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机械行业“人形机器人的Optimus时刻”系列七:视觉感知从机器视觉到“机器人之眼”-240527(29页).pdf

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机械行业“人形机器人的Optimus时刻”系列七:视觉感知从机器视觉到“机器人之眼”-240527(29页).pdf

1、 证 券 研 究 报证 券 研 究 报 告告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 行业研究行业研究 机械机械 2024 年年 05 月月 27 日日 “人形机器人的 Optimus 时刻”系列七 推荐推荐(维持)(维持)视觉感知:从机器视觉到“机器人之眼”视觉感知:从机器视觉到“机器人之眼”机器视觉:工业的慧眼机器视觉:工业的慧眼。机器视觉通过模拟人类视觉系统,赋予机器“看”和“认知”的能力,具备识别、测量、定位、检测四大基础功能。据中商产业,2022 年我国机器视觉市场规模 168.88 亿元。在 AI、自动驾驶、人形机器人等新兴场景的带动下,预计 2

2、025 年将增至 349.03 亿元。我国机器视觉企业的竞争力持续增强,海康机器人、奥普特、凌云光、天准科技等国产品牌保持较高的增长。据赛迪顾问数据,2020 年,国产品牌在国内机器视觉市场中的份额首次突破 50%,并保持逐年增长。随着国产品牌逐渐在自动化领域深耕,机器视觉领域的国外品牌光环或将逐步消退,国产工业机器视觉产品将有望逐渐成为工业智能化改造的首选。进口品牌进口品牌聚焦中聚焦中高端市场,核心部件国产高端市场,核心部件国产替代加速进行。替代加速进行。展望未来,预计国产替代进口的进程将从易到难,依次是光源、相机、镜头和开发软件。在应用端,机器视觉设备的应用非常广泛,尤其在消费电子领域已经

3、相当普遍。随着国内制造业的升级和全球高端制造产能向中国的转移,对高端精密机器视觉设备的需求或将同步增加,这将进一步推动国内机器视觉部件和设备厂商的技术迭代,并提升其对应用工艺的理解。3D 视觉视觉+新兴应用场景新兴应用场景掘掘挖挖机器视觉机器视觉全新全新蓝海蓝海赛道。赛道。随着机器视觉硬件方案的日益成熟和算力的不断提升,以及软件在细分领域的解决方案、3D 算法和深度学习能力的持续优化,机器视觉在机器人等领域的应用广度和深度不断增加。机器视觉核心部件和设备企业表现出色的盈利能力,加之行业巨大的成长潜力和进口替代空间,为国内机器视觉企业提供了前所未有的历史机遇。机器人视觉:算法还是传感器?选择的问

4、题。机器人视觉:算法还是传感器?选择的问题。人类约 70%的信息是通过人眼感知获取的,人形机器人也将通过视觉感知获取大量信息。目前在视觉方案上,每家人形机器人主机厂选择的方案有所差异,随着未来人形机器人出货量的增长,技术的迭代升级,未来视觉方案也将会逐步优化定型。特斯拉Optimus 采用纯视觉传感器方案,搭载了 2D 视觉传感器和与特斯拉车辆相同的 FSD 技术以及 Autopilot 相关神经网络技术。人形机器人视觉方案目前主要以结构光、双目或多目 RGB、TOF 等的组合方案为主;算法基础强的厂商会采用更为简单的传感器方案,而算法相对薄弱的厂商会选择更为核心的硬件,国外大厂已经较早的布局

5、和应用,国内市场还在逐步打开市场空间。国内厂商竞速突围,成长迅速国内厂商竞速突围,成长迅速。1)奥比中光:)奥比中光:3D 视觉传感全技术路径布局,消费及机器人场景拓展未来空间。公司是行业领先的机器人视觉及 AI 视觉科技公司,致力于构建机器人与 AI 视觉产业中台、打造机器人的“眼睛”,在中国服务机器人 3D 视觉传感器领域,公司市占率超过 70%。2)奥普特:)奥普特:硬件为基拓展解决方案,前瞻卡位优异赛道的机器视觉龙头。公司拥有完整的机器视觉核心软硬件产品,同时以核心光学技术为基础,提供各种视觉、传感器及运动部件等自动化核心产品及解决方案。3)凌云光:)凌云光:软件起家全产业链布局,多行

6、业发力顺行业东风。公司基于“光、机、电、算、软”底层通用技术形成四大技术平台,积累了苹果、富士康、华为等行业龙头客户。4)天准)天准科技:科技:视觉装备平台企业,全新场景拓宽应用领域。公司面向精密制造领域,提供视觉测量、检测、制程等高端装备产品。行业投资评级与投资行业投资评级与投资建议。建议。机器视觉是人工智能最重要的前沿技术之一,以优越的性能助力工业自动化、智能化的发展。提质、增效、降本是智造升级的源动力,随着我国逐渐步入老龄化社会,企业用工成本上升,机器使用提升或成为必然趋势。国内厂商正加快机器视觉核心部件国产化,从低端向高端市场布局,逐步实现进口替代,看好拥有机器视觉基因,并具备平台型拓

7、展能力的公司。给予机器视觉核心部件及设备机器视觉核心部件及设备行业“推荐”“推荐”评级,重点关注奥比中奥比中光、奥普特、凌云光和天准科技光、奥普特、凌云光和天准科技。风险提示:风险提示:人形机器人进展不及预期;国内厂商产品开发进度、核心客户导入不及预期;原材料价格上涨增加成本风险;市场竞争加剧等。证券分析师:范益民证券分析师:范益民 电话: 邮箱: 执业编号:S0360523020001 证券分析师:丁证券分析师:丁祎祎 邮箱: 执业编号:S0360523030001 行业基本数据行业基本数据 占比%股票家数(只)615 0.08 总市值(亿元)42,018.99 4.

8、72 流通市值(亿元)33,164.82 4.75 相对指数表现相对指数表现%1M 6M 12M 绝对表现 3.1%-6.7%-9.6%相对表现-0.7%-9.0%-2.7%相关研究报告相关研究报告 机械行业周报(20):地产政策再松绑,关注地产链装备行业 2024-05-19 机械行业周报(20):工程机械显复苏迹象,装备出海百花齐放 2024-05-12 工程机械行业点评报告:4 月挖机内销增长13.3%超预期,地产松绑需求有望向上 2024-05-12 -29%-17%-4%8%23/0523/0823/1023/1224/03

9、24/052023-05-242024-05-24机械沪深300华创证券研究所华创证券研究所 “人形机器人的“人形机器人的 Optimus 时刻”系列七时刻”系列七 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 投资投资主题主题 报告亮点报告亮点 本篇报告以机器视觉向机器人视觉转变为切入点,通过分析机器视觉核心功能、基础硬件架构、行业情况和发展趋势,认为随着机器视觉硬件方案的日益成熟和算力的不断提升,以及软件在细分领域的解决方案、3D 算法和深度学习能力的持续优化,机器视觉在机器人等领域的应用广度和深度不断增加。机器视觉核心部件和设备企业表现出色的盈利能力,加之行

10、业巨大的成长潜力和进口替代空间,为国内机器视觉企业提供了前所未有的历史机遇。同时梳理核心人形机器人主机厂的视觉方案,认为人形机器人视觉方案目前主要以结构光、双目或多目 RGB、TOF 等的组合方案为主;算法基础强的厂商会采用更为简单的传感器方案,而算法相对薄弱的厂商会选择更为核心的硬件,国外大厂已经较早的布局和应用,国内市场还在逐步打开市场空间。投资逻辑投资逻辑 机器视觉是人工智能最重要的前沿技术之一,以优越的性能助力工业自动化、智能化的发展。提质、增效、降本是智造升级的源动力,随着我国逐渐步入老龄化社会,企业用工成本上升,机器使用提升或成为必然趋势。国内厂商正加快机器视觉核心部件国产化,从低

11、端向高端市场布局,逐步实现进口替代,看好拥有机器视觉基因,并具备平台型拓展能力的公司。给予机器视觉核心部件及设备行业“推荐”评级,重点关注奥比中光、奥普特、凌云光和天准科技。fY9WcWeUeZeZaYdX9PaOaQmOqQpNsOlOoOtOeRnPxP7NoOyRvPrNtOMYoOvN “人形机器人的“人形机器人的 Optimus 时刻”系列七时刻”系列七 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 3 目目 录录 一、一、机器视觉:工业的慧眼机器视觉:工业的慧眼.6(一)机器视觉:智能感知的核心.6(二)机器视觉系统的四大基本架构.7 1、工业相机:捕

12、捉和分析对象的核心部件.8 2、镜头:机器视觉的“眼球”.11 3、光源:提供视觉照明方案.13 4、图像处理软件:以算法为核心竞争力.15(三)行业:整体市场空间广阔,国产化率加速提升.16(四)趋势:应用场景拓宽以及 3D 比例提升.17 二、二、机器人视觉:算法还是传感器?选择的问题机器人视觉:算法还是传感器?选择的问题.20 1、特斯拉 Optimus:2D 视觉传感器FSD.20 2、小米:Mi-Sense 视觉系统(iToF+RGB).21 3、优必选:四目系统及双 RGBD 传感器.21 4、宇树科技:3D 激光雷达深度相机.22 三、三、国内厂商竞速突围,成长迅速国内厂商竞速突

13、围,成长迅速.23(一)奥比中光:3D 视觉传感全技术路径布局,消费及机器人场景拓展未来空间.23(二)奥普特:硬件为基拓展解决方案,前瞻卡位优异赛道的机器视觉龙头.24(三)凌云光:软件起家全产业链布局,多行业发力顺行业东风.25(四)天准科技:视觉装备平台企业,全新场景拓宽应用领域.26 四、四、行业观点及重点关注个股行业观点及重点关注个股.26 五、五、风险提示风险提示.27 “人形机器人的“人形机器人的 Optimus 时刻”系列七时刻”系列七 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 4 图表目录图表目录 图表 1 人工智能产业架构图.6 图表 2

14、机器视觉的四大基础功能.7 图表 3 机器视觉系统的典型构架.7 图表 4 机器视觉和人类视觉对比.8 图表 5 面阵相机和线阵相机.8 图表 6 CCD 与 CMOS.9 图表 7 CCD 与 CMOS 性能比较.9 图表 8 我国 2D 工业相机市场规模及预测(亿元).10 图表 9 国内外工业相机参与厂商.10 图表 10 我国 3D 工业相机市场规模及预测(亿元).11 图表 11 远心镜头与一般镜头成像区别.12 图表 12 我国光学镜头市场规模(亿元).12 图表 13 国内外主要镜头供应商.13 图表 14 机器视觉光源分类.14 图表 15 全球机器视觉光源行业市场规模.14

15、图表 16 我国机器视觉光源行业市场规模.14 图表 17 全球视觉照明梯队.15 图表 18 图像处理软件.15 图表 19 我国机器视觉软件品牌销售规模(亿元).16 图表 20 全球机器视觉市场规模(亿元).16 图表 21 我国机器视觉市场规模(亿元).16 图表 22 全球机器视觉市场分布情况.17 图表 23 2021 年全球机器视觉市场竞争格局情况.17 图表 24 我国机器视觉市场国产品牌渗透率.17 图表 25 机器视觉主要下游应用市场.18 图表 26 机器视觉下游应用分布情况.18 图表 27 我国半导体领域机器视觉市场规模.18 图表 28 我国汽车领域机器视觉市场规模

16、.18 图表 29 主流的 3D 成像技术.18 图表 30 2023 年我国机器视觉 2D3D 占比(市场规模口径).19 图表 31 机器视觉向机器人视觉转变.20 图表 32 Optimus 搭载 2D 视觉传感器.20 图表 33 Optimus 视觉识别.20 “人形机器人的“人形机器人的 Optimus 时刻”系列七时刻”系列七 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 5 图表 34 特斯拉 FSD 芯片+D1 芯片.21 图表 35 小米 Mi Sense 视觉技术.21 图表 36 优必选人形视觉方案.22 图表 37 宇树科技 G1 视觉方

17、案.22 图表 38 公司“机器人与 AI 视觉”产品矩阵.23 图表 39 奥比中光的产品在 Automate 2024 展会亮相.24 图表 40 奥普特主要情况.24 图表 41 凌云光发展历史.25 图表 42 公司主要产品.25 图表 43 公司主要下游行业.26 图表 44 相关公司盈利预测(2024 年 5 月 24 日).27 “人形机器人的“人形机器人的 Optimus 时刻”系列七时刻”系列七 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 6 一、一、机器视觉:工业机器视觉:工业的慧的慧眼眼(一)(一)机器视觉机器视觉:智能感知智能感知的核心的

18、核心 机器视觉是指通过机器视觉产品(即图像摄取装置,分 CMOS 和 CCD 两种)将被摄取目标转换成图像信号、转送给专用的图像处理系统,根据像素分布和亮度、颜色等信息,转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。美国制造工程师协会(SME)机器视觉分会和美国机器人工业协会(RIA)自动化视觉分会关于机器视觉作了以下定义:机器视觉是通过光学的装置和非接触的传感器,自动地接收和处理一个真实物体的图像,以获得所需信息或用于控制机器人运动的装置。图表图表 1 人工智能产业架构图人工智能产业架构图 资料来源:华创证券整理 机器视觉主要集中在

19、四大功能:识别、测量、定位和检测。机器视觉主要集中在四大功能:识别、测量、定位和检测。随着机器视觉技术不断成熟和进步,它的应用变得越来越广泛,逐步替代人工检测,有效提高生产效率和生产的自动化程度。目前机器视觉主要集中在以下四大功能:识别、测量、定位和检测。识别功能是基于目标物的特征进行甄别,例如外形、颜色、字符、条码等;测量功能是指把获取的图像像素信息标定成常用的度量衡单位,然后在图像中精确地计算出目标物的几何尺寸,应用场景包括尺寸标注和测量等;定位功能指获得目标物体的位置信息,从而引导生产设备或检测设备进行精准定位或移动;检测功能一般指外观检测,应用场景有装配后的完整性检测、外观缺陷检测等。

20、“人形机器人的“人形机器人的 Optimus 时刻”系列七时刻”系列七 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 7 图表图表 2 机器视觉的四大基础功能机器视觉的四大基础功能 资料来源:双翌光电科技,华创证券整理(二)(二)机器视觉机器视觉系统的系统的四大四大基本架构基本架构 机器视觉系统主要包括光学成像、图像传感器、图像处理、机器视觉系统主要包括光学成像、图像传感器、图像处理、IO 和显示五大模块和显示五大模块。光学成像模块设计合理的光源和光路,通过镜头将物方空间信息投影到像方,从而获取目标物体的物理信息;图像传感器模块负责信息的光电信号转换,目前主流的图

21、像传感器分为CCD 与 CMOS 两类;图像处理模块基于以 CPU 为中心的电路系统或信息处理芯片,搭配完整的图像处理方案和数据算法库,提取信息的关键参数;IO 模块输出机器视觉系统的结果和数据;显示模块方便用户直观监测系统的运行过程,实现图像的可视化。图表图表 3 机器视觉系统的典型构架机器视觉系统的典型构架 资料来源:奥普特招股书,华创证券 相对于人类视觉而言,机器视觉在量化程度、灰度分辨力、空间分辨力和观测速度等方相对于人类视觉而言,机器视觉在量化程度、灰度分辨力、空间分辨力和观测速度等方面存在显著优势。面存在显著优势。其利用相机、镜头、光源和光源控制系统采集目标物体数据,借助视觉控制系

22、统、智能视觉软件和数据算法库进行图形分析和处理,软硬系统相辅相成,为下游自动化、智能化制造行业赋予视觉能力。随着深度学习、3D 视觉技术、高精度成像技术和机器视觉互联互通技术的发展,机器视觉性能优势进一步提升,应用领域也向多个维度延伸。“人形机器人的“人形机器人的 Optimus 时刻”系列七时刻”系列七 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 8 图表图表 4 机器视觉和人类视觉对比机器视觉和人类视觉对比 性能比较性能比较 机器视觉机器视觉 人工检测人工检测 适应性适应性 适应性差,容易受复杂环境变化影响适 适应性强,可在复杂环境中识别目标 智能性智能性

23、可利用人工智能及神经网络技术,但不能很好识别变化目标 具有高级智能,可运用逻辑分析及推理能力识别变化目标和总结规律 彩色识别彩色识别 对色彩的分辨能力较差,但可量化 对色彩识别能力强易受到人的心理影响不量化 灰度分辨率灰度分辨率 高,目前一般使用 256 灰度级,采集系统可具有 10bit、12bit、16bit 等灰度级 低,只能分辨 64 个灰度级 空间分辨力空间分辨力 目前有 4K*4K 的面阵摄像机和 12K 的线阵摄像机,通过设备各种光学镜头,可以观测小物件至微米,大物件至天体的目标 分辨力较差,无法观看微小的目标 速度速度 快门时间可达到 10s,高速相机帧速可达到 1000 帧/

24、s 以上,处理器的速度越来越快 0.1s 的视觉暂留使人眼无法看清快速运动目标 感光范围感光范围 从紫外光到红外光的较宽光谱范围,另外有 X 光等特殊摄像机 400nm-750nm 范围的可见光 环境环境 对环境适应性强,另外可加防护装置 对环境温度、湿度的适应性差,很多作业环境对人体有害 资料来源:新机器视觉公众号 1、工业相机:工业相机:捕捉和分析对象捕捉和分析对象的核心部件的核心部件 工业相机工业相机最本质的功能就是将光信号转变成有序的电信号。最本质的功能就是将光信号转变成有序的电信号。工业相机一般安装在机器流水线上代替人眼来做测量和判断,通过数字图像摄取目标转换成图像信号,传送给专用的

25、图像处理系统,图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。工业相机按传感器的结构特性分为线阵相机和面阵相机;按照输出信号的方式分为模拟相机和数字相机;按照响应频率的范围分为可见光(普通)相机、红外相机和紫外相机等。图表图表 5 面阵相机和线阵相机面阵相机和线阵相机 类型类型 简介简介 面阵相机面阵相机 面阵相机的像元是阵列排列,阵列中的每个感光单元对应一个像素,被拍摄的目标的一个面被成像,目标与相机之间可以是静止的,也可以是相对运动的。面阵相机可以在短时间内曝光、一次性获取完整的目标图像,具有测量图像直观的优势,常应用于测量目标物体的形状、尺寸与温度

26、等信息。线阵相机线阵相机 线阵相机的感光单元排列是一维的,每次曝光仅是目标上的一条线被成像,形成一行图像,随着目标物体与相机之间的相对运动,相机连续曝光,最后形成一幅二维图像。线阵相机幅面宽,像元尺寸较灵活,行频高,常应用于一维动态目标的测量,如需要极大的视野或极高的精度或被测视野为细长的带状,多用于滚筒上检测的问题。资料来源:AI图像公众号工业相机之相机分类|视觉硬件篇 “人形机器人的“人形机器人的 Optimus 时刻”系列七时刻”系列七 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 9 图像传感器按照半导体感光元器件类型的差异主要分为两大类:图像传感器按照半

27、导体感光元器件类型的差异主要分为两大类:CCD 和和 CMOS。CCD(charge coupled device)和 CMOS(complementary metal oxide semiconductor)都基于光电效应将光信号转换为电信号。CCD是电荷耦合器件的简称,在感光像点接受光照之后,感光元件产生对应的电流,电流大小与光强对应,因此感光元件直接输出的电信号是模拟的。CMOS 是互补金属氧化物半导体的简称,CMOS 传感器中每一个感光元件都直接整合了放大器和模数转换逻辑,当感光二极管接受光照、产生模拟的电信号之后,电信号首先被该感光元件中的放大器放大,然后直接转换成对应的数字信号。图

28、表图表 6 CCD 与与 CMOS 资料来源:Teledyne,华创证券 CCD 和和 CMOS 有各自的优缺点,根据其特点应用于不同的场合。有各自的优缺点,根据其特点应用于不同的场合。随着 CMOS 传感器在消费电子设备上的大量应用推动了 CMOS 技术的发展,其性能已显著提高,而制造成本大幅下降。CMOS 传感器的分辨率和图像质量正在逼近 CCD 传感器。凭借高速度(帧速率)、高分辨率(像素数)、低功耗以及最新改良的噪声指数、量子效率及色彩观念等各方面优势,CMOS 芯片逐渐在 CCD 芯片主导的领域里占据了一席之地,在工业图像处理的众多领域正逐步取代 CCD 传感器。图表图表 7 CCD

29、 与与 CMOS 性能比较性能比较 性能性能 CCD CMOS 灵敏度灵敏度 高 低 像素像素 低,百万像素级 高,可达亿像素级 成像质量成像质量 高 低 采样率采样率 低 高 帧率帧率 低 高 ROI 不支持 可支持 功耗功耗 高 低 集成度集成度 低,需要外围 ADC 高,直接输出标准数字信号 芯片工艺难度芯片工艺难度 高,良率提高较难 低 成本成本 高 低 资料来源:传感器技术公众号,华创证券整理 2023 年我国年我国 2D 工业相机市场规模达工业相机市场规模达 37.9 亿元。亿元。国产 2D 工业相机自 2016 年开始起量,较低的产品售价以及针对中低端市场的打法对外资品牌造成了一

30、定冲击,导致 2D 工业相机在国内销量持续上升,但是相机均价却逐年下降的现象。2021 年以来,区域性影响以及支柱性下游需求疲软导致机器视觉需求量增速出现较大幅度下滑。从市场规模来看,GGII 数据显示,2023 年我国 2D 工业相机市场规模为 37.90 亿元,同比增长 8.12%。伴 “人形机器人的“人形机器人的 Optimus 时刻”系列七时刻”系列七 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 10 随下游行业迎来恢复性增长,据 GGII 预计,2028 年 2D 工业相机市场规模将超过 70 亿元,2024-2028 年复合增长率超过 14%。图表图

31、表 8 我国我国 2D 工业相机市场规模及预测(亿元)工业相机市场规模及预测(亿元)资料来源:高工机器人(GGII),华创证券 国产化进程加速,国产品牌主导地位初步形成。国产化进程加速,国产品牌主导地位初步形成。全球 2D 工业相机行业由国外知名企业如德国 Basler、加拿大 DALSA、美国康耐视等主导。我国对于工业相机的研究起步较晚,最初主要由大恒图像等几家老牌相机公司代理国外品牌。近些年我国也逐步发展出一批自主研发工业相机的国产品牌,如大恒图像、海康机器人、华睿科技和维视图像等。目前我国工业相机行业主要布局于中低端市场,逐步实现进口替代;而在高分辨率、高速的高端工业相机领域仍以进口品牌

32、为主。据 GGII 数据,从市场竞争格局看,2023 年海康机器人、华睿科技两家头部企业出货量合计占比超过 60%,我国 2D 工业相机市场的国产化进程将持续深入。图表图表 9 国内外工业相机参与厂商国内外工业相机参与厂商 厂商厂商 国家国家 简介简介 Basler 德国 Basler 是世界领先的工业相机和高质量数字相机的开发商和制造商,提供多种面阵相机和线阵相机产品线,包括具有 CMOS 和 CCD 芯片的工业相机,用于工厂自动化、医疗和生命科学、智能交通以及众多其他市场。DALSA 加拿大 DALSA 是世界上一流的高性能数字成像设备和半导体产品制造商,凭借其高端 CCDCMOS 芯片研

33、发生产能力,可以为用户提供线阵、面阵、TDI 等各种类型的工业数字相机。Baumer 瑞士 Baumer 长期以来以生产高质量传感器著称,为国际工厂及过程自动化行业应用提供创新性的高质量传感器产品,具有精确性、可靠性、坚固性和紧凑设计等特性。Cognex 美国 Cognex 为制造自动化领域提供视觉系统、视觉软件、视觉传感器和表面检测系统,是全球领先的提供商。0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%00708020002220232024E2028E市场规模(亿元)同比增长(%)“人形机器人的“人形机器人的

34、 Optimus 时刻”系列七时刻”系列七 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 11 大恒图像 北京 大恒图像成立于 1991 年,是中科院下属上市公司大恒科技的全资子公司。拥有超过二十年的图像采集硬件研发和生产经验,旗下的CCD/CMOS 工业数字相机产品线覆盖多种接口及分辨率。海康机器人 浙江杭州 海康机器人是海康威视子公司,开辟机器视觉、行业无人机、移动机器人三大领域。机器视觉业务形成了涵盖全系列工业相机、智能相机、智能读码器、立体相机、视觉控制器、算法平台、镜头及相关配件的产品布局,产品广泛应用于 3C、电子半导体、物流等工业自动化各领域。资料来

35、源:各公司官网,智鸢机电,华创证券整理 我国我国 3D 工业相机发展迅速,成长空间广阔。工业相机发展迅速,成长空间广阔。据 GGII 数据显示,2023 年我国 3D 工业相机市场规模 23.62 亿元,同比增长 28.35%。从整体来看,虽然市场增速出现下滑,但 3D视觉确定性趋势已形成,据 GGII 预计,2024 年 3D 工业相机市场仍将延续增长态势,2028 年市场规模将接近 80 亿元,2024-2028 年复合增长率约 29%。整体来看,目前我国3D 工业相机市场仍处于早期市场发展阶段,市场竞争激烈,尚未出现明显市场格局。但是从应用场景来看,内外资品牌应用场景有明显划分:外资品牌

36、主要应用于汽车、3C、锂电池、半导体晶圆检测、芯片检测等中高端领域中,产品价值量相对更高,而国产品牌则更多专注于物流、工程机械、金属加工、3C 电子等中低端场景领域中。图表图表 10 我国我国 3D 工业相机市场规模及预测(工业相机市场规模及预测(亿元)亿元)资料来源:高工机器人(GGII),华创证券 2、镜头:机器视觉的“眼球”镜头:机器视觉的“眼球”镜头是机器视觉图像采集部分重要的成像部件。镜头是机器视觉图像采集部分重要的成像部件。镜头的主要作用是将目标成像在图像传感器的光敏面上,分辨率、对比度、景深以及像差等指标对成像质量具有关键性影响。在机器视觉系统中,镜头的主要功能是将成像目标对准图

37、像传感器的光敏表面。机器视觉系统处理的所有图像信息均通过镜头得到,镜头的质量直接影响到视觉系统的整体性能。按功能分类,镜头可分为定焦镜头、变焦镜头、变光圈镜头;按视角可分为普通镜头、广角镜头和远摄镜头;其他特殊用途的镜头有远心镜头、显微镜头、微距镜头、紫外镜头和红外镜头等。0%20%40%60%80%100%120%0070809020002220232024E2028E市场规模(亿元)同比增长(%)“人形机器人的“人形机器人的 Optimus 时刻”系列七时刻”系列七 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(200

38、9)1210 号 12 图表图表 11 远心镜头与一般镜头成像区别远心镜头与一般镜头成像区别 资料来源:moritex,华创证券 2023 年我国年我国光学镜头光学镜头市场规模达市场规模达 161.3 亿元。亿元。随着光电子技术快速发展,作为光电子领域重要信息输入端口的光学镜头应用范围也从最初的光学显微镜、望远镜、胶片相机等领域不断向安防视频监控、数码相机、摄像机、智能手机等领域渗透。随着移动互联网、物联网、人工智能等技术快速发展,光学镜头的应用领域进一步拓宽,智能驾驶、智能家居、全景/运动相机、VR/AR 设备、无人机、3D Sensing、机器视觉等新兴领域层出不穷,为光学镜头及摄像模组行

39、业的持续发展注入了新的动力。据中商产业研究院,2023年中国光学镜头市场规模达到 161.3 亿元,较上年增长 3.9%;2024 年中国光学镜头市场规模将达到 173.90 亿元。图表图表 12 我国光学镜头市场规模(亿元)我国光学镜头市场规模(亿元)资料来源:中商产业研究,华创证券 国内优质厂商从中低端市场开始布局、逐步向高端产品拓展,国内优质厂商从中低端市场开始布局、逐步向高端产品拓展,实现国产替代,实现国产替代,未来将迎未来将迎来高速发展。来高速发展。海外机器视觉工业镜头细分领域发展较早,德国、日本品牌占据着全球主要市场份额。国内厂商在工业镜头领域目前体量较小,但许多企业依托高性价比优

40、势布局中低端市场,且发展迅速,如东莞普密斯。同时,也有以深圳东正光学、江苏慕藤光为0%2%4%6%8%10%12%14%16%020406080002020224E市场规模(亿元)YoY “人形机器人的“人形机器人的 Optimus 时刻”系列七时刻”系列七 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 13 主的部分企业通过整合制造设备和多种技术平台,已经能够提供全系列工业镜头,进军高端产品领域。图表图表 13 国内外主要镜头供应商国内外主要镜头供应商 厂商厂商 国家国家 简介简介 Navitar

41、 美国 Navitar 总部位于纽约州罗切斯特,是领先的优质光学系统制造商和供应商,为机器视觉和生物医学诊断行业提供全面的定制光学解决方案。施耐德 德国 施耐德是有着近百年历史的德国老牌光学厂商,也一直是高品质工业用镜头、摄影镜头、滤镜、电影投影镜头和光学配件的国际市场领军者之一。在工业领域被广泛应用于科学研究、机器人、机器视觉、工业检测和邮件分选等。卡尔蔡司 德国 蔡司集团起源于 1846 年,发展至今已建立四大业务部门:半导体制造技术、研究和质量技术、医疗技术和视力保健/消费光学产品。作为全球光学和光电行业的技术领导者,蔡司致力于开发、生产和行销测量技术、显微镜、医疗技术、眼镜片、相机与电

42、影镜头、望远镜和半导体生产设备。CBC 日本 CBC 株式会社成立于 1925 年,从 1981 年的光学业务并购开始,扩大了制造业务,而且环境商务、IT&机器人相关业务,以及近年发展迅速的医药品、还有与生物医农药有关的贸易业务也得到和很大发展。公司不断加速全球化进程,目前已在世界约 20 个国家拥有 50 个网点。东正光学 广东深圳 东正光学聚焦于“光学技术应用探索、创新”,致力于“产品多元化、业务全球化”,参与多项国家级光学技术相关工程项目。公司历经十余年技术革新和市场开拓,已逐步形成以工业质量控制、影视传媒、消费光学、半导体检测为主要业务领域。在全球范围内,东正光学的产品和服务已遍及 3

43、0 多个国家和地区。慕藤光 江苏昆山 慕藤光成立于 2011 年,是智能成像光学系统引领者。旗下产品覆盖光学镜头、工业光源、传感器、相机、图像软件、智能成像光学系统等七大版块。公司十余年深耕行业,已经和 ASM、海克斯康、新益昌、大族激光、华为、德龙激光、矽电半导体等企业建立深度业务合作,产品服务中、美、德、法、英等多国市场,覆盖亚欧美洲。资料来源:各公司官网,华创证券整理 3、光源:提供视觉照明方案光源:提供视觉照明方案 光源对于机器视觉中的图像采集部分具有重要影响,为后续图像识别与分析奠定必要的光源对于机器视觉中的图像采集部分具有重要影响,为后续图像识别与分析奠定必要的基础基础。光源是影响

44、成像质量的重要因素,它的作用是突出物体的特点,抑制不相关特征,提高被探测区域和未探测区域的反差,并保证光源有足够的亮度和稳定性,从而保证图像的成像质量。由于光源种类繁多,为了获得最佳的使用效果,需要根据实际情况选择适当光源。在选择光源时,选择不同的光源以达到反射的目的,并吸收不必要的光。与民用照明光源相比,机器视觉光源在照度、均匀性和稳定性三个核心指标上有较高的要求,按照类别区分,光源可分为 LED 光源、卤素灯以及高频荧光灯;按照形状区分,光源也可分为环形、条形、平面、线等形状。“人形机器人的“人形机器人的 Optimus 时刻”系列七时刻”系列七 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:

45、证监许可(2009)1210 号 14 图表图表 14 机器视觉光源分类机器视觉光源分类 资料来源:CCS,华创证券 机器视觉光源行业市场规模快速增长机器视觉光源行业市场规模快速增长,国内发展潜力较大,国内发展潜力较大。随着机器视觉的广泛应用,全球机器视觉光源的规模也在不断提升。根据前瞻产业研究,2019-2022 年全球机器视觉光源市场规模逐年增长,2022 年增长至 71.5 亿元,同比增长 9.3%。我国机器视觉光源行业经历了从起步到发展壮大再到技术创新与国际化的过程,目前已经具备较强的竞争力,中低端产品基本实现了国产化替代。在未来的发展中,随着人工智能、智能制造等领域的快速发展,机器视

46、觉光源行业有望在技术创新、产品质量和应用领域等方面取得更大突破。据前瞻产业研究,2022 年,我国机器视觉光源行业的市场规模增长至 13.9 亿元,预计 2023-2027 年将以 23%的 CAGR 增长,到 2027 年市场规模将达到 43 亿元。图表图表 15 全球机器视觉光源行业市场规模全球机器视觉光源行业市场规模 图表图表 16 我国机器视觉光源行业市场规模我国机器视觉光源行业市场规模 资料来源:前瞻产业研究院,华创证券 资料来源:前瞻产业研究院,华创证券 全球视觉照明可分为三梯队。全球视觉照明可分为三梯队。全球的视觉照明市场早期由海外企业占据大部分市场,如日本的 CCS、美国的 A

47、I。近年来中国厂家逐步崛起,出现了奥普特、沃德普、锐视光电、纬朗光电等专业的机器视觉光源制造商,其技术足以与国际厂商竞争。从市场竞争梯队来看,以代表企业占据全球市场份额为依据进行分类,第一梯队主要为市场份额大于 5%的企业,其中以日本 CCS 为代表,其全球市场份额达到 10%以上;随着中国市场在全球市场占比的不断提升,中国龙头企业奥普特也位于全球市场第一梯队。第二梯队的代表企业主要包括美国 AI、中国锐视光电、中国康视达、中国嘉励等企业,其市场份额位于1%-5%之间。第三梯队主要为机器视觉光源业务占比较小或企业整体市场规模较小的企0%2%4%6%8%10%12%14%0

48、0708090202120222023E2024E市场规模(亿元)YoY0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%0592020202120222023E2024E市场规模(亿元)YoY “人形机器人的“人形机器人的 Optimus 时刻”系列七时刻”系列七 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 15 业,以日本 Moritex、中国沃德普和中国纬朗光电等企业为代表,机器视觉光源市场规模不足 1%。图表图表 17 全球视觉照明梯队全球视觉照明梯队 资料来源:前瞻产业研究院,华创证券整理 4、图

49、像处理软件:以算法为核心竞争力图像处理软件:以算法为核心竞争力 机器视觉系统的视觉处理使用算法来分析传感器产生的数字图像机器视觉系统的视觉处理使用算法来分析传感器产生的数字图像。视觉处理涉及一系列步骤,在外部(通过计算机)或在内部(对于独立机器视觉系统)执行。首先,数字图像从图像传感器中提取出来并传送到计算机。接下来,通过突出图像上的必要特征来准备用于分析的数字图像。然后分析图像以定位需要观察和测量的特定特征。完成对特征的观察和测量后,会将它们与定义和预编程的规范和标准进行比较。最后,做出决定,并传达结果。具体说,机器视觉软件类似人的“大脑”,通过图像处理算法完成对目标物的识别、定位、测量、检

50、测等功能。机器视觉软件分为底层算法和二次开发的软件包两类。前者是包含大量处理算法的工具库,用以开发特定应用,主要使用者为集成商与设备商。后者是封装好的、用以实现某些功能的应用软件,主要供最终用户使用。图表图表 18 图像处理软件图像处理软件 资料来源:维视智造,华创证券 机器视觉软件以自主研发或开源平台的二次开发为主。机器视觉软件以自主研发或开源平台的二次开发为主。据 GGII 数据显示,2023 年我国机器视觉软件品牌销售规模 22.05 亿元,同比增长 5.25%;预计至 2028 年,该市场规模将超过 40 亿元,同时品牌销售的占比有望超过 45%。从竞争格局看,MVTec 的 Halc

51、on “人形机器人的“人形机器人的 Optimus 时刻”系列七时刻”系列七 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 16 和海康机器人的 Vision Master 占据前两位,康耐视的 Vision Pro 位居第三。从整体来看,由于中国市场大部分视觉应用厂商都是基于自主研发软件或开源平台的二次开发为主,因此目前真正对外采购品牌软件的占比相对较小。图表图表 19 我我国机器视觉软件品牌销售规模国机器视觉软件品牌销售规模(亿元)(亿元)资料来源:高工机器人(GGII),华创证券(三)(三)行业:行业:整体市场空间广阔整体市场空间广阔,国产,国产化率加速提升

52、化率加速提升 全球近千亿市场,国内增速较高。全球近千亿市场,国内增速较高。随着工业自动化技术的不断发展,机器视觉在工业领域的应用越来越多,机器视觉市场规模不断扩大。据中商产业,2022 年全球机器视觉市场规模为 879.17 亿元,2025 年将突破 1200 亿元。我国市场已经成为全球机器视觉市场规模增长最快的市场之一,2022 年我国机器视觉市场规模 168.88 亿元。随着机器视觉硬件方案的不断成熟和运算能力的提升,以及软件在各种应用解决方案、3D 算法、深度学习能力的不断完善,机器视觉加快向新能源锂电、光伏等其他领域渗透,在 AI、自动驾驶、人脸识别等新兴技术兴起的带动下,预计 202

53、5 年将增至 349.03 亿元。图表图表 20 全球机器视觉市场规模(亿元)全球机器视觉市场规模(亿元)图表图表 21 我国机器视觉市场规模(亿元)我国机器视觉市场规模(亿元)资料来源:中商产业研究院,华创证券 资料来源:中商产业研究院,华创证券 2021 年年我国成为全球第三大机器视觉国家。我国成为全球第三大机器视觉国家。机器视觉发展早期,市场主要集中在欧美和日本,2021 年北美机器视觉市场占比 62%,其次为欧洲,占比为 15%,日本占比 10%。随着全球制造中心向中国转移,2021 年中国已是继美国、日本之后的第三大机器视觉领域应用市场,占全球市场份额的 7%。欧美国家在机器视觉技术

54、与产业的发展领先于中国,0%10%20%30%40%50%60%055404520002220232024E2028E品牌销售规模(亿元)同比增长(%)0%2%4%6%8%10%12%14%16%020040060080002002120222023E2024E2025E市场规模(亿元)YoY0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%05003003504002002120222023E2024E2025E市场规模(亿元)

55、YoY “人形机器人的“人形机器人的 Optimus 时刻”系列七时刻”系列七 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 17 全球机器视觉主要参与者为以基恩士、康耐视、巴勒斯等为代表的国际厂商为主。据中商产业,全球机器视觉市场中,基恩士份额最大,占据 54.9%的市场,康耐视紧随其后,市场份额 9.0%;中国厂商天准科技、奥普特市场份额较小。图表图表 22 全球机器视觉市场分布情况全球机器视觉市场分布情况 图表图表 23 2021 年全球机器视觉市场竞争格局情况年全球机器视觉市场竞争格局情况 资料来源:中商产业研究院,华创证券 资料来源:中商产业研究院,华创

56、证券 国产品牌逐渐成长壮大。国产品牌逐渐成长壮大。我国机器视觉企业的竞争力也持续增强,海康机器人、奥普特、凌云光、天准科技等国产品牌保持较高的增长。据赛迪顾问数据,2020 年,国产品牌在国内机器视觉市场中的份额首次突破 50%,并保持逐年增长。随着国产品牌逐渐在自动化领域深耕,机器视觉领域的国外品牌光环或将逐渐消退,国产工业机器视觉产品有望逐渐成为工业智能化改造的首选。图表图表 24 我国机器视觉市场国产品牌渗透率我国机器视觉市场国产品牌渗透率 资料来源:赛迪顾问,华创证券(四)(四)趋势:应用场景拓宽以及趋势:应用场景拓宽以及 3D 比例提升比例提升 机器视觉目前主要应用在消费电子、汽车制

57、造、制药、食品与包装、印刷等领域。机器视觉目前主要应用在消费电子、汽车制造、制药、食品与包装、印刷等领域。据中商产业,机器视觉产品种类繁多,涵盖了多个应用领域。据中商产业,从下游应用领域市场占比来看,目前 3C 电子行业市场份额最高,占比为 31.6%。其次分别为半导体、锂电池、医药、食品包装、物流仓储、汽车,占比分别为 10.2%、8.9%、8.1%、6.3%、5.8%、1.0%。在消费电子行业,机器视觉应用于高精度制造和质量检测,包括圆晶切割、3C 表面检测、触摸屏制造、AOI 光学检测、PCB 印刷电路、电子封装等。在汽车制造行业,机器视觉几乎涉及所有系统和部件的制造流程,例如车身装配检

58、测、面板印刷和质量检北美,62%欧洲,15%日本,10%中国,7%其他,6%基恩士,54.90%康耐视,9.00%巴勒斯,2.20%天准科技,1.70%奥普特,1.20%其他,31.00%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%200021E2022E国产品牌国外品牌 “人形机器人的“人形机器人的 Optimus 时刻”系列七时刻”系列七 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 18 测、字符检测、零件尺寸的精密测量、工业零部件表面缺陷检测等。图表图表 25 机器视觉主要下游应用市场机器视

59、觉主要下游应用市场 图表图表 26 机器视觉下游应用分布情况机器视觉下游应用分布情况 资料来源:GGII(高工机器人),华创证券 资料来源:中商产业研究院,华创证券 图表图表 27 我国半导体领域机器视觉市场规模我国半导体领域机器视觉市场规模 图表图表 28 我国汽车领域机器视觉市场规模我国汽车领域机器视觉市场规模 资料来源:GGII(高工机器人),华创证券 资料来源:GGII(高工机器人),华创证券 2D 视觉系统的一般原理是通过摄像头拍摄平面照片,然后通过图像分析或比对来识别物视觉系统的一般原理是通过摄像头拍摄平面照片,然后通过图像分析或比对来识别物体,主要依据是物体一个平面上的特征。体,

60、主要依据是物体一个平面上的特征。由于 2D 视觉无法获得物体的空间坐标信息,因此无法完成物体平面度、表面角度、体积等测量,同时也难以区分颜色相近的表面。同时成像的对比度对结果的分析至关重要,因此特别依赖于光照和颜色/灰度变化,易受照明条件的影响。2D 向 3D 的转变将成为视觉技术继黑白到彩色、低分辨率到高分辨率、静态图像到动态影像后的第四次革命。图表图表 29 主流的主流的 3D 成像技术成像技术 技术技术 双目成像双目成像 3D 结构光结构光 TOF 激光三角法激光三角法 原理原理 双摄像头 投影条纹斑点编码 红外光反射时间差 光学三角原理 弱光环境弱光环境 弱 良好(受光源影响)良好(不

61、受外界光源影响)良好(受光源影响)3C电子,31.6%半导体,10.2%锂电池,8.9%医药,8.1%食品包装,6.3%物流仓储,5.8%汽车,1.0%其他,28.1%-10%0%10%20%30%40%50%60%70%0554045502001920202021 2022E 2023E 2024E 2025E市场规模(亿元)同比增长(%)0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%05540452001920202021 2022E 2023E 2024E 2025E市场规模(亿元)同比增长

62、(%)“人形机器人的“人形机器人的 Optimus 时刻”系列七时刻”系列七 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 19 强光环境强光环境 良好 弱 一般 弱 深度精确度深度精确度 高 一般 低 一般 分辨率分辨率 良好 良好 一般 良好 响应时间响应时间 一般 慢 快 快 识别距离识别距离 与双摄像头距离有关 短(5 米以内)一般(10 米以内)短 软件要求软件要求 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 缺点缺点 低光环境差 易受光源影响 平面分辨率差 易受光源影响 资料来源:深眸科技,华创证券 2D 机器视觉技

63、术具有局限性,机器视觉技术具有局限性,3D 可以作为有效补充。可以作为有效补充。3D 视觉技术增加了旋转、俯仰、横摆三个维度,更能还原真实立体世界,通过 3D 视觉传感器采集 3D 轮廓信息,形成 3D点云,实现平面度、翘曲度、段差、曲面轮廓度等 3D 尺寸量测。工业控制对精度、柔性的要求高,场景还原度更好、鲁棒性更强的 3D 有望加速渗透。尽管目前 2D 视觉可以满足绝大部分行业对检测的需求,但涉及到立体工件、精度要求高的检测仍需 3D 视觉来配合。通过增加 3D 视觉模块,增加工业机器人的环境感知能力,可以拓宽应用场景。图表图表 30 2023 年我国机年我国机器视觉器视觉 2D3D 占比

64、占比(市场规模口径)(市场规模口径)资料来源:中商产业研究院,华创证券 2D,87.24%3D,12.76%“人形机器人的“人形机器人的 Optimus 时刻”系列七时刻”系列七 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 20 二、二、机器人视觉:算法还是传感器?选择的问题机器人视觉:算法还是传感器?选择的问题 图表图表 31 机器视觉向机器人视觉转变机器视觉向机器人视觉转变 资料来源:华创证券整理 因为在视觉方案上,每家人形机器人主机厂选择的方案有所差异,整体来看算法基础强的厂商会采用更为简单的传感器方案,而算法相对薄弱的厂商会选择更为核心的传感器,随着未来

65、人形机器人出货量的增长,技术的迭代升级,未来视觉方案也将会逐步优化定型。下面主要对核心厂商人形机器人视觉方案进行梳理:1、特斯拉特斯拉 Optimus:2D 视觉传感器视觉传感器FSD 特斯拉 Optimus 的纯视觉传感器方案的实现,离不开多任务学习 Hydra Nets 神经网络架构。特斯拉 Optimus 搭载了与特斯拉车辆相同的 FSD 技术以及 Autopilot 相关神经网络技术,其大脑使用的是自研的 AI 训练 Dojo D1 芯片和超级计算机 Dojo。特斯拉 FSD 系统已可以实现每 1.5 毫秒 2500 次搜索的超高效率,预测可能出现的各种情况,并在其中找到最安全、最舒适

66、、最快速的自动驾驶路径。在经过完全自动驾驶能力系统的实际应用验证后,特斯拉强大的 FSD 计算机视觉技术已可直接应用于机器人。图表图表 32 Optimus 搭载搭载 2D 视觉传感器视觉传感器 图表图表 33 Optimus 视觉识别视觉识别 资料来源:Tesla转引自甲子光年,华创证券 资料来源:Tesla转引B站 自机器人科学与技术,华创证券 “人形机器人的“人形机器人的 Optimus 时刻”系列七时刻”系列七 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 21 图表图表 34 特斯拉特斯拉 FSD 芯片芯片+D1 芯片芯片 资料来源:与非网,华创证券 2

67、、小米:小米:Mi-Sense 视觉系统视觉系统(iToF+RGB)小米 Cyber One 的 Mi-Sense 视觉系统采用 iToF+RGB 方案。iToF 无法获取物体的颜色纹理信息,RGB 相机可获取物体丰富的颜色纹理信息,将 RGB 与 iToF 相结合既能得到物体的深度信息,又可获取物体的颜色纹理信息,这可大大拓展其应用领域。RGB 信息可用于物体检测识别,深度信息可用于建图避障等,RGB+iToF 在诸多领域可实现 1+12 的作用。图表图表 35 小米小米 Mi Sense 视觉技术视觉技术 资料来源:小米官网,华创证券 3、优必选:优必选:四目系统及双四目系统及双 RGBD

68、 传感器传感器 优必选 WALKER X 的视觉模块创新升级四目系统及双 RGBD 传感器,采用胸部四目视觉,头部+腰部双 RGBD,以及腰部 4*毫米波雷达避障。SLAM 视觉导航自主路径规划:基于多目视觉传感器的三维立体视觉定位采用 Coarse-to-fine 的多层规划算法,第一视角实景 AR 导航交互及 2.5D 立体避障技术实现动态场景下全局最优路径自主导航。实现定 “人形机器人的“人形机器人的 Optimus 时刻”系列七时刻”系列七 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 22 位精度 10cm,导航精度 20cm,精定位精度 1cm。基于深

69、度学习的物体检测与识别算法、人脸识别算法和跨风格人脸数据生成技术,可在复杂环境中识别人脸、手势、物体等信息,丰富准确地理解和感知外部环境。图表图表 36 优必选人形视觉方案优必选人形视觉方案 资料来源:优必选官网,华创证券 4、宇树科技:宇树科技:3D 激光雷达深度相机激光雷达深度相机 图表图表 37 宇树科技宇树科技 G1 视觉方案视觉方案 资料来源:宇树科技公众号,华创证券 人形机器人视觉方案目前主要以结构光、双目或多目 RGB、TOF 等的组合方案为主。国外大厂已经较早的布局和应用,国内市场还在逐步打开市场空间。“人形机器人的“人形机器人的 Optimus 时刻”系列七时刻”系列七 证监

70、会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 23 三、三、国内厂商国内厂商竞速突围竞速突围,成长迅速成长迅速(一)(一)奥比中光:奥比中光:3D 视觉传感全技术路径布局,消费及机器人场景拓展未来空间视觉传感全技术路径布局,消费及机器人场景拓展未来空间 奥比中光是行业领先的机器人视觉及 AI 视觉科技公司,致力于构建机器人与 AI 视觉产业中台、打造机器人的“眼睛”。基于自研芯片和全栈式系统技术,奥比中光为机器人、3D 扫描、生物识别等行业客户及全球开发者提供高性能的 3D 视觉传感器及机器人与 AI视觉方案,助力新兴行业释放价值、推动传统行业智能化升级。拥有自建生产

71、基地,奥比中光具备百万级量产能力,提供灵活可靠的 ODM/OEM 服务。奥比中光为全球超过1000 家客户与开发者提供“研发+制造”的一站式产品和服务,在中国服务机器人 3D 视觉传感器领域,公司市占率超过 70%。图表图表 38 公司公司“机器人与“机器人与 AI 视觉”产品矩阵视觉”产品矩阵 资料来源:公司年报,华创证券 公司与微软、英伟达联合研发制造,融合微软第一代深度相机 Azure Kinect 的全部性能,并集成英伟达 Jetson Nano 深度算力平台,其主要应用于机器人、物流、制造、工业、零售、医疗保健和健身解决方案等领域的 3D 视觉开发。2024 年 5 月 6 日9 日

72、,奥比中光在美国芝加哥举办的北美最大自动化技术展 Automate 2024 亮相,带来了新一代全场景双目 3D 相机Gemini 330 系列,获得众多专业机器人开发者的关注。其中,奥比中光 Gemini 335L 相机融合英伟达 Isaac ROS VSLAM 和 Nvblox 技术,帮助自主移动机器人(AMR)在复杂环境中能够实时视觉建图、定位以及高精度 3D 场景重建,实现更高效的自主机器人导航。“人形机器人的“人形机器人的 Optimus 时刻”系列七时刻”系列七 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 24 图表图表 39 奥比中光的产品在奥比中

73、光的产品在 Automate 2024 展会展会亮相亮相 资料来源:奥比中光官方账号,华创证券(二)(二)奥普特:硬件为基拓展解决方案,前瞻卡位优异赛道的机器视觉龙头奥普特:硬件为基拓展解决方案,前瞻卡位优异赛道的机器视觉龙头 奥普特是我国国内较早进入机器视觉领域的企业之一。在成立之初,以机器视觉核心部件中的光源产品为突破口,奥普特进入了当时主要为国际品牌所垄断的机器视觉市场。在十几年的发展过程中,公司坚持“深耕优势、以点带面、以面促点、逐个突破”的发展路径,将产品线逐步拓展至其他机器视觉部件。奥普特拥有完整的机器视觉核心软硬件产品,自主产品线已全面覆盖视觉算法库、智能视觉平台、深度学习(工业

74、 AI)、光源、光源控制器、工业镜头、工业相机、智能读码器、3D 传感器、一键测量传感器、工业传感器产品。同时,奥普特以核心光学技术为基础,加大在先进工业传感器领域的研发投入,持续推出多品类工业传感器;结合资本优势,在运动产品领域进行布局,拟并购成熟协同企业,拓展产品线。以此为基础,公司能够向下游客户提供各种视觉、传感器及运动部件等自动化核心产品及解决方案,提升客户粘性及公司竞争力。图表图表 40 奥普特主要情况奥普特主要情况 资料来源:公司官网,华创证券 “人形机器人的“人形机器人的 Optimus 时刻”系列七时刻”系列七 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)12

75、10 号 25 (三)(三)凌云光:软件起家全产业链布局,多行业发力顺行业东风凌云光:软件起家全产业链布局,多行业发力顺行业东风 凌云光深耕机器视觉二十余年,是行业领先的可配置视觉系统、智能视觉装备和核心视觉器件的产品与解决方案提供商,聚焦机器视觉主营业务方向,以“AI+视觉”技术创新为基础,致力于成为视觉人工智能与光电信息领域的全球领导者。面向消费电子、新能源、印刷包装、新型显示等领域,为客户提供智能制造与质量检测的多元化产品与解决方案,通过产品持续创新助力行业智能制造的转型升级;面向传媒、影视、游戏、动漫、直播等领域,提供运动捕捉、数字建模等内容制作工具及 AIGC 智能内容创作服务。图表

76、图表 41 凌云光发展历史凌云光发展历史 资料来源:公司官网,华创证券 公司坚持以客户为中心,以推动行业发展为己任,积极把握人工智能时代的战略机遇,基于“光、机、电、算、软”底层通用技术形成四大技术平台,为客户提供差异化、高质量、高性价比的多元化产品和解决方案。经过二十余年的行业深耕,积累了苹果、富士康、华为、小米、宁德时代、京东方、央视总台、咪咕等各行业的龙头客户。凌云光将利用在机器视觉行业形成的先发优势,继续夯实底层技术,积极开拓新的应用领域。图表图表 42 公司主要产品公司主要产品 资料来源:公司官网,华创证券 “人形机器人的“人形机器人的 Optimus 时刻”系列七时刻”系列七 证监

77、会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 26 (四)(四)天准科技天准科技:视觉装备平台企业视觉装备平台企业,全新场景拓宽应用领域,全新场景拓宽应用领域 天准科技致力于以领先技术推动工业数字化智能化发展,致力打造卓越视觉装备平台企业,主要产品包括视觉测量装备、视觉检测装备、视觉制程装备和智能驾驶方案等。天准面向精密制造领域,提供视觉测量、检测、制程等高端装备产品,促进制造业向更高效率、更高质量和更高智能化发展。同时在智能驾驶领域,提供域控制器、边缘计算产品与解决方案,推动行业进步。图表图表 43 公司主要下游行业公司主要下游行业 资料来源:公司官网,华创证券 四

78、、四、行业观点及重点关注个股行业观点及重点关注个股 机器视觉:工业的慧眼。机器视觉:工业的慧眼。机器视觉通过模拟人类视觉系统,赋予机器“看”和“认知”的能力,具备识别、测量、定位、检测四大基础功能。据中商产业,2022 年我国机器视觉市场规模 168.88 亿元。在 AI、自动驾驶、人形机器人等新兴场景的带动下,预计 2025年将增至 349.03 亿元。我国机器视觉企业的竞争力持续增强,海康机器人、奥普特、凌云光、天准科技等国产品牌保持较高的增长。据赛迪顾问数据,2020 年,国产品牌在国内机器视觉市场中的份额首次突破 50%,并保持逐年增长。随着国产品牌逐渐在自动化领域深耕,机器视觉领域的

79、国外品牌光环或将逐渐消退,国产工业机器视觉产品将有望逐渐成为工业智能化改造的首选。进口品牌聚焦中高端市场,核心部件国产替代加速进行。进口品牌聚焦中高端市场,核心部件国产替代加速进行。展望未来,国产替代进口的进程将从易到难,依次是光源、相机、镜头和开发软件。在应用端,机器视觉设备的应用非常广泛,尤其在消费电子领域已经相当普遍。随着国内制造业的升级和全球高端制造产能向中国的转移,对高端精密机器视觉设备的需求将同步增加,这将进一步推动国内机器视觉部件和设备厂商的技术迭代,并提升其对应用工艺的理解。3D 视觉视觉+新兴应用场景掘挖机器视觉全新蓝海赛道。新兴应用场景掘挖机器视觉全新蓝海赛道。随着机器视觉

80、硬件方案的日益成熟和算力的不断提升,以及软件在细分领域的解决方案、3D 算法和深度学习能力的持续优化,机器视觉在机器人等领域的应用广度和深度不断增加。机器视觉核心部件和设备企业表现出色的盈利能力,加之行业巨大的成长潜力和进口替代空间,为国内机器视觉企业提供了前所未有的历史机遇。机器人视觉:算法还是传感器?选择的问题。机器人视觉:算法还是传感器?选择的问题。人类约 70%的信息是通过人眼感知获取的,人形机器人也将通过视觉感知获取大量信息。目前在视觉方案上,每家人形机器人主机厂选择的方案有所差异,随着未来人形机器人出货量的增长,技术的迭代升级,未来视觉方案也将会逐步优化定型。特斯拉 Optimus

81、 采用纯视觉传感器方案,搭载了 2D 视觉传 “人形机器人的“人形机器人的 Optimus 时刻”系列七时刻”系列七 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 27 感器和与特斯拉车辆相同的 FSD 技术以及 Autopilot 相关神经网络技术。人形机器人视觉方案目前主要以结构光、双目或多目 RGB、TOF 等的组合方案为主;算法基础强的厂商会采用更为简单的传感器方案,而算法相对薄弱的厂商会选择更为核心的硬件,国外大厂已经较早的布局和应用,国内市场还在逐步打开市场空间。国内厂商竞速突围,成长迅速。国内厂商竞速突围,成长迅速。1)奥比中光:3D 视觉传感全技术

82、路径布局,消费及机器人场景拓展未来空间。公司是行业领先的机器人视觉及 AI 视觉科技公司,致力于构建机器人与 AI 视觉产业中台、打造机器人的“眼睛”,在中国服务机器人 3D 视觉传感器领域,公司市占率超过 70%。2)奥普特:硬件为基拓展解决方案,前瞻卡位优异赛道的机器视觉龙头。公司拥有完整的机器视觉核心软硬件产品,同时以核心光学技术为基础,提供各种视觉、传感器及运动部件等自动化核心产品及解决方案。3)凌云光:软件起家全产业链布局,多行业发力顺行业东风。公司基于“光、机、电、算、软”底层通用技术形成四大技术平台,积累了苹果、富士康、华为等行业龙头客户。4)天准科技:视觉装备平台企业,全新场景

83、拓宽应用领域。公司面向精密制造领域,提供视觉测量、检测、制程等高端装备产品。行业投资评级与投资建议:行业投资评级与投资建议:机器视觉是人工智能最重要的前沿技术之一,以优越的性能助力工业自动化、智能化的发展。提质、增效、降本是智造升级的源动力,随着我国逐渐步入老龄化社会,企业用工成本上升,机器使用提升或成为必然趋势。国内厂商正加快机器视觉核心部件国产化,从低端向高端市场布局,逐步实现进口替代,看好拥有机器视觉基因,并具备平台型拓展能力的公司。给予机器视觉核心部件及设备机器视觉核心部件及设备行业“推荐”评级,重点关注奥比中光、奥普特、凌云光和天准科技奥比中光、奥普特、凌云光和天准科技。图表图表 4

84、4 相关相关公司盈利预测公司盈利预测(2024 年年 5 月月 24 日)日)公司代码公司代码 简称简称 股价股价 EPS PE 23A 24E 25E 26E 23A 24E 25E 26E 奥比中光-UW 688322 25.24 -0.7-0.4 0.0 0.3-54.49-70.83-1,856.8 94.16 奥普特 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 天准科技 688003 32.92 1.1 1.4 1.8

85、 2.1 29.4 23.4 18.6 15.3 资料来源:Wind,华创证券 注:奥比中光、奥普特、凌云光、天准科技参考Wind一致预期 五、五、风险提示风险提示(1)人形机器人进展不及预期。尽管特斯拉人形机器人取得较大进展,但量产落地时间、节奏仍有不确定性;(2)国内厂商产品开发进度、核心客户导入不及预期。若国内厂商产品研发进度缓慢,未必会进入特斯拉供应链;(3)原材料价格上涨增加成本风险。原材料价格上涨会导致国内厂商产品价格优势减少,从而影响供应链导入;(4)市场竞争加剧将影响产业链盈利能力等。“人形机器人的“人形机器人的 Optimus 时刻”系列七时刻”系列七 证监会审核华创证券投资

86、咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 28 机械组团队介绍机械组团队介绍 组长、首席分析师:范益民组长、首席分析师:范益民 上海交通大学机械硕士,CFA,5 年工控产业经历,7 年机械行业研究经验,2023 年加入华创证券研究所。2019 年金牛奖机械行业最佳分析团队;2019,2022 年 Choice 最佳分析师及团队。分析师:丁分析师:丁祎祎 新南威尔士大学金融硕士,上海财经大学本科,曾任职于国海证券,华鑫证券,2023 年加入华创证券研究所。助理分析师:胡明柱助理分析师:胡明柱 哈尔滨工业大学金融工程博士,国信证券应用经济学博士后。具有机械本硕及金融博士复合学历背景。2

87、023 年加入华创证券研究所。助理研究员:陈宏洋助理研究员:陈宏洋 上海交通大学机械工程博士,曾就职于中泰证券研究所,2023 年加入华创证券研究所。助理研究员:於尔东助理研究员:於尔东 南京大学工学硕士。2023 年加入华创证券研究所。“人形机器人的“人形机器人的 Optimus 时刻”系列七时刻”系列七 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号:证监许可(2009)1210 号 30 华创行业公司投资评级体系华创行业公司投资评级体系 基准指数说明:基准指数说明:A 股市场基准为沪深 300 指数,香港市场基准为恒生指数,美国市场基准为标普 500/纳斯达克指数。公司投资评级说明:公司投资评

88、级说明:强推:预期未来 6 个月内超越基准指数 20%以上;推荐:预期未来 6 个月内超越基准指数 10%20%;中性:预期未来 6 个月内相对基准指数变动幅度在-10%10%之间;回避:预期未来 6 个月内相对基准指数跌幅在 10%20%之间。行业投资评级说明:行业投资评级说明:推荐:预期未来 3-6 个月内该行业指数涨幅超过基准指数 5%以上;中性:预期未来 3-6 个月内该行业指数变动幅度相对基准指数-5%5%;回避:预期未来 3-6 个月内该行业指数跌幅超过基准指数 5%以上。分析师声分析师声明明 每位负责撰写本研究报告全部或部分内容的分析师在此作以下声明:分析师在本报告中对所提及的证

89、券或发行人发表的任何建议和观点均准确地反映了其个人对该证券或发行人的看法和判断;分析师对任何其他券商发布的所有可能存在雷同的研究报告不负有任何直接或者间接的可能责任。免责声明免责声明 本报告仅供华创证券有限责任公司(以下简称“本公司”)的客户使用。本公司不会因接收人收到本报告而视其为客户。本报告所载资料的来源被认为是可靠的,但本公司不保证其准确性或完整性。本报告所载的资料、意见及推测仅反映本公司于发布本报告当日的判断。在不同时期,本公司可发出与本报告所载资料、意见及推测不一致的报告。本公司在知晓范围内履行披露义务。报告中的内容和意见仅供参考,并不构成本公司对具体证券买卖的出价或询价。本报告所载

90、信息不构成对所涉及证券的个人投资建议,也未考虑到个别客户特殊的投资目标、财务状况或需求。客户应考虑本报告中的任何意见或建议是否符合其特定状况,自主作出投资决策并自行承担投资风险,任何形式的分享证券投资收益或者分担证券投资损失的书面或口头承诺均为无效。本报告中提及的投资价格和价值以及这些投资带来的预期收入可能会波动。本报告版权仅为本公司所有,本公司对本报告保留一切权利。未经本公司事先书面许可,任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制、发表、转发或引用本报告的任何部分。如征得本公司许可进行引用、刊发的,需在允许的范围内使用,并注明出处为“华创证券研究”,且不得对本报告进行任何有悖原意的引用、删节和修

91、改。证券市场是一个风险无时不在的市场,请您务必对盈亏风险有清醒的认识,认真考虑是否进行证券交易。市场有风险,投资需谨慎。华创证券研究所华创证券研究所 北京总部北京总部 广深分部广深分部 上海分部上海分部 地址:北京市西城区锦什坊街 26 号 恒奥中心 C 座 3A 地址:深圳市福田区香梅路 1061 号 中投国际商务中心 A 座 19 楼 地址:上海市浦东新区花园石桥路 33 号 花旗大厦 12 层 邮编:100033 邮编:518034 邮编:200120 传真: 传真: 传真: 会议室: 会议室: 会议室:

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