺市場規模將達到208.6億元
，其中3D視覺市場規模將達到34.28億元；預計至2025年我國3D視覺市場規模將超過100億元。

隨著智能製造、精密加工對於生產流程和檢測標準提出更高要求，3D視覺係統也向著更加廣泛的機器“視界”領域演進
，這些變化和要求使得3D視覺應用被打開，加速了3D機器視覺在製造業的廣泛落地。下一步在工業和智能化深度融合的過程中
，也會有這些趨勢變化呈現。

1.工業3D視覺技術的發展趨勢趨於高性能、多場景。隨著3Dchengxiangjishudebuduandiedai，jiqishijiaojishudexingnengyehuishuizhangchuangaowanggaoxingnengfangxiangfazhan。zhuyaobiaoxianweigongyexiangjichengxiangfenbianlvbuduantigao
，tuxiangcaijisuduyijichuanshudekekaoxingbuduanzengqiang，tongshiguangyuancongkejianguangxiangfeikejianguangkuozhan，xiangjicongdanguangpuxiangduo、高光譜延伸
，擴充機器視覺的應用場景。

2.向智能化，實時性發展。智能化主要以雲計算
，大數據
，人工智能等新技術為依托，運用深度學習等技術提高工業3D視覺技術處理、分析的能力，智能化將是未來工業3D視覺係統的核心賣點之一
，不斷提高企業生產效率和產品質量一致性。而在數字基建中作為核心發展的5G技術將與工業3D視覺技術結合，依托5G大帶寬
、低時延、高可靠性的性能為工業3D視覺提供實時的計算、高數據安全性，同時降低網絡中斷帶來的風險。

3. 工業3D視覺係統向集成化，小型化方向發展。隨著工業3D視覺係統核心零部件製造工藝和光學性能的不斷提升，未來工業3D視覺係統會逐漸往小型化，集成化方向發展，光學模組
、通信模組和計算模組
，會不斷集成到一個單一設備中

，集成化的設備也拓寬了機器視覺的應用領域。

第di四si代dai的de視shi覺jiao技ji術shu的de革ge新xin才cai剛gang剛gang開kai始shi，在zai超chao高gao精jing度du測ce量liang等deng領ling域yu，國guo內nei的de企qi業ye逐zhu漸jian邁mai出chu了le步bu伐fa，未wei來lai還hai有you非fei常chang廣guang闊kuo的de上shang升sheng空kong間jian。第di四si次ci視shi覺jiao革ge命ming為wei工gong業ye生sheng產chan線xian的de設she備bei賦fu予yu了le一yi雙shuang雙shuang智zhi慧hui立li體ti的de眼yan睛jing
，隨sui著zhe硬ying件jian設she備bei技ji術shu不bu斷duan進jin步bu，算suan法fa與yu軟ruan件jian持chi續xu優you化hua，機ji器qi除chu了le能neng看kan清qing立li體ti的de三san維wei世shi界jie，也ye會hui更geng能neng看kan“懂”世界。

工業3Dshijiaochangshangzaishengjidaguaidedaolushangyehuibuduandiwanshanjishutixi，kandegengkuaigengqingxi。wulunshichanyejie，haishitouzijie，douzaizhegekuaisuzengchangdeshichangzhonggeiyugongye3D視覺係統視覺信息正反饋的升維，更重要的是工業3D視覺在全球競爭格局裏不斷迭代，蹚出了一條中國化的競爭力升維。在這場轟轟烈烈的視覺革命中

，低成本
、高性能的工業3D視覺係統技術將作為未來工廠智能硬件設備的核心

，支撐AIOT智能硬件的快速發展，助推工業互聯網萬物互聯開啟。