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2025年全球智能機器人3D視覺白皮書發(fā)布,深入解析全球視角下機器人3D視覺市場格局與未來增長機遇

http://007sbw.cn 2025-08-14 17:14 來源:MIR睿工業(yè)

機器人3D視覺系統(tǒng),是基于三維視覺軟硬件成像技術(shù),在機器人系統(tǒng)中實時采集目標物體及環(huán)境的空間信息、構(gòu)建和處理點云信息,生成用于引導(dǎo)機器人末端執(zhí)行機構(gòu)的路徑規(guī)劃、避障等控制指令的系統(tǒng)。工業(yè)機器人3D視覺應(yīng)用主要有抓取和工藝兩大類,其中抓取類技術(shù)的市場應(yīng)用較成熟,工藝類仍不成熟但發(fā)展較快。

抓取類:

抓取類應(yīng)用指3D視覺與機器人協(xié)同進行物體的取放,主要難點在于3D視覺識別抓取點和位姿估計、碰撞檢測等。其中簡單的上下料、拆碼垛等精度要求相對較低,目前已經(jīng)較為成熟,實現(xiàn)了批量應(yīng)用。

工藝類:

工藝類應(yīng)用指3D視覺結(jié)合工業(yè)機器人執(zhí)行具有強工藝屬性的操作,如開坡口、焊接、涂膠、噴涂等。此類系統(tǒng)除常規(guī)3D視覺與機器人外,還需包含工藝裝備(如焊槍、膠槍)及專用工裝夾具等。目前大多數(shù)工藝類3D視覺應(yīng)用還不成熟,仍處于技術(shù)探索階段。

智能機器人3D視覺目前應(yīng)用類型主要有導(dǎo)航、避障、物體識別、機械臂引導(dǎo)四大類。在各類可移動的機器人系統(tǒng)中導(dǎo)航和避障都是基礎(chǔ)功能,未來隨著具身智能技術(shù)、人形機器人的發(fā)展,3D視覺作為“眼睛”還需承擔(dān)物體識別、引導(dǎo)手臂軌跡的功能。

3D視覺在各類機器人系統(tǒng)中的應(yīng)用

01

全球機器人3D視覺市場規(guī)模分析

從數(shù)據(jù)上來看

全球工業(yè)機器人3D視覺市場在經(jīng)歷2020-2023年的高速增長后,已進入相對穩(wěn)定的發(fā)展階段。2024年,受全球汽車、電子、鋰電池等行業(yè)投資不及預(yù)期影響,工業(yè)機器人出貨量同比下滑3.6%。在這一嚴峻市場環(huán)境下,工業(yè)機器人3D視覺卻逆勢上揚,全球出貨量超2.4萬臺,同比增長超過14%。

2020-2027年全球工業(yè)機器人3D視覺市場規(guī)模/臺套

注:①數(shù)據(jù)為工業(yè)領(lǐng)域,不含商用和民用;②含結(jié)構(gòu)光、雙目等高端相機,不含ToF等,后同

數(shù)據(jù)來源: 《2025年全球智能機器人3D視覺白皮書》

從行業(yè)分布來看

2024年全球工業(yè)機器人3D視覺的主要應(yīng)用集中在汽車零部件、金屬制品、倉儲物流及汽車整車四大領(lǐng)域,合計市場份額超過78%。

2024年全球分行業(yè)工業(yè)機器人3D視覺市場規(guī)模占比/臺套

數(shù)據(jù)來源: 《2025年全球智能機器人3D視覺白皮書》

其中,倉儲物流、金屬制品及汽車零部件行業(yè)是工業(yè)機器人3D視覺的早期應(yīng)用領(lǐng)域,技術(shù)相對成熟;汽車整車行業(yè)近兩年受柔性制造需求驅(qū)動,發(fā)展勢頭迅猛。據(jù)MIR白皮書統(tǒng)計:

● 2024年全球汽車整車行業(yè)3D視覺滲透率近8%,相較于2023年的6%明顯提升。近幾年隨著汽車整車行業(yè)全球化生產(chǎn)需求推動質(zhì)量標準升級,工業(yè)機器人3D視覺的應(yīng)用場景逐漸豐富。預(yù)計汽車行業(yè)應(yīng)用將持續(xù)增長,2027年滲透率有望提升至13%。

● 2022-2023年全球新能源汽車相關(guān)產(chǎn)業(yè)投資向好,是汽車零部件行業(yè)3D視覺在工業(yè)機器人中的滲透率快速提升的節(jié)點,2024年滲透率達近7%。

● 倉儲物流是工業(yè)機器人3D視覺最早實現(xiàn)批量化應(yīng)用的行業(yè)之一,2020年滲透率已達15%。發(fā)展迅速的同時也造成了激烈的行業(yè)競爭和價格下行。2024年受行業(yè)投資不景氣影響,市場呈現(xiàn)下滑態(tài)勢。預(yù)計未來東南亞、南美、中東等新興市場的倉儲自動化升級將推動行業(yè)復(fù)蘇。

● 金屬制品行業(yè)也是3D視覺早期落地行業(yè)之一。近兩年應(yīng)用已較為成熟,增長步調(diào)放緩,但2024年起免示教焊機技術(shù)的發(fā)展再次為行業(yè)帶來新機遇。預(yù)計未來免示教焊接技術(shù)將大幅帶動金屬制品行業(yè)的3D視覺應(yīng)用。此外,未來在較復(fù)雜的零部件切割、涂膠、打磨等領(lǐng)域的免示教技術(shù)中也將有應(yīng)用前景,2027年滲透率有望突破12%。

除上述核心領(lǐng)域外,鋰電池、半導(dǎo)體等高附加值產(chǎn)業(yè)對3D視覺的需求同樣增長迅猛,預(yù)計其市場份額也將持續(xù)擴大。

● 鋰電池行業(yè)頭部客戶在完成對3D視覺系統(tǒng)精度及安全性的嚴格驗證后,應(yīng)用意愿顯著增強,正處于規(guī)模化應(yīng)用的初期階段。

● 半導(dǎo)體行業(yè)主要在后道封裝測試環(huán)節(jié)采用復(fù)合機器人(AGV/AMR+機械臂)集成3D視覺的方案,實現(xiàn)高精密物料的自動化轉(zhuǎn)運與上下料。

從供應(yīng)商競爭格局來看

2024年,全球工業(yè)機器人3D視覺供應(yīng)商主要分為中國、日本、歐洲及北美四大陣營,其中,中國廠商占據(jù)超過65%的市場份額。

2024年全球TOP20工業(yè)機器人3D視覺供應(yīng)商格局/臺套

數(shù)據(jù)來源: 《2025年全球智能機器人3D視覺白皮書》

① 中國廠商:

以梅卡曼德等專注于工業(yè)3D視覺的新興專業(yè)企業(yè)為代表,近年來在深耕本土市場的同時,海外業(yè)務(wù)拓展迅速。同時,??禉C器人、華??萍嫉纫劳袀鹘y(tǒng)機器視覺業(yè)務(wù)的企業(yè),也正在持續(xù)加碼工業(yè)機器人3D視覺領(lǐng)域的投入力度。預(yù)計未來,中國廠商的全球市場份額將進一步擴大。

② 日本廠商:

憑借發(fā)達的機器人產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),以FANUC為代表的工業(yè)機器人制造商多采用自研配套3D視覺技術(shù),以提升其機器人產(chǎn)品的附加值,并依托其強大的全球品牌影響力實現(xiàn)配套銷售,專注于工業(yè)機器人3D視覺的獨立供應(yīng)商相對較少,部分廠商(如MUJIN)主要以提供集成解決方案為主。

③ 歐洲廠商:

歐洲廠商通常以提供3D視覺硬件產(chǎn)品為主,代表企業(yè)如Photoneo、Sick等。

④ 北美廠商:

北美地區(qū)供應(yīng)商數(shù)量相對較少,以傳統(tǒng)機器視覺巨頭Cognex為主。部分以質(zhì)量檢測見長的廠商(如LMI)也涉足工業(yè)機器人3D視覺領(lǐng)域。

從各地區(qū)市場規(guī)模來看

亞洲地區(qū)是當(dāng)前全球工業(yè)機器人3D視覺需求最為強勁的市場,出貨量占全球總出貨量的70%以上。其中,中國是全球最大的單一市場,占比接近60%。

2024年全球分區(qū)域工業(yè)機器人3D視覺市場規(guī)模占比/臺套

數(shù)據(jù)來源: 《2025年全球智能機器人3D視覺白皮書》

中國工業(yè)機器人3D視覺市場規(guī)模分析

數(shù)據(jù)來源: 《2025年全球智能機器人3D視覺白皮書》

自2020年起,中國已成為驅(qū)動全球工業(yè)機器人3D視覺市場增長的核心動力。2024年,盡管面臨宏觀投資環(huán)境挑戰(zhàn),中國工業(yè)機器人3D視覺市場仍表現(xiàn)出強勁韌性,實現(xiàn)超過22%同比增長。預(yù)計未來三年,中國工業(yè)機器人3D視覺市場將繼續(xù)保持高速增長,復(fù)合年增長率預(yù)計接近28%。

中國工業(yè)機器人3D視覺分行業(yè)市場規(guī)模分析

數(shù)據(jù)來源: 《2025年全球智能機器人3D視覺白皮書》

中國工業(yè)機器人3D視覺的核心下游應(yīng)用行業(yè)包括汽車零部件、金屬制品、倉儲物流及汽車整車。其中,汽車整車行業(yè)的應(yīng)用導(dǎo)入近期呈現(xiàn)加速態(tài)勢。

2024年中國TOP10工業(yè)機器人3D視覺供應(yīng)商格局/臺套

數(shù)據(jù)來源: 《2025年全球智能機器人3D視覺白皮書》

在中國工業(yè)機器人3D視覺市場,梅卡曼德以超過38%的市場份額居于首位。一方面,其產(chǎn)品線布局相對完善,并在汽車零部件、金屬制品、倉儲物流等行業(yè)積累了豐富的頭部客戶應(yīng)用案例。另一方面,該公司的產(chǎn)品在精度和穩(wěn)定性方面表現(xiàn)良好,尤其在結(jié)合AI技術(shù)處理高反光工件、深框抓取等復(fù)雜場景方面具備較強能力。

預(yù)計未來中國市場的競爭格局將趨于分化。少數(shù)頭部供應(yīng)商(如梅卡曼德、??禉C器人)將聚焦于提供標準化程度較高的產(chǎn)品,其他廠商則更多專注于特定垂直細分領(lǐng)域的定制化解決方案開發(fā),雙方將在市場中形成互補格局。

02

機器人3D視覺技術(shù)發(fā)展趨勢

由于工業(yè)視覺應(yīng)用場景中存在許多不確定性、非標程度較高,如來料一致性差、工作環(huán)境復(fù)雜等,對工業(yè)3D視覺提出了更高的柔性化需求。隨著AI技術(shù)的迅速發(fā)展,部分行業(yè)內(nèi)主流視覺玩家開始研究AI與3D視覺技術(shù)的融合。AI技術(shù)與工業(yè)機器人3D視覺結(jié)合后,可使其在底層算法優(yōu)化、提高開發(fā)效率、應(yīng)用工藝沉淀等方面發(fā)揮價值。

1. AI與底層算法的結(jié)合:

①AI輔助點云分割:3D點云的特點是無序、數(shù)據(jù)量大,直接計算的難度大、效率很低。目前大多是用深度學(xué)習(xí)在2D紋理圖上做分割,再用3D點云數(shù)據(jù)進行配準。未來將直接使用深度學(xué)習(xí)輔助3D點云數(shù)據(jù)進行分割,提高效率和優(yōu)化分割效果。

②AI輔助機械臂動態(tài)碰撞檢測:機器人3D視覺碰撞檢測時對數(shù)據(jù)的實時響應(yīng)有很高的要求,AI可協(xié)助快速響應(yīng)、提前預(yù)測碰撞點、奇異點,且優(yōu)化對模糊物體的仿真。

2. AI與應(yīng)用工藝的結(jié)合:

未來各應(yīng)用工藝將進行數(shù)字化管理,形成預(yù)訓(xùn)練模型庫,存儲大量的行業(yè)應(yīng)用模板,并不斷進行行業(yè)和工藝知識的沉淀迭代。在使用時進行實時調(diào)用,可大大提升便捷性和處理效果。以以下應(yīng)用為例:

① 無序抓?。篈I協(xié)助點云分割、位姿估計,找到最佳抓取點和優(yōu)化路徑。

② 高反件深框抓取:AI協(xié)助做深度估計,在2D紋理圖基礎(chǔ)上補全點云,即使是高反光、有油污等物體也能較準確識別。在識別的基礎(chǔ)上進行位姿估計,找最佳抓取點和優(yōu)化路徑,AI協(xié)助碰撞檢測,提高抓取成功率和清框率。

③ 物流混碼垛:通過AI計算提升容積率。

隨著AI與機器人3D視覺的結(jié)合日益緊密,其應(yīng)用場景將不斷拓展,真正打破產(chǎn)品和應(yīng)用的邊界、視覺信息也將在任務(wù)級的理解、規(guī)劃等方面發(fā)揮更大的作用,實現(xiàn)從“看得到”向“看得懂”躍遷。

03

機器人3D視覺市場未來發(fā)展

隨著機器人市場的持續(xù)高速發(fā)展,其應(yīng)用已從傳統(tǒng)優(yōu)勢領(lǐng)域(汽車、電子)延伸到鋰電池等新興行業(yè)當(dāng)中,3D視覺作為自動化系統(tǒng)的“眼睛”,正成為許多場景的核心需求。

據(jù)MIR睿工業(yè)白皮書統(tǒng)計,2024年搭載3D視覺的工業(yè)機器人在全球工業(yè)機器人市場中的滲透率僅為4.7%,盡管當(dāng)前其在工業(yè)機器人中的滲透率尚處于較低水平,未來仍有巨大的發(fā)展空間。預(yù)計未來三年,該市場將保持20%以上的復(fù)合增長率,2027年滲透率將達近7%。

與此同時,盡管當(dāng)前全球智能機器人產(chǎn)業(yè)整體仍處于發(fā)展期,3D視覺技術(shù)在其應(yīng)用中的成熟度有待提升,但隨著人形機器人、移動機器人、服務(wù)機器人等行業(yè)的快速發(fā)展,預(yù)計2025年,智能機器人領(lǐng)域?qū)?D視覺的潛在需求總量將超過40萬臺,未來成長空間巨大。

總體來看,3D視覺技術(shù)在傳統(tǒng)工業(yè)機器人和新興行業(yè)領(lǐng)域中均展現(xiàn)出強勁的增長動力,并將在與AI技術(shù)的深度融合推動下,催生出更多的創(chuàng)新應(yīng)用,在工業(yè)機器人領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。

寫在最后

基于機器人3D視覺龐大的市場潛力,MIR睿工業(yè)主編的《2025年全球智能機器人3D視覺白皮書》正式發(fā)布(以下簡稱“白皮書”)。白皮書立足全球視角,基于多國家、多地區(qū)、多維度展開數(shù)據(jù)追蹤。研究范圍覆蓋亞洲、歐洲、北美、東南亞等多個地區(qū)市場,內(nèi)容涵蓋全球機器人3D視覺市場格局分析、產(chǎn)業(yè)鏈解析、技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析等。

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