從2D到3D，是替代之路還是并行之路？

物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)5.0和大規(guī)模定制等大趨勢推動著2D和3D嵌入式光學解決文案呈指數(shù)級增長，有不少人會基于目前2D視覺的市場規(guī)模來預(yù)測未來3D視覺具備的成長空間。2D視覺與3D視覺并不存在著絕對的替代關(guān)系，二者都將在各自適合的場景下，最大限度解決用戶生產(chǎn)難點，而3D視覺被認為是機器視覺領(lǐng)域新的技術(shù)突破，亦是新的商業(yè)風口。

機器視覺是指利用相機、攝像機等傳感器，配合機器視覺算法賦予智能設(shè)備人眼的功能，從而進行物體的識別、檢測、測量等功能。機器視覺是在上世紀 50 年代從統(tǒng)計模式識別開始的，當時的工作主要集中在二維圖像分析和識別。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，機器視覺從二維向三維過渡不但成為可能，更是必然的方向。

在2D視覺的基礎(chǔ)上，3D視覺增加了物理空間的深度信息，更全面、更真實地記錄了物理世界。不過，2D視覺依然是當前工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的主流，只是伴隨著測量精度要求越來越高，被測物體條件越來越復(fù)雜，3D視覺被認為是機器視覺領(lǐng)域新的技術(shù)突破，亦是新的商業(yè)風口。

根據(jù)gongkong?市場調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，未來隨著5G的發(fā)展和制造業(yè)的不斷升級，中國機器視覺市場需求將不斷增長。預(yù)計到2023年，我國機器視覺市場規(guī)模將達到66.8億，每年增長率接近20%。3D視覺將更趨于智能化、集成化、實時性、高性能、多場景應(yīng)用等方向。

3D未來會取代2D嗎？

有不少人會基于目前2D視覺的市場規(guī)模來預(yù)測未來3D視覺具備的成長空間。在我們看來，關(guān)注2D視覺與3D視覺的市場應(yīng)用比例比市場規(guī)模更具實際參考意義。目前，2D視覺與3D視覺的應(yīng)用占比大約在100:1，2D視覺的用量遠超3D視覺；未來經(jīng)過兩三年的時間發(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費浙平判斷，2D視覺與3D視覺的應(yīng)用占比大致會維持在10:1的水平。

這也意味著，2D視覺與3D視覺并不存在著絕對的替代關(guān)系；二者都將在各自適合的場景下，最大限度解決用戶生產(chǎn)難點。例如，在一些相對簡單的應(yīng)用領(lǐng)域中，對終端用戶來說，但凡用2D能夠解決的問題基本不會考慮用3D替代。這里面存在著產(chǎn)品力與ROI的雙重邏輯，一般而言越是簡單的技術(shù)產(chǎn)品穩(wěn)定性更佳，應(yīng)用更簡便，也對應(yīng)著成本更低。

而所有的生產(chǎn)制造活動追求的無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視覺未來的發(fā)展路徑不是絞盡腦汁去替代2D視覺，更應(yīng)該立足于解決2D視覺做不好或干不了的領(lǐng)域。只是，瞄準解決2D視覺做不好或干不了的事情，需要滿足兩個大前提。一個是，3D視覺技術(shù)需要持續(xù)迭代趨于成熟，自身具備解決問題的能力；第二個大前提是，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題，讓產(chǎn)品實現(xiàn)高性價比。

3D視覺行業(yè)的發(fā)展機遇

在工業(yè)自動化領(lǐng)域，3D機器視覺技術(shù)與機器人的結(jié)合更被業(yè)內(nèi)認為是未來的重要發(fā)展趨勢。以焊接引導為例，目前焊接機器人主要用于汽車等高端行業(yè)的盲焊工藝，每年5萬臺左右銷量；引入3D激光焊接視覺后，大大降低機器人在焊接領(lǐng)域的使用難度，未來將達到每年幾十萬臺的銷量規(guī)模。3D工業(yè)視覺，賦予機器人智能，客戶端的價值是更易用、更柔性，將激發(fā)每年百萬臺工業(yè)機器人和千萬臺服務(wù)機器人的市場規(guī)模。

質(zhì)量控制（QC）和檢驗是3D機器視覺技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的另一個重要應(yīng)用場景。配備視覺的機器能夠識別產(chǎn)品或物體中的異常或缺陷，并將其標記為不符合某些質(zhì)量保證規(guī)范。例如，硬幣字符檢測、電路板檢測，以及機器視覺的定位檢測，飲料瓶蓋的生產(chǎn)是否合格、是否有問題，產(chǎn)品的條碼字符的檢測識別，玻璃瓶的缺陷檢測等。3D視覺技術(shù)可以滿足工業(yè)級精度要求，實現(xiàn)智能3D掃描，獲取精準三維數(shù)據(jù)，高效剔除瑕疵品，幫助機器完成各種復(fù)雜任務(wù)。

3D人臉識別是一個方興未艾的應(yīng)用領(lǐng)域。人臉識別以前主要應(yīng)用在門禁考勤系統(tǒng)、防盜門等，目前電子護照及身份證也大量采用該項技術(shù)。公安、司法和刑偵利用人臉識別系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)，在全國范圍內(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別，也成了企業(yè)增強市場競爭力的手段。 

從落地來看，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，以及少部分消費應(yīng)用場景等，從探索到突破，在落地的路上逐顯繁榮。

近日，多家3D視覺企業(yè)完成融資。其中，上海芯歌智能宣布完成過億元B輪融資，以支持機器視覺行業(yè)的研發(fā)，同時加速團隊建設(shè)和市場布局。深圳寶鏈智能完成千萬級別的Pre-A輪融資，將主要用于多工藝場景的算法落地、團隊擴充、市場渠道覆蓋。高精度3D相機研發(fā)商知象光電宣布完成數(shù)千萬元B+輪融資，繼續(xù)投入新產(chǎn)品研發(fā)、市場拓展及產(chǎn)能建設(shè)。

可以看到，這些企業(yè)融資主要目標，一則加速技術(shù)研發(fā)，二則推進市場布局。這與當前3D視覺市場現(xiàn)狀密切關(guān)聯(lián)。在3D視覺產(chǎn)業(yè)智能化升級進程不斷加速的背景下，各企業(yè)都致力于基于3D視覺不同技術(shù)路線，拓展細分市場，實現(xiàn)相關(guān)產(chǎn)品的區(qū)別化應(yīng)用落地。特別是面對市場內(nèi)還未出現(xiàn)龍頭企業(yè)的現(xiàn)狀，未來一段時間，對于3D視覺企業(yè)卡位具有至關(guān)重要的意義。

 3D視覺賦能工業(yè)機器人

工業(yè)機器人是中國制造業(yè)發(fā)展的重要支撐，而3D視覺作為工業(yè)機器人的“眼睛”，它影響著工業(yè)機器人的行業(yè)應(yīng)用前景。通過3D視覺控制技術(shù)可以提高工業(yè)機器人工作的精度、速度及可靠性，3D視覺+工業(yè)機器人配套發(fā)展已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)人士關(guān)注的焦點。

當前，智能機器人在工業(yè)自動化領(lǐng)域中，搬運、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%。

機器視覺對于提高工業(yè)機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)過程中，3D視覺助力機器人實現(xiàn)更多高精度動作，拓寬其應(yīng)用場景，也大大提高了生產(chǎn)效率和柔性化程度。

雖然目前3D視覺+工業(yè)機器人滲透率較低，但隨著工業(yè)加工越來越精細，對設(shè)備的要求越來越高，3D視覺配合工業(yè)機器人解決方案將越來越多，滲透率也將逐年增高。

3D視覺+工業(yè)機器人配套發(fā)展，可以為工業(yè)機器人開拓更多應(yīng)用場景以及功能，但隨著市場發(fā)展，一些問題和難點也逐漸顯現(xiàn)出來。

難點一 軟件及協(xié)同策略

1）對識別非預(yù)期性缺陷等情況，3D視覺系統(tǒng)的學習能力和處理能力；2）3D視覺系統(tǒng)和機器臂的信號傳輸協(xié)同能力。

難點二 硬件的配置

硬件的不成熟對軟件的限制：1）夾爪能抓取工件的種類；2）機器人固有最高節(jié)拍；3）環(huán)境光以及反光等情況對視覺采集的影響等情況。

難點三 市場的成熟度

1）新興產(chǎn)業(yè)，批量應(yīng)用的行業(yè)和整體的市場規(guī)模還?。?/span>2）價格較貴，成本承受能力較強的客戶才會導入；3）對于設(shè)備故障，相關(guān)技術(shù)人員的經(jīng)驗?zāi)芰Σ蛔愕取?/span>

雖然目前行業(yè)發(fā)展存在難點，但3D視覺+工業(yè)機器人未來發(fā)展前景依然被看好。2021年3D視覺領(lǐng)域融資熱度不減，據(jù)不完全統(tǒng)計，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，未來行業(yè)會加快研發(fā)進程、實現(xiàn)快速發(fā)展。

2021年3D視覺領(lǐng)域融資事件表

總而言之，在3D視覺+工業(yè)機器人領(lǐng)域，所有企業(yè)面臨著相同的窗口期，誰能率先規(guī)模化落地，積累起大量客戶與典型案例，誰就能占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢。

結(jié)語：在3D視覺這片熱土上，本土創(chuàng)業(yè)廠商除了需要與基恩士、康耐視等國際大廠競爭，亦無法回避?？怠⒋笕A等國內(nèi)知名廠商，如何在重重競爭中脫穎而出？

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；第二點則是陪伴客戶與產(chǎn)業(yè)共同成長，3D視覺作為創(chuàng)新產(chǎn)品，正處于快速發(fā)展迭代過程中，與之對應(yīng)的客戶需求也在持續(xù)發(fā)生變化，精準把握客戶需求至關(guān)重要。