目錄TOC\o"1-2"\h\z\u人形機(jī)器人的視覺實(shí)現(xiàn) 4視覺傳感器助力人形機(jī)器人感知世界 4人形機(jī)器人主要視覺方案 4機(jī)器視覺行業(yè) 6機(jī)器視覺的工作原理及應(yīng)用 6機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)鏈及規(guī)模 7機(jī)器視覺主流技術(shù)方案 8機(jī)器視覺產(chǎn)品價(jià)格水平 12產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)標(biāo)的 14風(fēng)險(xiǎn)提示 16圖表目錄圖表1：空間三維測(cè)意圖 4圖表2：視覺傳感器人機(jī)交互 4圖表3：國(guó)內(nèi)外人形人廠商進(jìn)展及其視方案 5圖表4：機(jī)器視覺系造及工作原理 7圖表5：2016-2027年中國(guó)機(jī)器視覺市場(chǎng)規(guī)及測(cè) 8圖表6：主流3D視覺知技術(shù)對(duì)比 9圖表7：雙目立體視作原理 10圖表8：結(jié)構(gòu)光工作理 11圖表9：ToF工作原理 11圖表10：dToF與iToF的對(duì)比 12圖表11：2022年?？齐娭饕牧霞爱a(chǎn)價(jià)情況 13圖表12：2021年奧比光主要原材料、產(chǎn)價(jià)情況及部分產(chǎn)品零價(jià) 13圖表13：奧比中光3D機(jī)亮相NVIDIAGTC2024 15人形機(jī)器人的視覺實(shí)現(xiàn)視覺傳感器助力人形機(jī)器人感知世界2D3D3DAI人類約802D圖表1：空間三維測(cè)量示意圖 圖表2：視覺傳感器助力人機(jī)交互資料來源：奧比中光招股書， 資料來源：優(yōu)必選公告，人形機(jī)器人主要視覺方案3D圖表3：國(guó)內(nèi)外人形機(jī)器人廠商進(jìn)展及其視覺方案海外由特斯拉自研的執(zhí)行器和傳感器、頸部新增2-DoF驅(qū)動(dòng)、集成執(zhí)行器的電子及TeslaOptimus30%、鉸接式腳趾部分構(gòu)成仿生學(xué)的腳、未犧牲性能減重、平衡及全身控制能力提升、速度更快的11-DoF全新手部、手指末節(jié)引入預(yù)計(jì)即將量產(chǎn)8個(gè)Autopilot攝像頭觸覺傳感器。AgilityRoboticsDigit以其獨(dú)特的雙足設(shè)計(jì)脫穎而出，機(jī)器人配備了激光雷達(dá)等先進(jìn)傳感器，可以感知周圍環(huán)境并輕松避開障礙物。手臂擅長(zhǎng)保持平衡，還能抓取、攜帶物體，并與環(huán)境中的各種元素交互。身高約1.75米，體重65公斤，相當(dāng)于中等男子的身材，最多可承載16公斤。即將年產(chǎn)1萬臺(tái)并引入下游工廠作業(yè)深度相機(jī)激光雷達(dá)面部表情最豐富、仿真的人形機(jī)器人。利用Mesmer技術(shù)為Ameca提供大量的真人表情數(shù)據(jù)，從人體不同角度掃描，構(gòu)建3D模型，在立體光刻3D打印機(jī)上制EngineeredArtsAmeca作的精確模具，使皮膚質(zhì)感看起來和真人一樣。能夠?qū)ν饨缱兓龀鱿鄳?yīng)反應(yīng)：Tritium操作系統(tǒng)連接了軟件、硬件和云端，可以驅(qū)動(dòng)硬件的每一個(gè)組成部分，使其硬件部分能像人類骨骼一樣活動(dòng)。Atlas身高約1.5米，重約82公斤，具備執(zhí)行各種復(fù)雜動(dòng)作的能力，包括步行、跑BostonDynamicsAtlas液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，這使得它能夠執(zhí)行強(qiáng)大的舉重和搬運(yùn)任務(wù)，以及在摔倒后自我RGB攝像頭ToF深度相機(jī)恢復(fù)的能力。雙足機(jī)器人，并以人體肌肉運(yùn)動(dòng)為模型，對(duì)其進(jìn)行「高精度」和「輕柔度」的1XTechnologiesNEO設(shè)計(jì)，在鋁芯之上覆蓋了一層軟層，使之它和人類一樣柔軟、輕巧，而且本質(zhì)上是「安全」的，沒有夾點(diǎn)或其他危險(xiǎn)。因此，NEO可以自由行走，通過面部（前一代產(chǎn)品EVE配備前置/后置攝像頭以獲取全景視圖）表情溝通，提高操作效率的同時(shí)，還保障了用戶的安全性。仍在開發(fā)中。國(guó)內(nèi)優(yōu)必選WalkerX搭載高性能伺服關(guān)節(jié)以及多維力覺、多目立體視覺、全向聽覺和慣性、測(cè)距等全方位的感知系統(tǒng)，結(jié)合視覺定位導(dǎo)航和手眼協(xié)調(diào)操作技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)快速平穩(wěn)的行走和精準(zhǔn)安全的交互。有少量銷售RGBD相機(jī)雙目相機(jī)傅利葉智能GR-1采用電驅(qū)動(dòng)，自研FSA高性能一體化執(zhí)行器，擁有強(qiáng)大且靈活的運(yùn)動(dòng)性能。1身高1.65米，體重公斤，全身自由度達(dá)個(gè)，最大關(guān)節(jié)模組峰值扭矩可達(dá)300Nm，步行速度可達(dá)到5km/h，負(fù)重50kg。已啟動(dòng)量產(chǎn)并實(shí)現(xiàn)部分交付Realsense深度攝像頭采用輕量化材料設(shè)計(jì)，整體重量只有47kg，整身?yè)碛?9個(gè)自由度，行走姿態(tài)輕宇樹科技H1盈穩(wěn)健，為適配大負(fù)載，高密度，大功率的需要，應(yīng)用了扭矩密度更高的M107關(guān)節(jié)電機(jī)，峰值扭矩達(dá)到了360Nm。目前H1人形機(jī)器人行走速度可以達(dá)到1.5m/s，潛在運(yùn)動(dòng)能力可達(dá)5m/s。續(xù)航方面，H1人形機(jī)器人搭載15Ah電池，最3D激光雷達(dá)深度相機(jī)大電壓67.2V，可滿足連續(xù)1小時(shí)的運(yùn)動(dòng)續(xù)航標(biāo)準(zhǔn)。研發(fā)歷時(shí)三年，經(jīng)過四個(gè)版本迭代，目前已實(shí)現(xiàn)除主板等少數(shù)零部件外的完全開普勒先行者國(guó)產(chǎn)化。機(jī)器人身高178cm，體重85kg，擁有個(gè)關(guān)節(jié)自由度和12星云系統(tǒng)（用于機(jī)器人的實(shí)時(shí)環(huán)境感知，包括視覺、聽覺和本體感知）和云端計(jì)劃年量產(chǎn)，預(yù)估售2-3萬美元3D視覺相機(jī)魚眼360°環(huán)視相機(jī)多模態(tài)大模型。步幅大、步速快，自穩(wěn)定能力強(qiáng)。手臂具備7自由度，重復(fù)定位精度達(dá)到小鵬PX50.05mm，單臂最大負(fù)載為3kg，機(jī)械臂自重為5kg，負(fù)載自重比超過0.6，最大末端線速度為1m/s。PX5的感知和交互能力已經(jīng)與小鵬汽車的底層能力打通，攝像頭利用公司在XNGP、XOS等方面的積累，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)在不同產(chǎn)品間的復(fù)用。CyberOne的身高為177厘米，體重52公斤，具有與真人相似的外觀和比例。小米CyberOneCyberOne搭載了高效電機(jī)，支持多達(dá)21個(gè)自由度，并能實(shí)現(xiàn)各自由度毫秒級(jí)別的實(shí)時(shí)響應(yīng)，模擬人的各項(xiàng)動(dòng)作。還搭載了自研的MiAIOLED顯示模組，能夠感知種人類語義情緒和分自研空間視覺模組AI交互相機(jī)辨85種環(huán)境語義的能力。身高175cm，重量55kg，全身超過49個(gè)自由度，搭載了諧波一體關(guān)節(jié)、直線推桿、無刷行星伺服、空心杯電機(jī)等驅(qū)各類執(zhí)行器，PowerFlow關(guān)節(jié)電機(jī)，峰值智元機(jī)器人遠(yuǎn)征A11.6kg，配有水冷循環(huán)散熱。腿部采用反曲膝設(shè)計(jì)，靈巧手擁5個(gè)被動(dòng)自由度，采用驅(qū)動(dòng)內(nèi)置。還配有基于視覺的指尖傳RGBD相機(jī)激光雷達(dá)感器，可以分辨操作物的顏色、形狀、材質(zhì)等。足式/輪式、靈巧手均支持自主更換。資料來源：各公司官網(wǎng)，澎湃新聞，36氪等，BostonDynamicsAtlasRGBToFRGBD+GR-13DCyberOneAI3D時(shí)搭配了激光雷達(dá)，如AgilityRoboticsDigitH1A1Optimus，F(xiàn)SD8Autopilot2501XTechnologiesEVENEO3D感器。機(jī)器視覺行業(yè)機(jī)器視覺的工作原理及應(yīng)用（Machine圖表4：機(jī)器視覺系統(tǒng)構(gòu)造及工作原理資料來源：《2022年中國(guó)機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》（頭豹研究院），機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)鏈及規(guī)模（產(chǎn)業(yè)中游3C2027560規(guī)模。根據(jù)GGII發(fā)布的數(shù)據(jù)，2022170.65億人民幣，這一數(shù)字并未包含自動(dòng)化集成設(shè)備的市場(chǎng)規(guī)模。與上一年相23.512D12.42.213D59.90。GGII2027560CAGR27.19400160圖表5：2016-2027年中國(guó)機(jī)器視覺市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)資料來源：GGII，50（機(jī)器視覺主流技術(shù)方案2D3D2D2DRGB3D2D3D圖表6：主流3D視覺感知技術(shù)對(duì)比3D視覺感知主要技術(shù)最佳測(cè)量距離分辨率測(cè)量精度主要適用場(chǎng)景ToFiToF＜3.5m中近距：中中距：高手機(jī)前置、后置、掃地機(jī)器人、AR/VR、門禁等dToF＜5m低近距：低遠(yuǎn)距：高手機(jī)后置、平板后置、掃地機(jī)器人等雙目＜15m高低汽車側(cè)面、室外機(jī)器人、智能安防等結(jié)構(gòu)光＜5m高近距：高中遠(yuǎn)距：低手機(jī)前置、刷臉支付、刷臉門鎖、服務(wù)機(jī)器人、安防監(jiān)控、屏下3D結(jié)構(gòu)光等激光雷達(dá)＜200m低近距：低遠(yuǎn)距：高汽車自動(dòng)駕駛、汽車ADAS、低速物流車自動(dòng)駕駛等資料來源：奧比中光招股書，雙目立體視覺法的技術(shù)原理是通過從兩個(gè)視點(diǎn)觀察同一物體，從而來獲得同一物體在不同視角下的圖像。通過三角測(cè)量原理來計(jì)算圖像像素間的位置偏差（3DCPU/ASIC圖表7：雙目立體視覺工作原理資料來源：Advancesinsensingandprocessingmethodsforthree-dimensionalrobotvision(YuHe,ShengyongChen)，（Structured結(jié)構(gòu)光技術(shù)相較于雙目技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于：在場(chǎng)景較暗的場(chǎng)景下也可以運(yùn)作正常結(jié)構(gòu)光的紅外激光器是主動(dòng)發(fā)射圖表8：結(jié)構(gòu)光工作原理資料來源：cnblogs，（ToF,TimeofFlight）3DToF技術(shù)具有以下的優(yōu)點(diǎn)：1）軟件復(fù)雜性低，設(shè)計(jì)與應(yīng)用簡(jiǎn)單；2）在暗光與強(qiáng)光環(huán)境下表現(xiàn)不錯(cuò)；3）功耗不高；4）有較遠(yuǎn)的探測(cè)距離；5）成本低；6）響應(yīng)速度快。缺點(diǎn)則在于室外受自然光紅外線影響大、遠(yuǎn)距離無法保證精度。圖表9：ToF工作原理資料來源：《TOF相機(jī)實(shí)時(shí)高精度深度誤差補(bǔ)償方法》（李占利等），ToF（DirectToF即dToFdToFdToFiToFdToFdToFdToFSPADiToFiToF二是間接飛行時(shí)間（IndiectToF即iToF。ioF圖表10：dToF與iToF的對(duì)比dToFiToF原理計(jì)算光子飛行時(shí)間差、SPAD+TDC、單光子雪崩二極管+時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路測(cè)相位偏移法成像幀率高低動(dòng)態(tài)范圍好一般精度高（理論上不受距離增加影響）偏低，精度隨距離降低分辨率偏低較好功耗小較大，隨距離增加信噪比高低多回聲處理好不好抗干擾能力強(qiáng)弱，多路徑干擾資料來源：賽迪集成電路研究所，機(jī)器視覺產(chǎn)品價(jià)格水平牌如Sony（AMS（、ON（、Altera（、Xilinx（3000550/6626.54、36695.15圖表11：2022年?？乒怆娭饕牧霞爱a(chǎn)品價(jià)格情況采購(gòu)金額（萬元）采購(gòu)數(shù)量（個(gè)）平均單價(jià)（元/個(gè)）主要原材料圖像傳感器（采購(gòu)占比44.82%）9382.97315082977.96處理器（采購(gòu)占比24.68%）5165.4193775550.83銷售收入（萬元）銷售數(shù)量（臺(tái)或張）平均單價(jià)（元/臺(tái)或張）主營(yíng)產(chǎn)品工業(yè)線掃描相機(jī)12347.23186336626.54工業(yè)面掃描相機(jī)660515圖像采集卡5636.21190042965.80資料來源：?？乒怆娬泄蓵?DViaviumeum（inia（AMS）CDA、AMS圖表12：2021年奧比中光主要原材料、產(chǎn)品價(jià)格情況及部分產(chǎn)品零售價(jià)采購(gòu)金額（萬元）采購(gòu)數(shù)量（萬pcs）平均單價(jià)（元/pcs）主要原材料電子器件（采購(gòu)占比23.38%）5526.61167470.33通用感光芯片（采購(gòu)占比8.15%）1925.3511516.71自研芯片（采購(gòu)占比4.25%）1005.547014.42銷售收入（萬元）銷售數(shù)量（萬臺(tái)）平均單價(jià)（元/臺(tái)）結(jié)構(gòu)光Astra8423.1815.95528.25結(jié)構(gòu)光AstraE21495.6066.80321.81雙目AstraG4412.747.46591.13iToFAstraX1006.308.78114.57iToFAstraT7.790.011276.34結(jié)構(gòu)光Astra+--1180.00結(jié)構(gòu)光Gemini2L--2499.00iToFFemtoBolt--2866.00資料來源：奧比中光招股書，京東奧比中光專賣店，3D產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)標(biāo)的（一）奧比中光：3D視覺感知行業(yè)領(lǐng)先，攜手科技巨頭微軟、英偉達(dá)3DAIoT、3DiToFFemtoMega3D取得了顯著進(jìn)展，與NVIDIAOmniverse3DPerseeN13DFemtoiToFAzure3D目前，奧比中光已與多家機(jī)器人客戶如優(yōu)必選、斯坦德、云跡科技、高仙機(jī)GGII占超70比中與作伴同資建了圳創(chuàng)身機(jī)AIGemini22024224GEAR圖表13：奧比中光3D相機(jī)亮相NV