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1、 證 券 研 究 報證 券 研 究 報 告告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 行業研究行業研究 機械機械 2024 年年 05 月月 27 日日 “人形機器人的 Optimus 時刻”系列七 推薦推薦(維持)(維持)視覺感知:從機器視覺到“機器人之眼”視覺感知:從機器視覺到“機器人之眼”機器視覺:工業的慧眼機器視覺:工業的慧眼。機器視覺通過模擬人類視覺系統,賦予機器“看”和“認知”的能力,具備識別、測量、定位、檢測四大基礎功能。據中商產業,2022 年我國機器視覺市場規模 168.88 億元。在 AI、自動駕駛、人形機器人等新興場景的帶動下,預計 2
2、025 年將增至 349.03 億元。我國機器視覺企業的競爭力持續增強,??禉C器人、奧普特、凌云光、天準科技等國產品牌保持較高的增長。據賽迪顧問數據,2020 年,國產品牌在國內機器視覺市場中的份額首次突破 50%,并保持逐年增長。隨著國產品牌逐漸在自動化領域深耕,機器視覺領域的國外品牌光環或將逐步消退,國產工業機器視覺產品將有望逐漸成為工業智能化改造的首選。進口品牌進口品牌聚焦中聚焦中高端市場,核心部件國產高端市場,核心部件國產替代加速進行。替代加速進行。展望未來,預計國產替代進口的進程將從易到難,依次是光源、相機、鏡頭和開發軟件。在應用端,機器視覺設備的應用非常廣泛,尤其在消費電子領域已經
3、相當普遍。隨著國內制造業的升級和全球高端制造產能向中國的轉移,對高端精密機器視覺設備的需求或將同步增加,這將進一步推動國內機器視覺部件和設備廠商的技術迭代,并提升其對應用工藝的理解。3D 視覺視覺+新興應用場景新興應用場景掘掘挖挖機器視覺機器視覺全新全新藍海藍海賽道。賽道。隨著機器視覺硬件方案的日益成熟和算力的不斷提升,以及軟件在細分領域的解決方案、3D 算法和深度學習能力的持續優化,機器視覺在機器人等領域的應用廣度和深度不斷增加。機器視覺核心部件和設備企業表現出色的盈利能力,加之行業巨大的成長潛力和進口替代空間,為國內機器視覺企業提供了前所未有的歷史機遇。機器人視覺:算法還是傳感器?選擇的問
4、題。機器人視覺:算法還是傳感器?選擇的問題。人類約 70%的信息是通過人眼感知獲取的,人形機器人也將通過視覺感知獲取大量信息。目前在視覺方案上,每家人形機器人主機廠選擇的方案有所差異,隨著未來人形機器人出貨量的增長,技術的迭代升級,未來視覺方案也將會逐步優化定型。特斯拉Optimus 采用純視覺傳感器方案,搭載了 2D 視覺傳感器和與特斯拉車輛相同的 FSD 技術以及 Autopilot 相關神經網絡技術。人形機器人視覺方案目前主要以結構光、雙目或多目 RGB、TOF 等的組合方案為主;算法基礎強的廠商會采用更為簡單的傳感器方案,而算法相對薄弱的廠商會選擇更為核心的硬件,國外大廠已經較早的布局
5、和應用,國內市場還在逐步打開市場空間。國內廠商競速突圍,成長迅速國內廠商競速突圍,成長迅速。1)奧比中光:)奧比中光:3D 視覺傳感全技術路徑布局,消費及機器人場景拓展未來空間。公司是行業領先的機器人視覺及 AI 視覺科技公司,致力于構建機器人與 AI 視覺產業中臺、打造機器人的“眼睛”,在中國服務機器人 3D 視覺傳感器領域,公司市占率超過 70%。2)奧普特:)奧普特:硬件為基拓展解決方案,前瞻卡位優異賽道的機器視覺龍頭。公司擁有完整的機器視覺核心軟硬件產品,同時以核心光學技術為基礎,提供各種視覺、傳感器及運動部件等自動化核心產品及解決方案。3)凌云光:)凌云光:軟件起家全產業鏈布局,多行
6、業發力順行業東風。公司基于“光、機、電、算、軟”底層通用技術形成四大技術平臺,積累了蘋果、富士康、華為等行業龍頭客戶。4)天準)天準科技:科技:視覺裝備平臺企業,全新場景拓寬應用領域。公司面向精密制造領域,提供視覺測量、檢測、制程等高端裝備產品。行業投資評級與投資行業投資評級與投資建議。建議。機器視覺是人工智能最重要的前沿技術之一,以優越的性能助力工業自動化、智能化的發展。提質、增效、降本是智造升級的源動力,隨著我國逐漸步入老齡化社會,企業用工成本上升,機器使用提升或成為必然趨勢。國內廠商正加快機器視覺核心部件國產化,從低端向高端市場布局,逐步實現進口替代,看好擁有機器視覺基因,并具備平臺型拓
7、展能力的公司。給予機器視覺核心部件及設備機器視覺核心部件及設備行業“推薦”“推薦”評級,重點關注奧比中奧比中光、奧普特、凌云光和天準科技光、奧普特、凌云光和天準科技。風險提示:風險提示:人形機器人進展不及預期;國內廠商產品開發進度、核心客戶導入不及預期;原材料價格上漲增加成本風險;市場競爭加劇等。證券分析師:范益民證券分析師:范益民 電話:021-20572562 郵箱: 執業編號:S0360523020001 證券分析師:丁證券分析師:丁祎祎 郵箱: 執業編號:S0360523030001 行業基本數據行業基本數據 占比%股票家數(只)615 0.08 總市值(億元)42,018.99 4.
8、72 流通市值(億元)33,164.82 4.75 相對指數表現相對指數表現%1M 6M 12M 絕對表現 3.1%-6.7%-9.6%相對表現-0.7%-9.0%-2.7%相關研究報告相關研究報告 機械行業周報(20240513-20240518):地產政策再松綁,關注地產鏈裝備行業 2024-05-19 機械行業周報(20240506-20240511):工程機械顯復蘇跡象,裝備出海百花齊放 2024-05-12 工程機械行業點評報告:4 月挖機內銷增長13.3%超預期,地產松綁需求有望向上 2024-05-12 -29%-17%-4%8%23/0523/0823/1023/1224/03
9、24/052023-05-242024-05-24機械滬深300華創證券研究所華創證券研究所 “人形機器人的“人形機器人的 Optimus 時刻”系列七時刻”系列七 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 投資投資主題主題 報告亮點報告亮點 本篇報告以機器視覺向機器人視覺轉變為切入點,通過分析機器視覺核心功能、基礎硬件架構、行業情況和發展趨勢,認為隨著機器視覺硬件方案的日益成熟和算力的不斷提升,以及軟件在細分領域的解決方案、3D 算法和深度學習能力的持續優化,機器視覺在機器人等領域的應用廣度和深度不斷增加。機器視覺核心部件和設備企業表現出色的盈利能力,加之行
10、業巨大的成長潛力和進口替代空間,為國內機器視覺企業提供了前所未有的歷史機遇。同時梳理核心人形機器人主機廠的視覺方案,認為人形機器人視覺方案目前主要以結構光、雙目或多目 RGB、TOF 等的組合方案為主;算法基礎強的廠商會采用更為簡單的傳感器方案,而算法相對薄弱的廠商會選擇更為核心的硬件,國外大廠已經較早的布局和應用,國內市場還在逐步打開市場空間。投資邏輯投資邏輯 機器視覺是人工智能最重要的前沿技術之一,以優越的性能助力工業自動化、智能化的發展。提質、增效、降本是智造升級的源動力,隨著我國逐漸步入老齡化社會,企業用工成本上升,機器使用提升或成為必然趨勢。國內廠商正加快機器視覺核心部件國產化,從低
11、端向高端市場布局,逐步實現進口替代,看好擁有機器視覺基因,并具備平臺型拓展能力的公司。給予機器視覺核心部件及設備行業“推薦”評級,重點關注奧比中光、奧普特、凌云光和天準科技。fY9WcWeUeZeZaYdX9PaOaQmOqQpNsOlOoOtOeRnPxP7NoOyRvPrNtOMYoOvN “人形機器人的“人形機器人的 Optimus 時刻”系列七時刻”系列七 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 3 目目 錄錄 一、一、機器視覺:工業的慧眼機器視覺:工業的慧眼.6(一)機器視覺:智能感知的核心.6(二)機器視覺系統的四大基本架構.7 1、工業相機:捕
12、捉和分析對象的核心部件.8 2、鏡頭:機器視覺的“眼球”.11 3、光源:提供視覺照明方案.13 4、圖像處理軟件:以算法為核心競爭力.15(三)行業:整體市場空間廣闊,國產化率加速提升.16(四)趨勢:應用場景拓寬以及 3D 比例提升.17 二、二、機器人視覺:算法還是傳感器?選擇的問題機器人視覺:算法還是傳感器?選擇的問題.20 1、特斯拉 Optimus:2D 視覺傳感器FSD.20 2、小米:Mi-Sense 視覺系統(iToF+RGB).21 3、優必選:四目系統及雙 RGBD 傳感器.21 4、宇樹科技:3D 激光雷達深度相機.22 三、三、國內廠商競速突圍,成長迅速國內廠商競速突
13、圍,成長迅速.23(一)奧比中光:3D 視覺傳感全技術路徑布局,消費及機器人場景拓展未來空間.23(二)奧普特:硬件為基拓展解決方案,前瞻卡位優異賽道的機器視覺龍頭.24(三)凌云光:軟件起家全產業鏈布局,多行業發力順行業東風.25(四)天準科技:視覺裝備平臺企業,全新場景拓寬應用領域.26 四、四、行業觀點及重點關注個股行業觀點及重點關注個股.26 五、五、風險提示風險提示.27 “人形機器人的“人形機器人的 Optimus 時刻”系列七時刻”系列七 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 4 圖表目錄圖表目錄 圖表 1 人工智能產業架構圖.6 圖表 2
14、機器視覺的四大基礎功能.7 圖表 3 機器視覺系統的典型構架.7 圖表 4 機器視覺和人類視覺對比.8 圖表 5 面陣相機和線陣相機.8 圖表 6 CCD 與 CMOS.9 圖表 7 CCD 與 CMOS 性能比較.9 圖表 8 我國 2D 工業相機市場規模及預測(億元).10 圖表 9 國內外工業相機參與廠商.10 圖表 10 我國 3D 工業相機市場規模及預測(億元).11 圖表 11 遠心鏡頭與一般鏡頭成像區別.12 圖表 12 我國光學鏡頭市場規模(億元).12 圖表 13 國內外主要鏡頭供應商.13 圖表 14 機器視覺光源分類.14 圖表 15 全球機器視覺光源行業市場規模.14
15、圖表 16 我國機器視覺光源行業市場規模.14 圖表 17 全球視覺照明梯隊.15 圖表 18 圖像處理軟件.15 圖表 19 我國機器視覺軟件品牌銷售規模(億元).16 圖表 20 全球機器視覺市場規模(億元).16 圖表 21 我國機器視覺市場規模(億元).16 圖表 22 全球機器視覺市場分布情況.17 圖表 23 2021 年全球機器視覺市場競爭格局情況.17 圖表 24 我國機器視覺市場國產品牌滲透率.17 圖表 25 機器視覺主要下游應用市場.18 圖表 26 機器視覺下游應用分布情況.18 圖表 27 我國半導體領域機器視覺市場規模.18 圖表 28 我國汽車領域機器視覺市場規模
16、.18 圖表 29 主流的 3D 成像技術.18 圖表 30 2023 年我國機器視覺 2D3D 占比(市場規??趶剑?19 圖表 31 機器視覺向機器人視覺轉變.20 圖表 32 Optimus 搭載 2D 視覺傳感器.20 圖表 33 Optimus 視覺識別.20 “人形機器人的“人形機器人的 Optimus 時刻”系列七時刻”系列七 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 5 圖表 34 特斯拉 FSD 芯片+D1 芯片.21 圖表 35 小米 Mi Sense 視覺技術.21 圖表 36 優必選人形視覺方案.22 圖表 37 宇樹科技 G1 視覺方
17、案.22 圖表 38 公司“機器人與 AI 視覺”產品矩陣.23 圖表 39 奧比中光的產品在 Automate 2024 展會亮相.24 圖表 40 奧普特主要情況.24 圖表 41 凌云光發展歷史.25 圖表 42 公司主要產品.25 圖表 43 公司主要下游行業.26 圖表 44 相關公司盈利預測(2024 年 5 月 24 日).27 “人形機器人的“人形機器人的 Optimus 時刻”系列七時刻”系列七 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 6 一、一、機器視覺:工業機器視覺:工業的慧的慧眼眼(一)(一)機器視覺機器視覺:智能感知智能感知的核心的
18、核心 機器視覺是指通過機器視覺產品(即圖像攝取裝置,分 CMOS 和 CCD 兩種)將被攝取目標轉換成圖像信號、轉送給專用的圖像處理系統,根據像素分布和亮度、顏色等信息,轉變成數字化信號;圖像系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征,進而根據判別的結果來控制現場的設備動作。美國制造工程師協會(SME)機器視覺分會和美國機器人工業協會(RIA)自動化視覺分會關于機器視覺作了以下定義:機器視覺是通過光學的裝置和非接觸的傳感器,自動地接收和處理一個真實物體的圖像,以獲得所需信息或用于控制機器人運動的裝置。圖表圖表 1 人工智能產業架構圖人工智能產業架構圖 資料來源:華創證券整理 機器視覺主要集中在
19、四大功能:識別、測量、定位和檢測。機器視覺主要集中在四大功能:識別、測量、定位和檢測。隨著機器視覺技術不斷成熟和進步,它的應用變得越來越廣泛,逐步替代人工檢測,有效提高生產效率和生產的自動化程度。目前機器視覺主要集中在以下四大功能:識別、測量、定位和檢測。識別功能是基于目標物的特征進行甄別,例如外形、顏色、字符、條碼等;測量功能是指把獲取的圖像像素信息標定成常用的度量衡單位,然后在圖像中精確地計算出目標物的幾何尺寸,應用場景包括尺寸標注和測量等;定位功能指獲得目標物體的位置信息,從而引導生產設備或檢測設備進行精準定位或移動;檢測功能一般指外觀檢測,應用場景有裝配后的完整性檢測、外觀缺陷檢測等。
20、“人形機器人的“人形機器人的 Optimus 時刻”系列七時刻”系列七 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 7 圖表圖表 2 機器視覺的四大基礎功能機器視覺的四大基礎功能 資料來源:雙翌光電科技,華創證券整理(二)(二)機器視覺機器視覺系統的系統的四大四大基本架構基本架構 機器視覺系統主要包括光學成像、圖像傳感器、圖像處理、機器視覺系統主要包括光學成像、圖像傳感器、圖像處理、IO 和顯示五大模塊和顯示五大模塊。光學成像模塊設計合理的光源和光路,通過鏡頭將物方空間信息投影到像方,從而獲取目標物體的物理信息;圖像傳感器模塊負責信息的光電信號轉換,目前主流的圖
21、像傳感器分為CCD 與 CMOS 兩類;圖像處理模塊基于以 CPU 為中心的電路系統或信息處理芯片,搭配完整的圖像處理方案和數據算法庫,提取信息的關鍵參數;IO 模塊輸出機器視覺系統的結果和數據;顯示模塊方便用戶直觀監測系統的運行過程,實現圖像的可視化。圖表圖表 3 機器視覺系統的典型構架機器視覺系統的典型構架 資料來源:奧普特招股書,華創證券 相對于人類視覺而言,機器視覺在量化程度、灰度分辨力、空間分辨力和觀測速度等方相對于人類視覺而言,機器視覺在量化程度、灰度分辨力、空間分辨力和觀測速度等方面存在顯著優勢。面存在顯著優勢。其利用相機、鏡頭、光源和光源控制系統采集目標物體數據,借助視覺控制系
22、統、智能視覺軟件和數據算法庫進行圖形分析和處理,軟硬系統相輔相成,為下游自動化、智能化制造行業賦予視覺能力。隨著深度學習、3D 視覺技術、高精度成像技術和機器視覺互聯互通技術的發展,機器視覺性能優勢進一步提升,應用領域也向多個維度延伸?!叭诵螜C器人的“人形機器人的 Optimus 時刻”系列七時刻”系列七 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 8 圖表圖表 4 機器視覺和人類視覺對比機器視覺和人類視覺對比 性能比較性能比較 機器視覺機器視覺 人工檢測人工檢測 適應性適應性 適應性差,容易受復雜環境變化影響適 適應性強,可在復雜環境中識別目標 智能性智能性
23、可利用人工智能及神經網絡技術,但不能很好識別變化目標 具有高級智能,可運用邏輯分析及推理能力識別變化目標和總結規律 彩色識別彩色識別 對色彩的分辨能力較差,但可量化 對色彩識別能力強易受到人的心理影響不量化 灰度分辨率灰度分辨率 高,目前一般使用 256 灰度級,采集系統可具有 10bit、12bit、16bit 等灰度級 低,只能分辨 64 個灰度級 空間分辨力空間分辨力 目前有 4K*4K 的面陣攝像機和 12K 的線陣攝像機,通過設備各種光學鏡頭,可以觀測小物件至微米,大物件至天體的目標 分辨力較差,無法觀看微小的目標 速度速度 快門時間可達到 10s,高速相機幀速可達到 1000 幀/
24、s 以上,處理器的速度越來越快 0.1s 的視覺暫留使人眼無法看清快速運動目標 感光范圍感光范圍 從紫外光到紅外光的較寬光譜范圍,另外有 X 光等特殊攝像機 400nm-750nm 范圍的可見光 環境環境 對環境適應性強,另外可加防護裝置 對環境溫度、濕度的適應性差,很多作業環境對人體有害 資料來源:新機器視覺公眾號 1、工業相機:工業相機:捕捉和分析對象捕捉和分析對象的核心部件的核心部件 工業相機工業相機最本質的功能就是將光信號轉變成有序的電信號。最本質的功能就是將光信號轉變成有序的電信號。工業相機一般安裝在機器流水線上代替人眼來做測量和判斷,通過數字圖像攝取目標轉換成圖像信號,傳送給專用的
25、圖像處理系統,圖像系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征,進而根據判別的結果來控制現場的設備動作。工業相機按傳感器的結構特性分為線陣相機和面陣相機;按照輸出信號的方式分為模擬相機和數字相機;按照響應頻率的范圍分為可見光(普通)相機、紅外相機和紫外相機等。圖表圖表 5 面陣相機和線陣相機面陣相機和線陣相機 類型類型 簡介簡介 面陣相機面陣相機 面陣相機的像元是陣列排列,陣列中的每個感光單元對應一個像素,被拍攝的目標的一個面被成像,目標與相機之間可以是靜止的,也可以是相對運動的。面陣相機可以在短時間內曝光、一次性獲取完整的目標圖像,具有測量圖像直觀的優勢,常應用于測量目標物體的形狀、尺寸與溫度
26、等信息。線陣相機線陣相機 線陣相機的感光單元排列是一維的,每次曝光僅是目標上的一條線被成像,形成一行圖像,隨著目標物體與相機之間的相對運動,相機連續曝光,最后形成一幅二維圖像。線陣相機幅面寬,像元尺寸較靈活,行頻高,常應用于一維動態目標的測量,如需要極大的視野或極高的精度或被測視野為細長的帶狀,多用于滾筒上檢測的問題。資料來源:AI圖像公眾號工業相機之相機分類|視覺硬件篇 “人形機器人的“人形機器人的 Optimus 時刻”系列七時刻”系列七 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 9 圖像傳感器按照半導體感光元器件類型的差異主要分為兩大類:圖像傳感器按照半
27、導體感光元器件類型的差異主要分為兩大類:CCD 和和 CMOS。CCD(charge coupled device)和 CMOS(complementary metal oxide semiconductor)都基于光電效應將光信號轉換為電信號。CCD是電荷耦合器件的簡稱,在感光像點接受光照之后,感光元件產生對應的電流,電流大小與光強對應,因此感光元件直接輸出的電信號是模擬的。CMOS 是互補金屬氧化物半導體的簡稱,CMOS 傳感器中每一個感光元件都直接整合了放大器和模數轉換邏輯,當感光二極管接受光照、產生模擬的電信號之后,電信號首先被該感光元件中的放大器放大,然后直接轉換成對應的數字信號。圖
28、表圖表 6 CCD 與與 CMOS 資料來源:Teledyne,華創證券 CCD 和和 CMOS 有各自的優缺點,根據其特點應用于不同的場合。有各自的優缺點,根據其特點應用于不同的場合。隨著 CMOS 傳感器在消費電子設備上的大量應用推動了 CMOS 技術的發展,其性能已顯著提高,而制造成本大幅下降。CMOS 傳感器的分辨率和圖像質量正在逼近 CCD 傳感器。憑借高速度(幀速率)、高分辨率(像素數)、低功耗以及最新改良的噪聲指數、量子效率及色彩觀念等各方面優勢,CMOS 芯片逐漸在 CCD 芯片主導的領域里占據了一席之地,在工業圖像處理的眾多領域正逐步取代 CCD 傳感器。圖表圖表 7 CCD
29、 與與 CMOS 性能比較性能比較 性能性能 CCD CMOS 靈敏度靈敏度 高 低 像素像素 低,百萬像素級 高,可達億像素級 成像質量成像質量 高 低 采樣率采樣率 低 高 幀率幀率 低 高 ROI 不支持 可支持 功耗功耗 高 低 集成度集成度 低,需要外圍 ADC 高,直接輸出標準數字信號 芯片工藝難度芯片工藝難度 高,良率提高較難 低 成本成本 高 低 資料來源:傳感器技術公眾號,華創證券整理 2023 年我國年我國 2D 工業相機市場規模達工業相機市場規模達 37.9 億元。億元。國產 2D 工業相機自 2016 年開始起量,較低的產品售價以及針對中低端市場的打法對外資品牌造成了一
30、定沖擊,導致 2D 工業相機在國內銷量持續上升,但是相機均價卻逐年下降的現象。2021 年以來,區域性影響以及支柱性下游需求疲軟導致機器視覺需求量增速出現較大幅度下滑。從市場規模來看,GGII 數據顯示,2023 年我國 2D 工業相機市場規模為 37.90 億元,同比增長 8.12%。伴 “人形機器人的“人形機器人的 Optimus 時刻”系列七時刻”系列七 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 10 隨下游行業迎來恢復性增長,據 GGII 預計,2028 年 2D 工業相機市場規模將超過 70 億元,2024-2028 年復合增長率超過 14%。圖表圖
31、表 8 我國我國 2D 工業相機市場規模及預測(億元)工業相機市場規模及預測(億元)資料來源:高工機器人(GGII),華創證券 國產化進程加速,國產品牌主導地位初步形成。國產化進程加速,國產品牌主導地位初步形成。全球 2D 工業相機行業由國外知名企業如德國 Basler、加拿大 DALSA、美國康耐視等主導。我國對于工業相機的研究起步較晚,最初主要由大恒圖像等幾家老牌相機公司代理國外品牌。近些年我國也逐步發展出一批自主研發工業相機的國產品牌,如大恒圖像、??禉C器人、華??萍己途S視圖像等。目前我國工業相機行業主要布局于中低端市場,逐步實現進口替代;而在高分辨率、高速的高端工業相機領域仍以進口品牌
32、為主。據 GGII 數據,從市場競爭格局看,2023 年??禉C器人、華??萍純杉翌^部企業出貨量合計占比超過 60%,我國 2D 工業相機市場的國產化進程將持續深入。圖表圖表 9 國內外工業相機參與廠商國內外工業相機參與廠商 廠商廠商 國家國家 簡介簡介 Basler 德國 Basler 是世界領先的工業相機和高質量數字相機的開發商和制造商,提供多種面陣相機和線陣相機產品線,包括具有 CMOS 和 CCD 芯片的工業相機,用于工廠自動化、醫療和生命科學、智能交通以及眾多其他市場。DALSA 加拿大 DALSA 是世界上一流的高性能數字成像設備和半導體產品制造商,憑借其高端 CCDCMOS 芯片研
33、發生產能力,可以為用戶提供線陣、面陣、TDI 等各種類型的工業數字相機。Baumer 瑞士 Baumer 長期以來以生產高質量傳感器著稱,為國際工廠及過程自動化行業應用提供創新性的高質量傳感器產品,具有精確性、可靠性、堅固性和緊湊設計等特性。Cognex 美國 Cognex 為制造自動化領域提供視覺系統、視覺軟件、視覺傳感器和表面檢測系統,是全球領先的提供商。0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%01020304050607080201620172018201920202021202220232024E2028E市場規模(億元)同比增長(%)“人形機器人的“人形機器人的
34、 Optimus 時刻”系列七時刻”系列七 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 11 大恒圖像 北京 大恒圖像成立于 1991 年,是中科院下屬上市公司大恒科技的全資子公司。擁有超過二十年的圖像采集硬件研發和生產經驗,旗下的CCD/CMOS 工業數字相機產品線覆蓋多種接口及分辨率。??禉C器人 浙江杭州 ??禉C器人是??低曌庸?,開辟機器視覺、行業無人機、移動機器人三大領域。機器視覺業務形成了涵蓋全系列工業相機、智能相機、智能讀碼器、立體相機、視覺控制器、算法平臺、鏡頭及相關配件的產品布局,產品廣泛應用于 3C、電子半導體、物流等工業自動化各領域。資料來
35、源:各公司官網,智鳶機電,華創證券整理 我國我國 3D 工業相機發展迅速,成長空間廣闊。工業相機發展迅速,成長空間廣闊。據 GGII 數據顯示,2023 年我國 3D 工業相機市場規模 23.62 億元,同比增長 28.35%。從整體來看,雖然市場增速出現下滑,但 3D視覺確定性趨勢已形成,據 GGII 預計,2024 年 3D 工業相機市場仍將延續增長態勢,2028 年市場規模將接近 80 億元,2024-2028 年復合增長率約 29%。整體來看,目前我國3D 工業相機市場仍處于早期市場發展階段,市場競爭激烈,尚未出現明顯市場格局。但是從應用場景來看,內外資品牌應用場景有明顯劃分:外資品牌
36、主要應用于汽車、3C、鋰電池、半導體晶圓檢測、芯片檢測等中高端領域中,產品價值量相對更高,而國產品牌則更多專注于物流、工程機械、金屬加工、3C 電子等中低端場景領域中。圖表圖表 10 我國我國 3D 工業相機市場規模及預測(工業相機市場規模及預測(億元)億元)資料來源:高工機器人(GGII),華創證券 2、鏡頭:機器視覺的“眼球”鏡頭:機器視覺的“眼球”鏡頭是機器視覺圖像采集部分重要的成像部件。鏡頭是機器視覺圖像采集部分重要的成像部件。鏡頭的主要作用是將目標成像在圖像傳感器的光敏面上,分辨率、對比度、景深以及像差等指標對成像質量具有關鍵性影響。在機器視覺系統中,鏡頭的主要功能是將成像目標對準圖
37、像傳感器的光敏表面。機器視覺系統處理的所有圖像信息均通過鏡頭得到,鏡頭的質量直接影響到視覺系統的整體性能。按功能分類,鏡頭可分為定焦鏡頭、變焦鏡頭、變光圈鏡頭;按視角可分為普通鏡頭、廣角鏡頭和遠攝鏡頭;其他特殊用途的鏡頭有遠心鏡頭、顯微鏡頭、微距鏡頭、紫外鏡頭和紅外鏡頭等。0%20%40%60%80%100%120%0102030405060708090201620172018201920202021202220232024E2028E市場規模(億元)同比增長(%)“人形機器人的“人形機器人的 Optimus 時刻”系列七時刻”系列七 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(200
38、9)1210 號 12 圖表圖表 11 遠心鏡頭與一般鏡頭成像區別遠心鏡頭與一般鏡頭成像區別 資料來源:moritex,華創證券 2023 年我國年我國光學鏡頭光學鏡頭市場規模達市場規模達 161.3 億元。億元。隨著光電子技術快速發展,作為光電子領域重要信息輸入端口的光學鏡頭應用范圍也從最初的光學顯微鏡、望遠鏡、膠片相機等領域不斷向安防視頻監控、數碼相機、攝像機、智能手機等領域滲透。隨著移動互聯網、物聯網、人工智能等技術快速發展,光學鏡頭的應用領域進一步拓寬,智能駕駛、智能家居、全景/運動相機、VR/AR 設備、無人機、3D Sensing、機器視覺等新興領域層出不窮,為光學鏡頭及攝像模組行
39、業的持續發展注入了新的動力。據中商產業研究院,2023年中國光學鏡頭市場規模達到 161.3 億元,較上年增長 3.9%;2024 年中國光學鏡頭市場規模將達到 173.90 億元。圖表圖表 12 我國光學鏡頭市場規模(億元)我國光學鏡頭市場規模(億元)資料來源:中商產業研究,華創證券 國內優質廠商從中低端市場開始布局、逐步向高端產品拓展,國內優質廠商從中低端市場開始布局、逐步向高端產品拓展,實現國產替代,實現國產替代,未來將迎未來將迎來高速發展。來高速發展。海外機器視覺工業鏡頭細分領域發展較早,德國、日本品牌占據著全球主要市場份額。國內廠商在工業鏡頭領域目前體量較小,但許多企業依托高性價比優
40、勢布局中低端市場,且發展迅速,如東莞普密斯。同時,也有以深圳東正光學、江蘇慕藤光為0%2%4%6%8%10%12%14%16%020406080100120140160180200201920202021202220232024E市場規模(億元)YoY “人形機器人的“人形機器人的 Optimus 時刻”系列七時刻”系列七 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 13 主的部分企業通過整合制造設備和多種技術平臺,已經能夠提供全系列工業鏡頭,進軍高端產品領域。圖表圖表 13 國內外主要鏡頭供應商國內外主要鏡頭供應商 廠商廠商 國家國家 簡介簡介 Navitar
41、 美國 Navitar 總部位于紐約州羅切斯特,是領先的優質光學系統制造商和供應商,為機器視覺和生物醫學診斷行業提供全面的定制光學解決方案。施耐德 德國 施耐德是有著近百年歷史的德國老牌光學廠商,也一直是高品質工業用鏡頭、攝影鏡頭、濾鏡、電影投影鏡頭和光學配件的國際市場領軍者之一。在工業領域被廣泛應用于科學研究、機器人、機器視覺、工業檢測和郵件分選等??柌趟?德國 蔡司集團起源于 1846 年,發展至今已建立四大業務部門:半導體制造技術、研究和質量技術、醫療技術和視力保健/消費光學產品。作為全球光學和光電行業的技術領導者,蔡司致力于開發、生產和行銷測量技術、顯微鏡、醫療技術、眼鏡片、相機與電
42、影鏡頭、望遠鏡和半導體生產設備。CBC 日本 CBC 株式會社成立于 1925 年,從 1981 年的光學業務并購開始,擴大了制造業務,而且環境商務、IT&機器人相關業務,以及近年發展迅速的醫藥品、還有與生物醫農藥有關的貿易業務也得到和很大發展。公司不斷加速全球化進程,目前已在世界約 20 個國家擁有 50 個網點。東正光學 廣東深圳 東正光學聚焦于“光學技術應用探索、創新”,致力于“產品多元化、業務全球化”,參與多項國家級光學技術相關工程項目。公司歷經十余年技術革新和市場開拓,已逐步形成以工業質量控制、影視傳媒、消費光學、半導體檢測為主要業務領域。在全球范圍內,東正光學的產品和服務已遍及 3
43、0 多個國家和地區。慕藤光 江蘇昆山 慕藤光成立于 2011 年,是智能成像光學系統引領者。旗下產品覆蓋光學鏡頭、工業光源、傳感器、相機、圖像軟件、智能成像光學系統等七大版塊。公司十余年深耕行業,已經和 ASM、??怂箍?、新益昌、大族激光、華為、德龍激光、矽電半導體等企業建立深度業務合作,產品服務中、美、德、法、英等多國市場,覆蓋亞歐美洲。資料來源:各公司官網,華創證券整理 3、光源:提供視覺照明方案光源:提供視覺照明方案 光源對于機器視覺中的圖像采集部分具有重要影響,為后續圖像識別與分析奠定必要的光源對于機器視覺中的圖像采集部分具有重要影響,為后續圖像識別與分析奠定必要的基礎基礎。光源是影響
44、成像質量的重要因素,它的作用是突出物體的特點,抑制不相關特征,提高被探測區域和未探測區域的反差,并保證光源有足夠的亮度和穩定性,從而保證圖像的成像質量。由于光源種類繁多,為了獲得最佳的使用效果,需要根據實際情況選擇適當光源。在選擇光源時,選擇不同的光源以達到反射的目的,并吸收不必要的光。與民用照明光源相比,機器視覺光源在照度、均勻性和穩定性三個核心指標上有較高的要求,按照類別區分,光源可分為 LED 光源、鹵素燈以及高頻熒光燈;按照形狀區分,光源也可分為環形、條形、平面、線等形狀?!叭诵螜C器人的“人形機器人的 Optimus 時刻”系列七時刻”系列七 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:
45、證監許可(2009)1210 號 14 圖表圖表 14 機器視覺光源分類機器視覺光源分類 資料來源:CCS,華創證券 機器視覺光源行業市場規??焖僭鲩L機器視覺光源行業市場規??焖僭鲩L,國內發展潛力較大,國內發展潛力較大。隨著機器視覺的廣泛應用,全球機器視覺光源的規模也在不斷提升。根據前瞻產業研究,2019-2022 年全球機器視覺光源市場規模逐年增長,2022 年增長至 71.5 億元,同比增長 9.3%。我國機器視覺光源行業經歷了從起步到發展壯大再到技術創新與國際化的過程,目前已經具備較強的競爭力,中低端產品基本實現了國產化替代。在未來的發展中,隨著人工智能、智能制造等領域的快速發展,機器視
46、覺光源行業有望在技術創新、產品質量和應用領域等方面取得更大突破。據前瞻產業研究,2022 年,我國機器視覺光源行業的市場規模增長至 13.9 億元,預計 2023-2027 年將以 23%的 CAGR 增長,到 2027 年市場規模將達到 43 億元。圖表圖表 15 全球機器視覺光源行業市場規模全球機器視覺光源行業市場規模 圖表圖表 16 我國機器視覺光源行業市場規模我國機器視覺光源行業市場規模 資料來源:前瞻產業研究院,華創證券 資料來源:前瞻產業研究院,華創證券 全球視覺照明可分為三梯隊。全球視覺照明可分為三梯隊。全球的視覺照明市場早期由海外企業占據大部分市場,如日本的 CCS、美國的 A
47、I。近年來中國廠家逐步崛起,出現了奧普特、沃德普、銳視光電、緯朗光電等專業的機器視覺光源制造商,其技術足以與國際廠商競爭。從市場競爭梯隊來看,以代表企業占據全球市場份額為依據進行分類,第一梯隊主要為市場份額大于 5%的企業,其中以日本 CCS 為代表,其全球市場份額達到 10%以上;隨著中國市場在全球市場占比的不斷提升,中國龍頭企業奧普特也位于全球市場第一梯隊。第二梯隊的代表企業主要包括美國 AI、中國銳視光電、中國康視達、中國嘉勵等企業,其市場份額位于1%-5%之間。第三梯隊主要為機器視覺光源業務占比較小或企業整體市場規模較小的企0%2%4%6%8%10%12%14%010203040506
48、070809010020192020202120222023E2024E市場規模(億元)YoY0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%051015202520192020202120222023E2024E市場規模(億元)YoY “人形機器人的“人形機器人的 Optimus 時刻”系列七時刻”系列七 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 15 業,以日本 Moritex、中國沃德普和中國緯朗光電等企業為代表,機器視覺光源市場規模不足 1%。圖表圖表 17 全球視覺照明梯隊全球視覺照明梯隊 資料來源:前瞻產業研究院,華創證券整理 4、圖
49、像處理軟件:以算法為核心競爭力圖像處理軟件:以算法為核心競爭力 機器視覺系統的視覺處理使用算法來分析傳感器產生的數字圖像機器視覺系統的視覺處理使用算法來分析傳感器產生的數字圖像。視覺處理涉及一系列步驟,在外部(通過計算機)或在內部(對于獨立機器視覺系統)執行。首先,數字圖像從圖像傳感器中提取出來并傳送到計算機。接下來,通過突出圖像上的必要特征來準備用于分析的數字圖像。然后分析圖像以定位需要觀察和測量的特定特征。完成對特征的觀察和測量后,會將它們與定義和預編程的規范和標準進行比較。最后,做出決定,并傳達結果。具體說,機器視覺軟件類似人的“大腦”,通過圖像處理算法完成對目標物的識別、定位、測量、檢
50、測等功能。機器視覺軟件分為底層算法和二次開發的軟件包兩類。前者是包含大量處理算法的工具庫,用以開發特定應用,主要使用者為集成商與設備商。后者是封裝好的、用以實現某些功能的應用軟件,主要供最終用戶使用。圖表圖表 18 圖像處理軟件圖像處理軟件 資料來源:維視智造,華創證券 機器視覺軟件以自主研發或開源平臺的二次開發為主。機器視覺軟件以自主研發或開源平臺的二次開發為主。據 GGII 數據顯示,2023 年我國機器視覺軟件品牌銷售規模 22.05 億元,同比增長 5.25%;預計至 2028 年,該市場規模將超過 40 億元,同時品牌銷售的占比有望超過 45%。從競爭格局看,MVTec 的 Halc
51、on “人形機器人的“人形機器人的 Optimus 時刻”系列七時刻”系列七 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 16 和??禉C器人的 Vision Master 占據前兩位,康耐視的 Vision Pro 位居第三。從整體來看,由于中國市場大部分視覺應用廠商都是基于自主研發軟件或開源平臺的二次開發為主,因此目前真正對外采購品牌軟件的占比相對較小。圖表圖表 19 我我國機器視覺軟件品牌銷售規模國機器視覺軟件品牌銷售規模(億元)(億元)資料來源:高工機器人(GGII),華創證券(三)(三)行業:行業:整體市場空間廣闊整體市場空間廣闊,國產,國產化率加速提升
52、化率加速提升 全球近千億市場,國內增速較高。全球近千億市場,國內增速較高。隨著工業自動化技術的不斷發展,機器視覺在工業領域的應用越來越多,機器視覺市場規模不斷擴大。據中商產業,2022 年全球機器視覺市場規模為 879.17 億元,2025 年將突破 1200 億元。我國市場已經成為全球機器視覺市場規模增長最快的市場之一,2022 年我國機器視覺市場規模 168.88 億元。隨著機器視覺硬件方案的不斷成熟和運算能力的提升,以及軟件在各種應用解決方案、3D 算法、深度學習能力的不斷完善,機器視覺加快向新能源鋰電、光伏等其他領域滲透,在 AI、自動駕駛、人臉識別等新興技術興起的帶動下,預計 202
53、5 年將增至 349.03 億元。圖表圖表 20 全球機器視覺市場規模(億元)全球機器視覺市場規模(億元)圖表圖表 21 我國機器視覺市場規模(億元)我國機器視覺市場規模(億元)資料來源:中商產業研究院,華創證券 資料來源:中商產業研究院,華創證券 2021 年年我國成為全球第三大機器視覺國家。我國成為全球第三大機器視覺國家。機器視覺發展早期,市場主要集中在歐美和日本,2021 年北美機器視覺市場占比 62%,其次為歐洲,占比為 15%,日本占比 10%。隨著全球制造中心向中國轉移,2021 年中國已是繼美國、日本之后的第三大機器視覺領域應用市場,占全球市場份額的 7%。歐美國家在機器視覺技術
54、與產業的發展領先于中國,0%10%20%30%40%50%60%051015202530354045201620172018201920202021202220232024E2028E品牌銷售規模(億元)同比增長(%)0%2%4%6%8%10%12%14%16%0200400600800100012001400201820192020202120222023E2024E2025E市場規模(億元)YoY0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%050100150200250300350400201820192020202120222023E2024E2025E市場規模(億元)
55、YoY “人形機器人的“人形機器人的 Optimus 時刻”系列七時刻”系列七 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 17 全球機器視覺主要參與者為以基恩士、康耐視、巴勒斯等為代表的國際廠商為主。據中商產業,全球機器視覺市場中,基恩士份額最大,占據 54.9%的市場,康耐視緊隨其后,市場份額 9.0%;中國廠商天準科技、奧普特市場份額較小。圖表圖表 22 全球機器視覺市場分布情況全球機器視覺市場分布情況 圖表圖表 23 2021 年全球機器視覺市場競爭格局情況年全球機器視覺市場競爭格局情況 資料來源:中商產業研究院,華創證券 資料來源:中商產業研究院,華創
56、證券 國產品牌逐漸成長壯大。國產品牌逐漸成長壯大。我國機器視覺企業的競爭力也持續增強,??禉C器人、奧普特、凌云光、天準科技等國產品牌保持較高的增長。據賽迪顧問數據,2020 年,國產品牌在國內機器視覺市場中的份額首次突破 50%,并保持逐年增長。隨著國產品牌逐漸在自動化領域深耕,機器視覺領域的國外品牌光環或將逐漸消退,國產工業機器視覺產品有望逐漸成為工業智能化改造的首選。圖表圖表 24 我國機器視覺市場國產品牌滲透率我國機器視覺市場國產品牌滲透率 資料來源:賽迪顧問,華創證券(四)(四)趨勢:應用場景拓寬以及趨勢:應用場景拓寬以及 3D 比例提升比例提升 機器視覺目前主要應用在消費電子、汽車制
57、造、制藥、食品與包裝、印刷等領域。機器視覺目前主要應用在消費電子、汽車制造、制藥、食品與包裝、印刷等領域。據中商產業,機器視覺產品種類繁多,涵蓋了多個應用領域。據中商產業,從下游應用領域市場占比來看,目前 3C 電子行業市場份額最高,占比為 31.6%。其次分別為半導體、鋰電池、醫藥、食品包裝、物流倉儲、汽車,占比分別為 10.2%、8.9%、8.1%、6.3%、5.8%、1.0%。在消費電子行業,機器視覺應用于高精度制造和質量檢測,包括圓晶切割、3C 表面檢測、觸摸屏制造、AOI 光學檢測、PCB 印刷電路、電子封裝等。在汽車制造行業,機器視覺幾乎涉及所有系統和部件的制造流程,例如車身裝配檢
58、測、面板印刷和質量檢北美,62%歐洲,15%日本,10%中國,7%其他,6%基恩士,54.90%康耐視,9.00%巴勒斯,2.20%天準科技,1.70%奧普特,1.20%其他,31.00%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2015201620172018201920202021E2022E國產品牌國外品牌 “人形機器人的“人形機器人的 Optimus 時刻”系列七時刻”系列七 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 18 測、字符檢測、零件尺寸的精密測量、工業零部件表面缺陷檢測等。圖表圖表 25 機器視覺主要下游應用市場機器視
59、覺主要下游應用市場 圖表圖表 26 機器視覺下游應用分布情況機器視覺下游應用分布情況 資料來源:GGII(高工機器人),華創證券 資料來源:中商產業研究院,華創證券 圖表圖表 27 我國半導體領域機器視覺市場規模我國半導體領域機器視覺市場規模 圖表圖表 28 我國汽車領域機器視覺市場規模我國汽車領域機器視覺市場規模 資料來源:GGII(高工機器人),華創證券 資料來源:GGII(高工機器人),華創證券 2D 視覺系統的一般原理是通過攝像頭拍攝平面照片,然后通過圖像分析或比對來識別物視覺系統的一般原理是通過攝像頭拍攝平面照片,然后通過圖像分析或比對來識別物體,主要依據是物體一個平面上的特征。體,
60、主要依據是物體一個平面上的特征。由于 2D 視覺無法獲得物體的空間坐標信息,因此無法完成物體平面度、表面角度、體積等測量,同時也難以區分顏色相近的表面。同時成像的對比度對結果的分析至關重要,因此特別依賴于光照和顏色/灰度變化,易受照明條件的影響。2D 向 3D 的轉變將成為視覺技術繼黑白到彩色、低分辨率到高分辨率、靜態圖像到動態影像后的第四次革命。圖表圖表 29 主流的主流的 3D 成像技術成像技術 技術技術 雙目成像雙目成像 3D 結構光結構光 TOF 激光三角法激光三角法 原理原理 雙攝像頭 投影條紋斑點編碼 紅外光反射時間差 光學三角原理 弱光環境弱光環境 弱 良好(受光源影響)良好(不
61、受外界光源影響)良好(受光源影響)3C電子,31.6%半導體,10.2%鋰電池,8.9%醫藥,8.1%食品包裝,6.3%物流倉儲,5.8%汽車,1.0%其他,28.1%-10%0%10%20%30%40%50%60%70%05101520253035404550201620172018201920202021 2022E 2023E 2024E 2025E市場規模(億元)同比增長(%)0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%051015202530354045201620172018201920202021 2022E 2023E 2024E 2025E市場規模(億元)同比增長
62、(%)“人形機器人的“人形機器人的 Optimus 時刻”系列七時刻”系列七 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 19 強光環境強光環境 良好 弱 一般 弱 深度精確度深度精確度 高 一般 低 一般 分辨率分辨率 良好 良好 一般 良好 響應時間響應時間 一般 慢 快 快 識別距離識別距離 與雙攝像頭距離有關 短(5 米以內)一般(10 米以內)短 軟件要求軟件要求 高 一般 一般 高 成本成本 高 高 一般 一般 功耗功耗 低 一般 低 一般 缺點缺點 低光環境差 易受光源影響 平面分辨率差 易受光源影響 資料來源:深眸科技,華創證券 2D 機器視覺技
63、術具有局限性,機器視覺技術具有局限性,3D 可以作為有效補充??梢宰鳛橛行аa充。3D 視覺技術增加了旋轉、俯仰、橫擺三個維度,更能還原真實立體世界,通過 3D 視覺傳感器采集 3D 輪廓信息,形成 3D點云,實現平面度、翹曲度、段差、曲面輪廓度等 3D 尺寸量測。工業控制對精度、柔性的要求高,場景還原度更好、魯棒性更強的 3D 有望加速滲透。盡管目前 2D 視覺可以滿足絕大部分行業對檢測的需求,但涉及到立體工件、精度要求高的檢測仍需 3D 視覺來配合。通過增加 3D 視覺模塊,增加工業機器人的環境感知能力,可以拓寬應用場景。圖表圖表 30 2023 年我國機年我國機器視覺器視覺 2D3D 占比
64、占比(市場規??趶剑ㄊ袌鲆幠?趶剑┵Y料來源:中商產業研究院,華創證券 2D,87.24%3D,12.76%“人形機器人的“人形機器人的 Optimus 時刻”系列七時刻”系列七 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 20 二、二、機器人視覺:算法還是傳感器?選擇的問題機器人視覺:算法還是傳感器?選擇的問題 圖表圖表 31 機器視覺向機器人視覺轉變機器視覺向機器人視覺轉變 資料來源:華創證券整理 因為在視覺方案上,每家人形機器人主機廠選擇的方案有所差異,整體來看算法基礎強的廠商會采用更為簡單的傳感器方案,而算法相對薄弱的廠商會選擇更為核心的傳感器,隨著未來
65、人形機器人出貨量的增長,技術的迭代升級,未來視覺方案也將會逐步優化定型。下面主要對核心廠商人形機器人視覺方案進行梳理:1、特斯拉特斯拉 Optimus:2D 視覺傳感器視覺傳感器FSD 特斯拉 Optimus 的純視覺傳感器方案的實現,離不開多任務學習 Hydra Nets 神經網絡架構。特斯拉 Optimus 搭載了與特斯拉車輛相同的 FSD 技術以及 Autopilot 相關神經網絡技術,其大腦使用的是自研的 AI 訓練 Dojo D1 芯片和超級計算機 Dojo。特斯拉 FSD 系統已可以實現每 1.5 毫秒 2500 次搜索的超高效率,預測可能出現的各種情況,并在其中找到最安全、最舒適
66、、最快速的自動駕駛路徑。在經過完全自動駕駛能力系統的實際應用驗證后,特斯拉強大的 FSD 計算機視覺技術已可直接應用于機器人。圖表圖表 32 Optimus 搭載搭載 2D 視覺傳感器視覺傳感器 圖表圖表 33 Optimus 視覺識別視覺識別 資料來源:Tesla轉引自甲子光年,華創證券 資料來源:Tesla轉引B站 自機器人科學與技術,華創證券 “人形機器人的“人形機器人的 Optimus 時刻”系列七時刻”系列七 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 21 圖表圖表 34 特斯拉特斯拉 FSD 芯片芯片+D1 芯片芯片 資料來源:與非網,華創證券 2
67、、小米:小米:Mi-Sense 視覺系統視覺系統(iToF+RGB)小米 Cyber One 的 Mi-Sense 視覺系統采用 iToF+RGB 方案。iToF 無法獲取物體的顏色紋理信息,RGB 相機可獲取物體豐富的顏色紋理信息,將 RGB 與 iToF 相結合既能得到物體的深度信息,又可獲取物體的顏色紋理信息,這可大大拓展其應用領域。RGB 信息可用于物體檢測識別,深度信息可用于建圖避障等,RGB+iToF 在諸多領域可實現 1+12 的作用。圖表圖表 35 小米小米 Mi Sense 視覺技術視覺技術 資料來源:小米官網,華創證券 3、優必選:優必選:四目系統及雙四目系統及雙 RGBD
68、 傳感器傳感器 優必選 WALKER X 的視覺模塊創新升級四目系統及雙 RGBD 傳感器,采用胸部四目視覺,頭部+腰部雙 RGBD,以及腰部 4*毫米波雷達避障。SLAM 視覺導航自主路徑規劃:基于多目視覺傳感器的三維立體視覺定位采用 Coarse-to-fine 的多層規劃算法,第一視角實景 AR 導航交互及 2.5D 立體避障技術實現動態場景下全局最優路徑自主導航。實現定 “人形機器人的“人形機器人的 Optimus 時刻”系列七時刻”系列七 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 22 位精度 10cm,導航精度 20cm,精定位精度 1cm?;谏?/p>
69、度學習的物體檢測與識別算法、人臉識別算法和跨風格人臉數據生成技術,可在復雜環境中識別人臉、手勢、物體等信息,豐富準確地理解和感知外部環境。圖表圖表 36 優必選人形視覺方案優必選人形視覺方案 資料來源:優必選官網,華創證券 4、宇樹科技:宇樹科技:3D 激光雷達深度相機激光雷達深度相機 圖表圖表 37 宇樹科技宇樹科技 G1 視覺方案視覺方案 資料來源:宇樹科技公眾號,華創證券 人形機器人視覺方案目前主要以結構光、雙目或多目 RGB、TOF 等的組合方案為主。國外大廠已經較早的布局和應用,國內市場還在逐步打開市場空間?!叭诵螜C器人的“人形機器人的 Optimus 時刻”系列七時刻”系列七 證監
70、會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 23 三、三、國內廠商國內廠商競速突圍競速突圍,成長迅速成長迅速(一)(一)奧比中光:奧比中光:3D 視覺傳感全技術路徑布局,消費及機器人場景拓展未來空間視覺傳感全技術路徑布局,消費及機器人場景拓展未來空間 奧比中光是行業領先的機器人視覺及 AI 視覺科技公司,致力于構建機器人與 AI 視覺產業中臺、打造機器人的“眼睛”?;谧匝行酒腿珬J较到y技術,奧比中光為機器人、3D 掃描、生物識別等行業客戶及全球開發者提供高性能的 3D 視覺傳感器及機器人與 AI視覺方案,助力新興行業釋放價值、推動傳統行業智能化升級。擁有自建生產
71、基地,奧比中光具備百萬級量產能力,提供靈活可靠的 ODM/OEM 服務。奧比中光為全球超過1000 家客戶與開發者提供“研發+制造”的一站式產品和服務,在中國服務機器人 3D 視覺傳感器領域,公司市占率超過 70%。圖表圖表 38 公司公司“機器人與“機器人與 AI 視覺”產品矩陣視覺”產品矩陣 資料來源:公司年報,華創證券 公司與微軟、英偉達聯合研發制造,融合微軟第一代深度相機 Azure Kinect 的全部性能,并集成英偉達 Jetson Nano 深度算力平臺,其主要應用于機器人、物流、制造、工業、零售、醫療保健和健身解決方案等領域的 3D 視覺開發。2024 年 5 月 6 日9 日
72、,奧比中光在美國芝加哥舉辦的北美最大自動化技術展 Automate 2024 亮相,帶來了新一代全場景雙目 3D 相機Gemini 330 系列,獲得眾多專業機器人開發者的關注。其中,奧比中光 Gemini 335L 相機融合英偉達 Isaac ROS VSLAM 和 Nvblox 技術,幫助自主移動機器人(AMR)在復雜環境中能夠實時視覺建圖、定位以及高精度 3D 場景重建,實現更高效的自主機器人導航?!叭诵螜C器人的“人形機器人的 Optimus 時刻”系列七時刻”系列七 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 24 圖表圖表 39 奧比中光的產品在奧比中
73、光的產品在 Automate 2024 展會展會亮相亮相 資料來源:奧比中光官方賬號,華創證券(二)(二)奧普特:硬件為基拓展解決方案,前瞻卡位優異賽道的機器視覺龍頭奧普特:硬件為基拓展解決方案,前瞻卡位優異賽道的機器視覺龍頭 奧普特是我國國內較早進入機器視覺領域的企業之一。在成立之初,以機器視覺核心部件中的光源產品為突破口,奧普特進入了當時主要為國際品牌所壟斷的機器視覺市場。在十幾年的發展過程中,公司堅持“深耕優勢、以點帶面、以面促點、逐個突破”的發展路徑,將產品線逐步拓展至其他機器視覺部件。奧普特擁有完整的機器視覺核心軟硬件產品,自主產品線已全面覆蓋視覺算法庫、智能視覺平臺、深度學習(工業
74、 AI)、光源、光源控制器、工業鏡頭、工業相機、智能讀碼器、3D 傳感器、一鍵測量傳感器、工業傳感器產品。同時,奧普特以核心光學技術為基礎,加大在先進工業傳感器領域的研發投入,持續推出多品類工業傳感器;結合資本優勢,在運動產品領域進行布局,擬并購成熟協同企業,拓展產品線。以此為基礎,公司能夠向下游客戶提供各種視覺、傳感器及運動部件等自動化核心產品及解決方案,提升客戶粘性及公司競爭力。圖表圖表 40 奧普特主要情況奧普特主要情況 資料來源:公司官網,華創證券 “人形機器人的“人形機器人的 Optimus 時刻”系列七時刻”系列七 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)12
75、10 號 25 (三)(三)凌云光:軟件起家全產業鏈布局,多行業發力順行業東風凌云光:軟件起家全產業鏈布局,多行業發力順行業東風 凌云光深耕機器視覺二十余年,是行業領先的可配置視覺系統、智能視覺裝備和核心視覺器件的產品與解決方案提供商,聚焦機器視覺主營業務方向,以“AI+視覺”技術創新為基礎,致力于成為視覺人工智能與光電信息領域的全球領導者。面向消費電子、新能源、印刷包裝、新型顯示等領域,為客戶提供智能制造與質量檢測的多元化產品與解決方案,通過產品持續創新助力行業智能制造的轉型升級;面向傳媒、影視、游戲、動漫、直播等領域,提供運動捕捉、數字建模等內容制作工具及 AIGC 智能內容創作服務。圖表
76、圖表 41 凌云光發展歷史凌云光發展歷史 資料來源:公司官網,華創證券 公司堅持以客戶為中心,以推動行業發展為己任,積極把握人工智能時代的戰略機遇,基于“光、機、電、算、軟”底層通用技術形成四大技術平臺,為客戶提供差異化、高質量、高性價比的多元化產品和解決方案。經過二十余年的行業深耕,積累了蘋果、富士康、華為、小米、寧德時代、京東方、央視總臺、咪咕等各行業的龍頭客戶。凌云光將利用在機器視覺行業形成的先發優勢,繼續夯實底層技術,積極開拓新的應用領域。圖表圖表 42 公司主要產品公司主要產品 資料來源:公司官網,華創證券 “人形機器人的“人形機器人的 Optimus 時刻”系列七時刻”系列七 證監
77、會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 26 (四)(四)天準科技天準科技:視覺裝備平臺企業視覺裝備平臺企業,全新場景拓寬應用領域,全新場景拓寬應用領域 天準科技致力于以領先技術推動工業數字化智能化發展,致力打造卓越視覺裝備平臺企業,主要產品包括視覺測量裝備、視覺檢測裝備、視覺制程裝備和智能駕駛方案等。天準面向精密制造領域,提供視覺測量、檢測、制程等高端裝備產品,促進制造業向更高效率、更高質量和更高智能化發展。同時在智能駕駛領域,提供域控制器、邊緣計算產品與解決方案,推動行業進步。圖表圖表 43 公司主要下游行業公司主要下游行業 資料來源:公司官網,華創證券 四
78、、四、行業觀點及重點關注個股行業觀點及重點關注個股 機器視覺:工業的慧眼。機器視覺:工業的慧眼。機器視覺通過模擬人類視覺系統,賦予機器“看”和“認知”的能力,具備識別、測量、定位、檢測四大基礎功能。據中商產業,2022 年我國機器視覺市場規模 168.88 億元。在 AI、自動駕駛、人形機器人等新興場景的帶動下,預計 2025年將增至 349.03 億元。我國機器視覺企業的競爭力持續增強,??禉C器人、奧普特、凌云光、天準科技等國產品牌保持較高的增長。據賽迪顧問數據,2020 年,國產品牌在國內機器視覺市場中的份額首次突破 50%,并保持逐年增長。隨著國產品牌逐漸在自動化領域深耕,機器視覺領域的
79、國外品牌光環或將逐漸消退,國產工業機器視覺產品將有望逐漸成為工業智能化改造的首選。進口品牌聚焦中高端市場,核心部件國產替代加速進行。進口品牌聚焦中高端市場,核心部件國產替代加速進行。展望未來,國產替代進口的進程將從易到難,依次是光源、相機、鏡頭和開發軟件。在應用端,機器視覺設備的應用非常廣泛,尤其在消費電子領域已經相當普遍。隨著國內制造業的升級和全球高端制造產能向中國的轉移,對高端精密機器視覺設備的需求將同步增加,這將進一步推動國內機器視覺部件和設備廠商的技術迭代,并提升其對應用工藝的理解。3D 視覺視覺+新興應用場景掘挖機器視覺全新藍海賽道。新興應用場景掘挖機器視覺全新藍海賽道。隨著機器視覺
80、硬件方案的日益成熟和算力的不斷提升,以及軟件在細分領域的解決方案、3D 算法和深度學習能力的持續優化,機器視覺在機器人等領域的應用廣度和深度不斷增加。機器視覺核心部件和設備企業表現出色的盈利能力,加之行業巨大的成長潛力和進口替代空間,為國內機器視覺企業提供了前所未有的歷史機遇。機器人視覺:算法還是傳感器?選擇的問題。機器人視覺:算法還是傳感器?選擇的問題。人類約 70%的信息是通過人眼感知獲取的,人形機器人也將通過視覺感知獲取大量信息。目前在視覺方案上,每家人形機器人主機廠選擇的方案有所差異,隨著未來人形機器人出貨量的增長,技術的迭代升級,未來視覺方案也將會逐步優化定型。特斯拉 Optimus
81、 采用純視覺傳感器方案,搭載了 2D 視覺傳 “人形機器人的“人形機器人的 Optimus 時刻”系列七時刻”系列七 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 27 感器和與特斯拉車輛相同的 FSD 技術以及 Autopilot 相關神經網絡技術。人形機器人視覺方案目前主要以結構光、雙目或多目 RGB、TOF 等的組合方案為主;算法基礎強的廠商會采用更為簡單的傳感器方案,而算法相對薄弱的廠商會選擇更為核心的硬件,國外大廠已經較早的布局和應用,國內市場還在逐步打開市場空間。國內廠商競速突圍,成長迅速。國內廠商競速突圍,成長迅速。1)奧比中光:3D 視覺傳感全技術
82、路徑布局,消費及機器人場景拓展未來空間。公司是行業領先的機器人視覺及 AI 視覺科技公司,致力于構建機器人與 AI 視覺產業中臺、打造機器人的“眼睛”,在中國服務機器人 3D 視覺傳感器領域,公司市占率超過 70%。2)奧普特:硬件為基拓展解決方案,前瞻卡位優異賽道的機器視覺龍頭。公司擁有完整的機器視覺核心軟硬件產品,同時以核心光學技術為基礎,提供各種視覺、傳感器及運動部件等自動化核心產品及解決方案。3)凌云光:軟件起家全產業鏈布局,多行業發力順行業東風。公司基于“光、機、電、算、軟”底層通用技術形成四大技術平臺,積累了蘋果、富士康、華為等行業龍頭客戶。4)天準科技:視覺裝備平臺企業,全新場景
83、拓寬應用領域。公司面向精密制造領域,提供視覺測量、檢測、制程等高端裝備產品。行業投資評級與投資建議:行業投資評級與投資建議:機器視覺是人工智能最重要的前沿技術之一,以優越的性能助力工業自動化、智能化的發展。提質、增效、降本是智造升級的源動力,隨著我國逐漸步入老齡化社會,企業用工成本上升,機器使用提升或成為必然趨勢。國內廠商正加快機器視覺核心部件國產化,從低端向高端市場布局,逐步實現進口替代,看好擁有機器視覺基因,并具備平臺型拓展能力的公司。給予機器視覺核心部件及設備機器視覺核心部件及設備行業“推薦”評級,重點關注奧比中光、奧普特、凌云光和天準科技奧比中光、奧普特、凌云光和天準科技。圖表圖表 4
84、4 相關相關公司盈利預測公司盈利預測(2024 年年 5 月月 24 日)日)公司代碼公司代碼 簡稱簡稱 股價股價 EPS PE 23A 24E 25E 26E 23A 24E 25E 26E 奧比中光-UW 688322 25.24 -0.7-0.4 0.0 0.3-54.49-70.83-1,856.8 94.16 奧普特 688686 65.43 1.6 2.4 3.1 3.9 70.68 26.72 21.14 16.61 凌云光 688400 16.46 0.4 0.5 0.6 0.7 46.5 36.3 26.5 25.0 天準科技 688003 32.92 1.1 1.4 1.8
85、 2.1 29.4 23.4 18.6 15.3 資料來源:Wind,華創證券 注:奧比中光、奧普特、凌云光、天準科技參考Wind一致預期 五、五、風險提示風險提示(1)人形機器人進展不及預期。盡管特斯拉人形機器人取得較大進展,但量產落地時間、節奏仍有不確定性;(2)國內廠商產品開發進度、核心客戶導入不及預期。若國內廠商產品研發進度緩慢,未必會進入特斯拉供應鏈;(3)原材料價格上漲增加成本風險。原材料價格上漲會導致國內廠商產品價格優勢減少,從而影響供應鏈導入;(4)市場競爭加劇將影響產業鏈盈利能力等?!叭诵螜C器人的“人形機器人的 Optimus 時刻”系列七時刻”系列七 證監會審核華創證券投資
86、咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 28 機械組團隊介紹機械組團隊介紹 組長、首席分析師:范益民組長、首席分析師:范益民 上海交通大學機械碩士,CFA,5 年工控產業經歷,7 年機械行業研究經驗,2023 年加入華創證券研究所。2019 年金牛獎機械行業最佳分析團隊;2019,2022 年 Choice 最佳分析師及團隊。分析師:丁分析師:丁祎祎 新南威爾士大學金融碩士,上海財經大學本科,曾任職于國海證券,華鑫證券,2023 年加入華創證券研究所。助理分析師:胡明柱助理分析師:胡明柱 哈爾濱工業大學金融工程博士,國信證券應用經濟學博士后。具有機械本碩及金融博士復合學歷背景。2
87、023 年加入華創證券研究所。助理研究員:陳宏洋助理研究員:陳宏洋 上海交通大學機械工程博士,曾就職于中泰證券研究所,2023 年加入華創證券研究所。助理研究員:於爾東助理研究員:於爾東 南京大學工學碩士。2023 年加入華創證券研究所?!叭诵螜C器人的“人形機器人的 Optimus 時刻”系列七時刻”系列七 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210 號 30 華創行業公司投資評級體系華創行業公司投資評級體系 基準指數說明:基準指數說明:A 股市場基準為滬深 300 指數,香港市場基準為恒生指數,美國市場基準為標普 500/納斯達克指數。公司投資評級說明:公司投資評
88、級說明:強推:預期未來 6 個月內超越基準指數 20%以上;推薦:預期未來 6 個月內超越基準指數 10%20%;中性:預期未來 6 個月內相對基準指數變動幅度在-10%10%之間;回避:預期未來 6 個月內相對基準指數跌幅在 10%20%之間。行業投資評級說明:行業投資評級說明:推薦:預期未來 3-6 個月內該行業指數漲幅超過基準指數 5%以上;中性:預期未來 3-6 個月內該行業指數變動幅度相對基準指數-5%5%;回避:預期未來 3-6 個月內該行業指數跌幅超過基準指數 5%以上。分析師聲分析師聲明明 每位負責撰寫本研究報告全部或部分內容的分析師在此作以下聲明:分析師在本報告中對所提及的證
89、券或發行人發表的任何建議和觀點均準確地反映了其個人對該證券或發行人的看法和判斷;分析師對任何其他券商發布的所有可能存在雷同的研究報告不負有任何直接或者間接的可能責任。免責聲明免責聲明 本報告僅供華創證券有限責任公司(以下簡稱“本公司”)的客戶使用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。本報告所載資料的來源被認為是可靠的,但本公司不保證其準確性或完整性。本報告所載的資料、意見及推測僅反映本公司于發布本報告當日的判斷。在不同時期,本公司可發出與本報告所載資料、意見及推測不一致的報告。本公司在知曉范圍內履行披露義務。報告中的內容和意見僅供參考,并不構成本公司對具體證券買賣的出價或詢價。本報告所載
90、信息不構成對所涉及證券的個人投資建議,也未考慮到個別客戶特殊的投資目標、財務狀況或需求??蛻魬紤]本報告中的任何意見或建議是否符合其特定狀況,自主作出投資決策并自行承擔投資風險,任何形式的分享證券投資收益或者分擔證券投資損失的書面或口頭承諾均為無效。本報告中提及的投資價格和價值以及這些投資帶來的預期收入可能會波動。本報告版權僅為本公司所有,本公司對本報告保留一切權利。未經本公司事先書面許可,任何機構和個人不得以任何形式翻版、復制、發表、轉發或引用本報告的任何部分。如征得本公司許可進行引用、刊發的,需在允許的范圍內使用,并注明出處為“華創證券研究”,且不得對本報告進行任何有悖原意的引用、刪節和修
91、改。證券市場是一個風險無時不在的市場,請您務必對盈虧風險有清醒的認識,認真考慮是否進行證券交易。市場有風險,投資需謹慎。華創證券研究所華創證券研究所 北京總部北京總部 廣深分部廣深分部 上海分部上海分部 地址:北京市西城區錦什坊街 26 號 恒奧中心 C 座 3A 地址:深圳市福田區香梅路 1061 號 中投國際商務中心 A 座 19 樓 地址:上海市浦東新區花園石橋路 33 號 花旗大廈 12 層 郵編:100033 郵編:518034 郵編:200120 傳真:010-66500801 傳真:0755-82027731 傳真:021-20572500 會議室:010-66500900 會議室:0755-82828562 會議室:021-20572522