3D相機引領機器視覺市場增長
http://www.debgrams.com 2024-02-20 09:17 來源：Interact Analysis
得益于移動機器人市場和機器人揀選應用的強勢需求，未來五年，3D相機有望引領全球機器視覺市場增長。2022-2028年，全球3D機器視覺相機市場的年復合增長率（CAGR）預計為13%，遠高于全球機器視覺市場6.4%的預期增長率；全球3D相機的銷售額預計將從2022年的7.67億美元增長到2028年的近16億美元，其中飛行時間法（ToF）和雙目立體視覺（stereo-vision）方案的相機預計增長尤為強勁。
根據Interact Analysis最新發布的《機器視覺》研究報告，2023年全球機器視覺市場銷售額為62.6億美元，比2022年下降了2.8%。盡管2023年市場規模出現了小幅收縮，但我們預計未來五年，全球機器視覺市場將恢復穩定增長，年復合增長率達6.4%；2024年，市場規模預計將溫和增長1.4%。
預計未來5年，全球3D相機市場將以年均13%的速度強勁增長
3D相機的類型
根據不同技術路線，3D相機可以分為4種產品類型，每種類型都具有針對不同應用的關鍵特性和優勢。
結構光3D相機
結構光3D相機（Structured light 3D cameras）的基本原理是，將具有一定結構的光線序列通過編碼圖案形式投射到被拍攝的物體表面，并分析返回的編碼圖案與物體相互作用時的畸變或扭曲程度，從中計算場景中被拍攝物體的深度和形狀。該類型相機通常應用于需要精確測量和圖像采集的場景，目前常被部署在料箱抓取（bin picking）解決方案中。結構光3D相機通常比其他3D相機類型價格更高。Zivid 2相機是結構光3D相機的一個示例。
立體視覺3D相機
立體視覺相機（Stereo-vision cameras）是由兩個相機構成的成像設備，通過雙眼視差來計算得出深度。首先，這兩個相機捕捉同一物體在不同視角下的圖像。然后，利用圖像中對應點之間的視差來計算場景中物體的深度信息。這種類型的相機在機器人技術領域中應用最為廣泛，并且特別適合用于自動駕駛。這兩類應用領域為這種類型的相機提供了巨大的增長潛力。Basler的Stereo相機就屬于立體視覺相機。
飛行時間法3D相機
飛行時間法3D相機（Time-of-Flight 3D cameras）是一種通過測量光線從相機到物體并返回所需的時間來確定場景中物體距離的成像設備。這些相機最常用于需要高速采集圖像、但對圖像質量要求不嚴格的應用。對于移動機器人來說，飛行時間法3D相機也是一種成本更低的選擇，能夠使它們在作業中避開障礙物并在有其他機器人的場景中導航。Lucid的Helios 2屬于飛行時間法3D相機的一個示例。
激光三角法3D相機
激光三角法3D相機（Laser triangulation 3D cameras）基于激光三角測量原理來測量距離并創建物體的三維影像。該類型相機向目標物體表面投射激光線或圖案，然后觀察激光形成的光斑與物體相互作用時的變形或位移程度，在計算和處理捕捉到的信息之后，確定物體的深度或三維結構。由于其高精度和高分辨率，該類型相機更常用于質量檢查應用，并且也可以用于移動機器人導航。LMI的Chroma-Scan相機是激光三角法3D相機的一個產品示例
雙目立體視覺和飛行時間法3D相機價格較低，但我們預計這兩類產品市場將出現強勁增長。
上方圖表顯示了3D相機市場中每種產品類型的市場規模占比變化預測。值得注意的是雙目立體視覺相機和飛行時間法相機市場的增長——盡管到2028年，我們預計這兩種類型的3D相機市場規模占比僅僅分別增長3%和2%，但從出貨量來看，這一增長將相當可觀，因為相比其他兩種產品類型，這兩種相機的價格低很多。我們預計，在預測期（2023～2028）內，雙目立體視覺相機的復合年增長率為19%，飛行時間法相機的復合年增長率為17.3%，遠高于3D機器視覺相機市場的整體增長預測。
3D機器視覺相機的市場增長為何如此之快？
從長期角度來看，驅動3D相機市場高增長的關鍵因素，在于所有3D相機類型的價格預計都會下降。這使得客戶能夠將3D相機應用到系統升級中，替換速度較慢、準確度較低的2D系統。尤其在機器人應用中，我們預計3D相機將出現強勁增長，因為單個3D相機就能夠執行與多個2D相機相同的任務，從而使機器人工作速度更快，產線結構更緊湊。
此外，隨著3D相機市場繼續保持增長，每年都將會有更多新供應商入場，這會帶來價格競爭，導致產品價格的下降，從而使更多客戶能夠采用3D視覺系統。在中國，廠商通常以較低的價格銷售產品，以實現對進口產品的替代，這使得價格競爭尤為激烈，但也降低了客戶使用門檻，推動市場的長期增長。
在自動駕駛和料箱抓取應用場景中，3D機器視覺市場的增長尤其顯著。在我們的預測中，得益于3D相機的應用，這兩類機器視覺應用的復合年增長率最高。自動駕駛，尤其是移動機器人領域，增長非常快，供應商正越來越多地采用集成一個或多個3D相機來導航機器人的方案。根據Interact Analysis在移動機器人和機器人揀選應用市場的研究，未來幾年這兩個市場具備高成長確定性，因此相應的，機器視覺也將在這兩個領域顯著增長。
料箱抓取、碼垛和拆碼垛，也是3D機器視覺相機的主要增長領域。揀選機器人銷量的持續增長正在推動3D相機市場的快速擴張。
從2023到2028年，預計用于自動駕駛和料箱揀選應用的機器視覺市場復合年增長率分別為20.8%和19.2%。
3D機器視覺市場的新發展
越來越多新3D相機產品進入市場，以下是一些近期值得關注的新產品。
Photoneo: MotionCam 3D
該相機以其 3D 圖像采集而聞名，它使用并行結構光技術以高達 40m/s 的速度進行運動掃描，具有高分辨率且無模糊圖像。
Lucid Vision: Helios2 Ray
Lucid Vision Labs最新發布了一款名為 Helios2 Ray 的全新飛行時間相機，其分辨率為 0.3 Mpixel，距離可達 8.3 m，幀速率為 30 fps。該相機擁有四個激光二極管，能夠實時生成3D點云，即使在陽光下也能正常工作。
Orbecc：Gemini 2 XL
Orbecc推出了Gemini 2 XL立體視覺3D相機，專為苛刻的照明條件而設計。它能夠測量從0.4m到20m的深度，捕捉幀率高達20 fps。這款相機主要用于機器人和基于AI的視覺系統。
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