3D视觉检测：智能工业机器人从平面到立体的“视界”升级

近日，《2022年机器视觉产业发展蓝皮书》全球首次发布。该蓝皮书结合过往以及当下的行业发展节奏，透过市场现状、技术发展、资本布局、场景应用、企业案例和未来前景等多个角度的梳理，客观、真实地还原了机器视觉行业的整个发展脉络以及走势。

蓝皮书中提到，近年来我国机器视觉市场长期保持着20%的均速增长，其中2021年中国机器视觉市场增速超过45%。据高工机器人产业研究院（GGII）发布的数据披露，2021年2D视觉市场规模约为 117.20亿元，3D视觉市场约为11.51亿元，而据GGII预测，至2025年，3D视觉市场规模将超过100亿元。

优势明显，市场应用空间广阔

长久以来，机器视觉技术主要以2D图像分析和识别为主。随着传感器等硬件设备和AI算法等技术的不断发展，机器视觉实现了从二维向三维的跨越式升级，3D机器视觉技术开始走上工业应用舞台。

除技术自身的不断升级迭代之外，我国经济结构的转型也为3D机器视觉行业的发展提供了机遇。中国作为“世界工厂”，必定要从初级的生产制造向尖端制造转变，发展尖端制造，精密制造业必不可少。精密制造业对于精度要求也推动3D机器视觉在工业应用场景的推广。此外，劳动力人口红利的消失以及当前疫情的反复也在不断推动制造业以机器换人工，多种趋势表明机器替代势在必行，且技术不断朝着精密化、智能化方向发展。

3D机器视觉在技术发展以及市场需求的“双动力”下应运而生。3D机器视觉系统利用光学技术模拟人类视觉系统，具有精确坐标的三维点云，能够定位目标物体的高精度三维数字化模型。其突破了2D视觉受光源变化、依赖目标对象表面上的对比、无法处理高度信息等限制，为工业拆码垛、自动分拣等“痛点型”应用场景提供了专业的技术支持。

其主要工作原理为：红外激光发射器发射出近红外光，经过物体的反射后，图案被红外图像传感器（IR CIS）所接收，经过算法计算出物体所处的位置（Z轴）；而后可见光图像传感器采集二维平面（X与Y轴）的物体信息；两颗图像传感器的信息汇总至专用的图像处理芯片，从而得到三维数据，最终实现平面“视界”到立体“视界”的拓展。

3D视觉技术可以获取物体的深度信息，再通过算法的精准定位，让机器在生产过程中对物料的使用和把控更加精准，几乎可以用于工业生产的任何场景，如拆垛、分拣、检测、测量、避障等。在行业应用需求的推动下，3D机器视觉技术已经实现从单场景应用发展到为全产线生产赋能。

与3D视觉技术火热的发展态势相反，其市场应用规模在现阶段并未追赶上2D。2021年，2D视觉市场规模约为107.8亿元，3D视觉市场约为11.51亿元，但2021年全年3D视觉市场增速超过 100%。可以说，2D机器视觉技术是当下主流，而3D机器视觉技术是未来趋势。

紧抓机遇，积极推进3D视觉技术落地应用

3D视觉的崛起，让更多国产机器视觉品牌找到了激烈市场竞争中的突围缺口，深眸科技即是如此。围绕工业应用场景，深眸科技运用3D视觉识别技术推出了一套标准化工业解决方案，包括识别、运动路径规划、抓取、放置四部分，目前已在工业物流的周转箱拆垛项目中成功实现落地应用。

工业物流场景具有场景差异大，品类丰富且新增频繁等特性，周转箱的拆垛应用即是其中的典型代表之一。生产场景差异大，周转箱表面图案复杂不一、SKU种类繁多等痛点长时间导致机器视觉方案批量落地难度大。

3D视觉技术加持下，针对周转箱拆垛应用痛点，深眸科技推出“AI+3D+工业机器人”解决方案。首先利用AI算法模型快速完成应用搭建，而后通过红外图像传感器接收周转箱反射回的近红外光，经过算法计算出周转箱所处的位置，最后由工业机械臂完成对周转箱的抓取、拆垛。整个过程，工业机器人在180秒内同步完成视觉测距、定位、探测以及路线规划，实现精准拆垛。在一些复杂垛型中，搭载了3D视觉技术的工业机器人也能准确识别物体的摆放姿态（如紧密贴合、随意摆放、堆叠等），精准分割周转箱目标。

工业4.0时代，应用场景是机器视觉厂商发展3D机器视觉业务的重要资源。除上述项目外，在集装箱托盘计数等多个项目中，技术研发人员也成功运用3D视觉技术并取得优秀的落地成效。未来，深眸科技在巩固现有3D应用市场的同时，也将持续扩大技术优势，关注3D视觉技术应用发展，进一步突破行业应用，争取获得长足发展，为更多的制造企业提供优质的技术服务。