报告发布方:中金企信国际咨询《三维数字化市场发展战略研究及“十四五”投资规划可行性预测咨询报告(2024版)》
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1. 三维视觉数字化行业现状:
(1)三维数字化行业概述:三维数字化(3-Dimension Digital,亦称“3D 数字化”),即运用 3D 工具(软件或仪器)来实现模型的虚拟创建、修改、完善、分析等一系列的数字化操作,从而满足用户在各应用领域的使用需求。3D 数字化通过设备仪器获取物品的外形数据,将获得的数据信息进行加工拼接,通过建模的方式加以处理,将各个孤立的单视角 3D 数字模型无缝集成,经过贴图、渲染处理后形成 3D 数据文件。
相比 2D 成像,三维数字化能 1:1 还原真实物体三维空间尺寸,全面地展现物体的空间数据结构,便于用户通过多视角观察其外观并获取更加全面准确的认知。2D 成像技术在过去数年中已获得了成熟且长足的进步,分辨率从几十万像素提升至上亿像素,色彩还原真实度也有了显著提高;然而,2D 图像仅能提供空间平面的纹理信息,无法提供为实现更精准识别及追踪等功能所需要的空间形貌、几何尺寸、位姿等多维信息。三维数字化则充分弥补了 2D 成像技术在空间维度数据及信息不足上的缺点,可用于实现更复杂、更智能的功能。
(2)三维扫描行业:三维扫描技术(3D Scanning Technology),是集光、机、电和计算机技术于一体的全自动高精度立体扫描技术,主要用于对物体空间外形和结构进行扫描,以获得物体表面的空间三维坐标,亦被称之为“实景复制技术”。它的重要意义在于能够将实物的空间立体数据及维度信息转换为计算机能直接处理的数字信号,从而为实物的三维数字化提供更加方便快捷的测量手段。
对三维信息的有效感知,深刻地影响着人类生产活动。如何通过现代技术手段获取精准、可靠的三维数据信息,正受到越来越多的关注。与此同时,基于三维感知技术的相关产品和应用场景亦不断扩展。三维扫描技术的应用领域包括工业设计、瑕疵检测、模拟装配、逆向工程、医学信息、艺术文博与数字文物典藏、3D展示、3D打印等诸多场景。以飞机制造业为例,采用传统的二维图样和模拟手段检验产品质量的模式,已难以满足现代化新型飞机的制造要求。美国波音公司和欧洲空客公司的客机组装产线,均采用了大量三维扫描和测量系统。在非工业领域,近年来不断涌现出各种具备三维感知功能的产品。以苹果公司为例,其通过将Face ID人脸识别技术应用于iPhone,手机机身除搭载环境光传感器和距离感应器以外,还集成了红外镜头、泛光感应元件和点阵投影器,实现用户3D脸部模型测量与识别。近年来,AI、VR/AR等产业的蓬勃发展带来大量对实物三维信息采集和数字化的需求,对三维视觉数字化产品的灵活使用,可以有效降低三维建模的技术门槛,协助创造全真、全息的三维内容。
三维扫描核心指标包括:(1)精度,即测量结果与实际数据之间的精确程度及重复测量的结果一致性;(2)分辨率,衡量所得到的三维扫描图像的精细度;(3)表面材料适应性,即该种三维扫描技术能否适用于多种物品表面;(4)便携性,即扫描仪的体积、重量是否便于携带,以及功能多样性等方面;(5)重建效率,即获取三维空间数据的速度与质量。
2.三维视觉数字化行业产业链:三维视觉数字化产品行业的上游主要包括原材料及生产设备供应商,包括零部件提供商、软件服务提供商和生产设备提供商等。其中,零部件提供商为中游提供光学镜头、工业相机、激光发射器、电源供应系统、通信接口等零部件用来生产和组装产品;软件服务提供商为中游提供三维视觉数字化数据采集软件、三维数据处理及分析软件、三维展示和处理的库文件及算法支持等服务;生产设备提供商为中游三维扫描产品提供商提供生产、组装、测试所需要的生产设备,包括激光打码设备、自动印刷设备、贴片设备、光学检查设备、电子元器件焊接设备等。
三维视觉数字化产品行业的中游为三维视觉数字化产品提供商,是产业链当中重要环节。根据产品不同的应用场景和下游终端客户的不同需求,三维视觉数字化产品提供商可以为下游客户提供主要用于工业领域的三维视觉测量产品以及主要用于专业级和商业级领域的万物数字化产品。三维视觉数字化产品行业的下游为终端用户。下游终端用户通常为企业型用户,根据扫描场景精度及应用类别的不同,下游应用领域又可进一步分为工业级、专业级和商业级等细分领域,其中,工业级领域用户主要来自汽车制造、工程机械、航空航天、交通运输等行业,专业级领域用户主要来自医疗健康、教学科研、文物雕塑、3D打印等不同行业,商业级领域用户主要来自虚拟世界、游戏娱乐、3D感知等众多细分行业。三维视觉数字化产品为终端用户实现物体三维信息的收集、分析、比对、可视化以及模型重建等功能,可广泛应用于产品开发设计、质量检测、零部件测量、数字化展示、科研支持等众多场景。
3.三维数字化行业技术:根据测量扫描过程中是否与被测量目标接触,现有的三维数字化产品主要包括传统接触式三维测量产品和非接触光学式三维视觉数字化产品,通过利用传统接触式传感技术或现代光学技术,对现实中实物三维数据和信息进行收集,并可转化为三维数字化模型。除基于光学原理的三维数字化技术外,目前其他三维测量手段还包括声学式测量和电磁式测量等技术。
接触式三维测量:接触式三维测量仪通过使用感测探针接触物体表面进而获得触碰到的该点位置坐标,典型的设备包括三坐标测量机、关节臂三维测量设备,常见于工业制造产业。以三坐标测量机为例,此类接触式三维测量方法的优点在于:测量精度极高,可达到微米级;不受物体光照和颜色的限制。因此更为适用于非复杂型腔、外形尺寸较小且被测物体表面适宜接触的实体测量。
其基本原理是将被测零件放入测量空间范围中,当探针接触工件并发出采点信号时,由控制系统去采集当前三轴坐标相对于基座原点的坐标值,再由计算机系统对数据进行处理,经运算得到被测物体的几何尺寸、形状和位置。然而因其在测量过程中必须接触物体,因此不适用于文物艺术品等表面不宜造成划痕的物体、柔软物件或探针无法触及的沟槽等部位,应用范围受限。此外,相较于其他方法,接触式测量设备必须按顺序逐点接触物件表面,完成测量所花费的时间较长。传统三维测量产品的历史可以追溯到19世纪60年代,产品历史时间长,测量技术、产品标准和生产流程相对比较成熟,测量产品已经成为计量领域广泛接受的测量设备。传统测量机需放置于恒温、恒湿且无振动的实验室内工作。
随着现代激光技术、计算机技术以及图像处理技术等高新技术的发展,光学非接触式三维扫描测量产品可在各应用领域现场工作,实现三维扫描从“实验室测量”到“现场测量”的改变,使得基于光学原理的非接触三维测量产品得到广泛的应用,并有替代传统三维测量产品的趋势。基于光学原理的非接触三维测量产品具有便携、快速、灵活、价格相对具有较强竞争力等方面优势,广泛应用于工业领域和非工业领域。
基于光学原理的非接触三维扫描测量:常用的光学扫描测量方法有飞行时间法(TimeofFlight,ToF)、光栅投影法(FringeProjection3DMeasurement)、散斑三维扫描(3DSpeckleScanning)、激光三维扫描(3DLaserScanning),同时,随着三维视觉数字化行业不断迭代发展,双目视觉空间姿态立体定位、动态跟踪识别和图像前置数据计算处理等相关技术领域不断融合发展,产生了包括跟踪式三维激光扫描技术(3DLaserScanningBasedonOpticalTracking)等在内的新一代创新型三维扫描检测技术路线。
1)飞行时间法:飞行时间法的基本原理为:采用飞行时间法测量时,由发射模块向被测量目标发射调制脉冲,脉冲被物体反射后,再由接收器接收物体反射的回光。已知脉冲在空间中的传播速率,则通过发射脉冲和接收脉冲的间隔时间,可计算出物体与测量装置的间距,从而获取被测物体的深度信息。ToF技术的优点在于其不易受到外界光的干扰,可以适用于多种环境下工作,同时具有测量距离远的优点,适合大规模测量项目。相比其他三维扫描技术,ToF技术模组结构简单,算法复杂度和运算量较小。但该技术的缺点在于精度和分辨率较低,精度一般为厘米量级,因此ToF技术更多应用于非工业场景,如驾驶辅助、AR测量、体感游戏、背景虚化等。随着体感交互、3D识别与感知、环境感知以及AR地图构建等技术与应用的发展,ToF技术的使用进一步丰富了3D建模技术的非工业应用场景。以体感游戏为例,通过ToF技术能够采集到被拍摄人的身体深度信息,捕捉和采集身体的动作,进行手势判定,控制预制3D建模人偶的形象和动作,实现真人和3D虚拟形象跟随。
2)散斑三维扫描法:散斑指被投射光源照明物体表面呈颗粒状结构的一种随机分布的点状图案。散斑三维扫描技术是基于双目立体视觉原理,利用散斑特征区块作为匹配基元进行三维重建的技术。其主要由双相机,散斑发射器组成,其中散斑发射器可以是包含散斑图片的DLP投影机,LED投影灯或特制的VCSEL散斑发射器。散斑发射器投射散斑图案到物体表面,左右相机在各自对极线中利用区块图案的相似性,通过相关性计算,寻找到匹配度最高的区块,进行三维重建。该技术可以一次性重建视野空间内物体表面的三维数据,并利用相邻三维点信息,计算出视野内物体表面的法向、曲率等三维特征数据。前后两帧三维数据可以利用特征数据进行拼接、定位、累积,以实现连续的三维扫描。散斑三维扫描技术可实现不利用辅助定位点即可对物件进行三维扫描,有极佳的便携性。该技术常用于物件三维特征较丰富但精度要求相对不高的场合。
3)光栅投影法:光栅投影法一般利用机械光栅或者DLP投影机投射多张周期相移条纹和多张格雷码条纹,投射相位条纹用于精确解算相位信息,投射编码条纹用于对周期相位条纹进行编码,辅助相位条纹定位和匹配。相机同时采集物体表面经格雷码编码的周期相移条纹结构光图像,利用周期相移图像解算包裹相位,再利用编码条纹进一步解算绝对相位,双目匹配相同相位的数据获取图像像差进行三维重建。在典型的工作场景中,DLP投影机通常投射八张格雷码条纹图和四张相移条纹图,在工作过程中需保证设备和被测物体稳定,以防止多张编码图和相位图错位而导致重建错误。
应用光栅投影技术的典型三维扫描设备为拍照式三维扫描仪(又称照相式三维扫描仪)。由于其主要光学器件DLP投影机质量大、体积大、发热高、光效低、景深小,主要适用于中小型物体,特别是扫描细节特征复杂(例如多孔、卡扣、卡槽)、厚度薄、不需要多角度拍摄的被测物时更具优势。但此类设备对自然环境光源和被测物体表面颜色材质有较高要求,由于DLP投影机为面光源,照射到被测物体表面的光线相对较弱,因此扫描效果受环境光影响较大,对被测物体表面颜色性质有较高要求,在扫描深色或反光物体时,需要在被测物体表面做喷粉处理。由于在一次重建过程中需要投射多幅编码图和相移图,设备不能移动,因此需保证拍摄环境相对稳定,抗震能力较弱,灵活性较差。对需要多角度拍摄的物体、现场环境有振动、大型扫描件的扫描效率较低。行业内蔡司高慕的产品主要采用该技术路线。
4)激光三维扫描法:激光三维扫描技术是基于双目立体视觉原理,利用激光线的中心作为匹配基元进行三维重建的技术。主要由双相机或多相机,多条平行线激光发射器组成。激光线条照射到物体表面,左右相机获取到多条线状激光图像,计算高精度的激光线图像亚像素中心,利用事先标定的激光平面参数进行激光线三维重建数据的校验,将左右两个相机二维图像中提取的相互匹配的激光线进行三维重建,从而获取物体表面的三维空间数据。
由于该技术原理在每一扫描位置获得的激光三维点云数据有限,无法通过这些点云数据中的三维特征对连续位置的数据进行匹配,需要配合物体表面贴附的定位点,实现高精度的便携扫描。
由于激光线具有单色性好,线束均匀,亮度高、宽度小、能量集中,光利用率高、发热低、体积重量小,触发响应速度快,可获取高精度的激光线中心等优点。对物体边缘和细节重建精度高,可轻松扫描黑色及反光材料等物体,对室外自然光环境适应性好,可实现高速的数据采集。激光三维扫描技术的不足主要在于需借助额外粘贴在物体表面的标记点,以实现数据的连续拼接。5)跟踪式激光三维扫描法随着三维视觉数字化行业不断迭代发展,双目视觉空间姿态立体定位、动态跟踪识别和图像前置数据计算处理等相关技术领域不断融合发展,产生了包括跟踪式三维激光扫描技术等在内的新一代创新型三维扫描检测技术路线。
双目视觉空间姿态立体定位技术是基于双目立体视觉原理,观察并重建特制的定位点集合的三维坐标,与定位点集合的已知坐标进行匹配从而解算定位点集合位姿的一种技术。跟踪式激光三维扫描技术则是三维视觉数字化行业内,由双目视觉定位技术与激光三维扫描技术融合产生的一种创新技术。其代表性产品跟踪式激光三维扫描仪,由跟踪系统和扫描模块两部分组成。跟踪系统包含跟踪双目相机和定位模块,其中定位模块为设置有多个空间分布的标记点集合的框架,标记点集合的坐标数据事先标定已知。跟踪双目相机通过实时观察定位模块上的标记点,重建当前视野中的标记点三维坐标,并与标记点集合进行匹配,以解算定位模块的位姿,从而实现对定位模块的实时跟踪。
跟踪式三维激光扫描仪的扫描模块由扫描双目相机和线状激光模块组成,并与定位模块紧固结合,通过标定获取两个模块间的位姿关系。激光模块照射到物体表面形成纹理特征,通过扫描双目相机观察到的激光线特征并进行三维重建,从而获取扫描模块坐标系下的激光三维空间点云数据。跟踪系统通过实时观察定位模块,获取定位模块在跟踪系统坐标系下的位姿,并利用扫描模块和定位模块的位姿关系,将激光三维数据统一转换到跟踪系统坐标系。跟踪激光三维扫描仪组成较为复杂,技术难度高。可实现无需在物体表面贴定位标记点,便可完成高精度便携扫描的功能;同时,又保留了激光扫描细节好、对环境光以及黑色和反光等材质的扫描适应性强,可实现高速、大范围、高精度扫描等优点。
(2)市场趋势
1)万物数字化驱动市场规模边际不断扩展:在万物数字化的未来,随着工业和非工业在内的三维数字化产品下游应用领域的不断发展,虚拟世界、数字孪生、人工智能AI、3D打印、物联网IoT、个性化定制等在内的新兴领域对三维视觉数字化产品的应用场景边际在不断扩展并外延;同时,考虑到三维扫描产品供给侧技术水平的不断提升所带动的产品迭代升级,以及全球对于智能装备制造行业转型升级的迫切需求,三维数字化市场规模将呈现快速增长趋势。
从全球范围看,全球三维数字化产品包括三维视觉数字化产品和传统三维测量产品。据中金企信统计数据,2022年全球三维数字化产品市场销售收入约为500.6亿元,其中,以北美、欧洲等地为主要消费市场,占全球市场规模分别为34.3%和29.2%。2027年全球三维数字化产品预计将增长至1,203.2亿元,中国和除中国之外的亚太市场消费需求增长显著,预计2027年占比将分别达到16.7%和16.1%。
以国内范围来看,中国三维数字化产品市场同样包括三维视觉数字化产品和传统三维测量产品。2018年到2022年间,三维数字化产品市场销售收入以年复合增长率约14%的水平增长,于2022年达到71.6亿元的水平;预计2022年到2027年间,中国三维数字化产品市场规模将以年复合增长率超过20%的速度,于2027年达到200.8亿元水平。
2)智能制造带动高效精准三维扫描需求提升:《智能检测装备产业发展行动计划(2023—2025年)》指出,智能检测装备作为智能制造的核心装备,是“工业六基”的重要组成和产业基础高级化的重要领域,已成为稳定生产运行、保障产品质量、提升制造效率、确保服役安全的核心手段,对加快制造业高端化、智能化、绿色化发展,提升产业链供应链韧性和安全水平,支撑制造强国、质量强国和数字中国建设具有重要意义。
智能制造基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合,贯穿于研发、设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节,具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。
具体来看,智能制造由自动化、网络化、数字化和智能化四大要素组成。自动化是实现流程标准化、信息可采集的技术基础;网络化是推动端到端全场景互联,重塑价值链环节的连接纽带;数字化是将具体的现实事物转化为抽象的量化数据,并作为新型生产要素投入生产;智能化是转向智能决策支持,赋能产业革命的最终目标。四要素的发展并没有绝对的先后顺序,而是需要相辅相成、螺旋前进。大数据、云计算、人工智能、区块链等技术加速创新。中共中央、国务院《关于构建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见》指出,数据已成为新型生产要素,也要进行市场化的配置。数字化同时是当前企业转型,迈向智能制造转型的难点和成败关键。三维数字化扫描技术能够将实物三维信息转换为计算机能识别、处理的三维数字模型,为实物的数字化提供方便快捷的手段,目前已广泛应用于产品设计开发、生产制造、售后维护等各个阶段,成为“智能制造”的重要一环。国家对智能制造和高端装备制造的政策支持,带动工业3D扫描仪市场规模稳步扩张。按照下游应用场景拆分,2022年三维视觉数字化产品的应用场景主要以三维视觉测量为代表的工业领域为主。未来在大力支持发展中国智造的背景下,三维视觉测量产品销售收入预计将持续增长。2022年工业领域三维视觉数字化产品占国内总市场约70%。工业应用领域当中,主要下游应用包括汽车交通、工业机械、航空航天、能源电力等,2022年分别占比整体市场约为30%、17%、10%和7%。随着中国新能源汽车产业链不断发展完善,能源电力领域国家大力发展可再生清洁能源发电、储能等政策指导下,工业领域应用端对应市场规模将持续快速增长。
3)下游应用多元化,非工业领域需求增长:近年来,三维数字化、三维扫描技术在众多非工业领域快速普及,下游市场呈现多元化趋势,以万物数字化产品为代表的非工业领域发展迅速。除医疗健康、教育教学、艺术文物等传统场景外,3D打印、虚拟世界等新兴领域的快速发展不断创造市场对三维视觉数字化产品的新需求。非工业应用领域中,主要下游应用包括教育教学、医疗器械等,2022年,教育教学和医疗器械在整体市场规模中占比分别约为11%和7%。未来伴随三维扫描技术在医疗康复、职业教育、虚拟现实、艺术文博与修复等领域需求的迅速增长,市场对于高效、便携、高性价比的三维扫描设备需求明显提升,非工业应用领域市场将蓬勃发展。
在医学领域,三维扫描技术在医疗美容、生物医学工程、骨科义肢、数字牙科等应用领域,均有广泛的应用场景和大量的市场需求。以数字齿科为例,应用在口腔领域的三维视觉数字化产品结合专业齿科3D打印等设备为医生和患者提供成套的数字化齿科解决方案,大幅度提高齿科产品制作效率,另外可免除传统工艺的复杂流程和人工误差。
在教研领域,三维视觉数字化作为当前学术界和产业界均关心的技术前沿课题,包括清华大学、中科院等在内的知名高校和研究机构,在三维数字化方向设立研究课题,着力于研究三维视觉技术在三维重建、三维感知、三维识别等不同细分领域中的应用与技术创新,教育行业的不断发展以及相关领域科研成果的不断突破,也将带来对这一领域产品更多的需求与应用。
在虚拟现实领域,通过对三维扫描仪的灵活使用,可有效降低三维建模的技术门槛,协助创造全真、全息的三维内容,让开发团队跳过费时的建模过程,真实地呈现目标物体的精确数据、形状、结构及纹理,并应用于后续的定量分析,可有效助力团队加速开发进度。
在文物修复领域,三维扫描可实现文物数字化,利用软件进行虚拟修复,以此为依据来完善真实修复方案;在家居数字化领域,三维视觉数字化产品可以广泛应用于家具设计、线上展示、产品定制化等场景中,通过对家居产品进行三维建模,提升建模效率,通过虚拟现实技术实现室内装饰远程展示,为房地产公司、互联网家装公司等企业发展VR家装、AR家居购物等业态提供良好基础。
4)国产三维视觉数字化产品逐渐替代海外品牌:在激光三维扫描仪领域,由于国外厂商起步早,以形创公司(CREAFORM)为代表的海外厂商软硬件研发实力都处于行业领先地位。过去由于国产三维激光扫描仪技术积累不深厚、机型技术突破缓慢,诸多大型制造企业大多选择采购国外进口三维视觉数字化设备。然而,国外产品价格昂贵,制约着不少国产企业采购。
近年来,伴随着国内三维视觉数字化设备生产厂商的不断崛起,技术进步速度不断提升、企业自主创新研发投入力度不断加大,国内厂商用较短时间实现了多项核心技术路径的突破,市场份额持续提升。随着技术快速发展,国内手持式三维激光扫描仪领域部分实力雄厚的企业脱颖而出,手持式产品在扫描精度、操作便捷性和算法上,都已逐步接近甚至超越发达国家,国产品牌得到广大下游客户的认可。如今国内手持式三维视觉数字化产品相关技术已能充分满足绝大多数企业生产检测需求,同时国产品牌具有更为明显的性价比优势,对于国内预算有限的中小制造企业以及对环境要求低、便携性要求高等众多制造及研发类客户吸引力更大,国产三维扫描仪替代海外品牌的趋势逐渐增强。未来在国产品牌技术不断突破,价格具有较强竞争力,以及在对当地客户服务上积累的丰富案例和服务经验的背景下,国产品牌的替代效应预计将持续。
(4)技术趋势:
1)手持式激光三维扫描对传统测量的替代:手持式三维扫描仪相比传统三维测量技术路径的三坐标测量设备、拍照式三维扫描仪和关节臂三维测量设备等产品更具市场竞争力。传统工业测量所采用三坐标法虽然精度较高,但通常需要通过探头、探针等接触到被测量物体,测量探头易磨损、测量速度较慢,通常费用较高,且具有易损伤物体表面、无法测量柔软易变性物体、扫描速度慢、测量工件尺寸受到三坐标大小限制、价格贵等多方面弊端。拍照式设备的优势在于测量所得的3D模型分辨率高、细节度好,但是其劣势在于测量耗时长、环境要求高、测绘物体表面较黑或较亮时无法准确采集。关节臂系统体积大、便携性低、价格昂贵,且由于其通过扫描头、编码盘进行定位,因此要求现场环境不能震动以保证精度,适用场景较少。
以手持式激光扫描仪为代表的三维视觉数字化产品的出现,可利用光学原理在不通过接触物体的情况下对物体的三维信息进行快速、准确的收集,可实现无接触、无损伤的智能化检测,在保证精度的同时提升检测速度,同时,具有更加广泛的使用场景,在测量物体的尺寸、大小方面的限制更小。在《智能检测装备产业发展行动计划(2023—2025年)》、《“十四五”智能制造发展规划》等政策规划指引下,高端装备制造及其对应的测量需求将持续增长,手持式激光三维扫描仪由于其便携、高精度和自动化的特点,在技术路径上对三坐标测量设备、拍照式三维测量仪、关节臂等传统三维测量设备的替代趋势将更加明显,市场空间亦将进一步扩大。虽然三类测量设备在相当一段时间内还会并存,但是手持式三维扫描仪所代表的便携化,多功能化是不可阻挡的发展趋势。
2)测量精度要求提升:随着中国制造业的不断转型升级,包括精密零部件等在内的高端工业机械制造和高精尖工业产品的研发设计、生产制造、检验检测等过程需要三维视觉数字化产品有更高的精度和更小的误差。三维视觉数字化产品也需要不断迭代升级,在光学、跟踪识别、数据处理等领域使用更加先进的技术,如内置摄影测量技术、跟踪扫描标定技术等,提升产品测量精度以满足客户更高的要求和更加复杂的测量环境,助力下游产业向高端制造成功转型。
3)自动化系统需求提升:包括高端制造等在内的三维视觉数字化产品的下游应用领域的发展趋势将带动市场对三维视觉数字化产品的自动化系统需求不断提升。考虑机械制造的生产、检测等过程中对生产环境的无尘、温度、湿度等方面的要求,自动化系统可以在无需人工手动操作的情况下,通过编写好的系统控制程序、机械臂、工作台以及配套三维数据收集处理软件等全套系统的协作,自动完成对物体三维信息的扫描收集,大幅提升工作效率的同时,满足机械零部件生产制造过程中对环境的要求。自动化系统作为可为客户提供定制化的三维视觉数字化解决方案,未来随着工业生产制造智能化水平的不断提升,市场对于自动化系统的需求亦将呈现快速增长态势。据《中国及全球三维视觉数字化产品市场研究》数据,预计未来国内三维视觉数字化市场中,自动化系统将以38.8%的复合年增长率快速成长,并于2027年达到10.3亿元水平。
4)技术水平不断提升,便携度要求进一步提高:随着专业级、商业级等非工业级领域对三维视觉数字化产品需求的不断提升,三维视觉数字化产品将在技术层面不断改进,以适应万物数字化未来应用与发展方向的需求。如在彩色三维扫描领域,提升彩色三维扫描的还原度为行业未来发展方向之一。三维视觉数字化产品将不断升级光学捕捉系统,以便于采集更为真实的物体的色彩、纹理信息,实现物体模型的纹理贴图,自动化实现真彩3D模型创建过程。同时软硬件协同效应将更加加强,结合扫描处理软件和AI等算法,以实现扫描、拼接、纹理贴图等过程均自动化处理,并实现各部件的自然拼接过渡。避免人工对模型进行后期处理的同时,可快速生成真彩三维模型和可视化预览。
另外,三维视觉数字化产品的便携度要求进一步提高。三维视觉数字化设备的集成度更高、体积更小,硬件运算能力更强,从而实现降低对后端计算机的依赖,在提升三维分辨率的同事,进一步提升产品设备的易用性和便捷性(如不贴点、无需现场标定、无线三维扫描、多线激光等技术),实现生产流水线上自动检测,与裸眼3D显示的结合,与检测分析、设计建模及虚拟仿真等功能的结合和延伸等,也是未来三维视觉数字化产品技术和应用的发展方向。