近期,中国网络空间安全协会点名英特尔产品“安全漏洞问题频发”,结合此前微软全球蓝屏事件、黎巴嫩寻呼机事件,在高端芯片、操作系统、基础软件等重点领域,国产替代刻不容缓。
日前,工信部印发《工业重点行业领域设备更新和技术改造指南》,明确指出:到2027年,完成约200万套工业软件和80万台套工业操作系统更新换代任务。意在全面实现工业软件和系统的国产化。在工信部对汽车、电子、机器人、电力、轻工业等重点行业的改造意见中,机器视觉系统被多次提及,是更新换代的重点领域之一。
机器视觉被称为“工业之眼”,底层逻辑是利用机器代替人工,对物体进行识别、测量,并做出判断。硬件负责成像,相当于人的“眼睛”,包括光源及光源控制器、镜头和工业相机;软件负责图像处理分析,相当于“大脑的视觉皮层”,二者一起构成机器视觉产业链的上游,是体现竞争力的关键环节。
机器视觉软件的核心是底层算法,由于技术壁垒高,底层算法库几乎由国外垄断。
全球知名的工业机器视觉算法库/软件有:
OpenCV, 是美国英特尔公司开发的一个免费开源的计算机视觉库,主要应用于计算机视觉领域,在机器视觉领域应用不多,适合学术研究和开发原型,不适合工业应用。
HALCON,是德国MVTec公司开发的一套标准的机器视觉算法包,以其高速、高精度的图像处理和分析能力而闻名,适用于各种工业自动化和质量控制任务,有着极高的灵活性,但应用开发难度大、周期长。
VisionPro,是美国康耐视公司开发的机器视觉算法库和应用软件,主要用于图像处理、特征检测、测量和识别,在工业自动化和质量控制领域表现出色,具有快速的图像处理速度和出色的分析功能。
日本基恩士公司是一家软硬件一体的视觉厂商,其开发的视觉软件主要包括LJ-X Navigator、LJ-X Observer、VS系列和XG-X系列,需要嵌入相应的硬件设备。比如,LJ-X Navigator和LJ-X Observer是基恩士用于3D视觉系统的软件,主要用于硬件和软件的调试。
MIL(Matrox Imaging Library),是加拿大Matrox公司开发的一个图像处理软件开发包,主要用于图像采集、处理和分析,包含大量的优化函数用于图像处理。
这些国外公司开发的机器视觉软件经历了20-30年的迭代与改进,在制造业场景中得到广泛的应用,通过数据的积攒和算法的更迭,筑起很高的技术壁垒。
国内的机器视觉软件大多是在OpenCV等开源算法库或HALCON等商业算法库的基础上,进行二次开发,存在产品安全、知识产权、后期维护等方面的风险。
从0-1自建底层算法和视觉应用平台,或成为突破技术壁垒,实现国产替代的关键。
目前,中国本土企业已在机器视觉软件领域布局多年,通过嵌入硬件,选择AI视觉、3D视觉等细分赛道,或者自研通用机器视觉软件等方式切入市场。
中国具有典型性的工业机器视觉算法库/软件有:
VisionMaster,是海康机器人自主研发机器视觉软件,提供了千余个完全自主研发的图像处理算子与多种交互式开发工具,支持多种图像采集设备,能够满足机器视觉领域中定位、测量、识别、检测等需求。
Mech-Vision,是梅卡曼德开发的一款针对机器人硬件设备的机器视觉软件,内置3D视觉、AI深度学习等先进算法,与梅卡曼德3D视觉传感器搭配使用,主要应用于各类机器人引导及视觉检测场景。
HCVisionQuick,是汇萃智能自主研发的通用型机器视觉软件,可轻松实现图像检测、测量、定位、识别、机械手视觉、3D视觉、AI视觉及深度学习、红外视觉等功能,具有无需编程、拖拽易用、功能丰富等特点。该软件基于其自研算法库HCVisionlib,拥有3000多个AI及机器视觉算法,经过10多年产品研发和版本迭代,及严格的工业现场应用测试,已在华为、富士康、蒙牛、海尔、宝钢等企业批量应用。
AIDI ,是阿丘科技研发的工业机器视觉 AI 平台,应用于多种工业场景,在AI检测、分类定级及字符识别方面具有较多的应用。
此外,中国常用的机器视觉软件还有创科的CKVision、陕西维视的Vision Bank等。
机器视觉公司各有优势,技术路径也是多线交织。
海康机器人的VisionMaster需要嵌入其视觉硬件设备,侧重于软硬件一体;梅卡曼德的Mech-Vision 侧重3D视觉;阿丘科技的AIDI 侧重AI视觉;汇萃智能的HCVisionQuick 是独立于硬件设备的视觉软件,基于其完全自主的底层算法库,具有行业通用性、易用性及项目快速开发的特点。
随着工信部出手推进工业软件自主换代,能够突破底层算法技术壁垒,实现独立自主,并在工业场景中得到验证的国产机器视觉软件产品,或将迎来黄金期。
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