嵌入式設計之機器視覺
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全球機器視覺市場仍然處在一個穩健快速的成長階段。根據BCC Research的預測，2018年全球機器視覺市場約為160億美元，到2023年市場規模將增長至248億美元，年復合增長率為9.2%。 這個增長速度看上去似乎并不算搶眼，但要知道這個市場從2002年開始一直保持著年均兩位數的增長，由此你就可以看出其背后強勁的動力了。 而且值得注意的是，如今整個機器視覺市場的發展動力正在發生著兩個深刻的轉變，這兩個轉變將有望讓整個機器視覺市場的增長迎來一個更為陡峭的上升拐點。 其中一個轉變就是機器視覺的主流技術架構從PC式向嵌入式的轉變。傳統的PC式視覺系統經過多年的發展，已經十分成熟，優勢也很明顯：其性能高，能夠實現較為復雜的系統功能，而且配套的軟硬件生態資源也比較豐富。相比較而言，嵌入式視覺系統性能有限，還往往會受到成本、功耗、外形尺寸等因素的制約，技術上需要逾越的門檻也不少；不過，嵌入式視覺的理想是將視覺功能植入到各式各樣的嵌入式系統中，讓以往“高冷”的機器視覺滲透到生活的方方面面，變得觸手可及、隨手可用。這種“無處不在”的市場前景確實誘人，所以近年來聚焦和深耕嵌入式視覺的玩家為數不少，他們共同推動著機器視覺主流技術的更迭。 機器視覺市場的第二個轉變，是由人工智能（AI）引起的。視覺處理一直是機器學習等AI技術典型的應用場景，機器學習乃至深度學習的引入，將使得嵌入式視覺產品的角色定位發生深刻的變化：嵌入式視覺產品的作用將從簡單的環境感知，進化出更智能的視覺引導的自動化功能。一個典型的例子就是汽車自動駕駛技術的進步：在級別較低的輔助駕駛系統中，嵌入式視覺通常起到的是一個偵測和提醒的被動安全功能，而到了級別更高的自動駕駛系統，嵌入式視覺則會和更多的主動安全功能深度耦合在一起，代替駕駛員做出快速、可靠的響應。 在可以預見的未來，上述這兩個“轉變”將不斷為機器視覺市場積聚能量，在更為廣泛的市場上形成“爆點”。 安全監控：該領域一直是機器視覺的主要應用市場，也是過去10年中機器視覺行業發展最主要的推手。而上述兩種新動能的出現，會讓這一市場仍然充滿潛力。從增量市場來看，嵌入式視覺技術的發展會讓越來越多消費級的應用成為可能，比如智能門鎖、可視門鈴等，市場滲透力依然不減。從存量市場來看，對現有安全監控設備的智能化升級，讓它們的能力從“看得見”提升到“看得懂”，這其中也蘊含著巨大的需求。 智能制造：工業領域應該算是機器視覺的市場起點，而越來越多基于AI技術的嵌入式視覺系統的采用，勢必會提升整個制造過程的智能化水平，加速工業4.0的部署和實現。比如以往生產線上的機器人由于視覺感知和判斷能力有限，只能被關在“籠子”里，獨自完成特定、有限的工作；而未來更加智能的嵌入式視覺，會推動協作機器人的出現，它們將有能力應對更復雜的場景，并可以與人一起工作，這將是一幅理想的智能制造的圖景。 智能駕駛：汽車電子領域是一個可以確定的高成長的嵌入式視覺市場。在自動駕駛的藍圖中，嵌入式視覺系統不僅和激光雷達、毫米波雷達一起承擔著外部環境感知的工作，在汽車內部也隨處可見其身影——比如疲勞檢測、手勢識別等應用——讓駕艙的智能化成為現實。 此外，此應用程序將車輛安全性推升到全新境界，許多私人車的車主也會對此感到高度興趣。透過先進的防盜系統和內建外部車用攝影機的監控功能支持，Telematics Box 應用程序為智能車用網關系統奠立了基礎，讓此系統能夠收集車輛上的智能數據并進行同步。可與您車輛的操作系統無縫同步，管理車輛的追蹤能力，將吸引許多企業的興趣。 無人機：無人機與視覺處理有著天然的聯系，目前圍繞無人機展開的應用探索也是層出不窮。盡管和汽車相比其市場容量會有數量級的差異，但一定會成為某些嵌入式視覺業者安身立命的重要垂直市場。 圖3，電商巨擘紛紛試水無人機物流，也在加速這個嵌入式視覺細分市場的成長（圖片來源：網絡） 新零售：在這個領域，Amazon Go正在為他人提供一個示范——在無人商店中，上百個嵌入式攝像頭及其后端的視覺處理系統，承擔著用戶行為捕捉和分析的工作。盡管Amazon Go具有很強的試驗性質，最終是否能夠成功還難定論，但此舉一定會為嵌入式視覺向零售和商業領域的挺進鋪平道路。 圖4，Amazon Go無人商店天花板上密布的監控攝像頭，實時捕捉和分析著顧客的行為數據（圖片來源：網絡） 娛樂和游戲：提到嵌入式視覺在娛樂和游戲上的應用，人們一定會想到微軟的Kinect和任天堂的Wii。而嵌入式視覺在消費級的試水，這只不過是一個開始，有朝一日將嵌入式視覺功能與智能手機完美結合在一起，找到一個殺手級的應用，才是人們的終極目標。 VR/AR：經過前兩年的喧囂，VR/AR如今已經明顯冷卻下來。不過，它們畢竟已經真實地出現在人們眺望未來科技的視野中，未來VR/AR在人機交互、信息傳遞方面引發的變革，其影響力將是不可估量的。嵌入式視覺作為VR/AR一個基礎性的技術，肯定不會缺席即將到來的這場盛宴。 以上只是我們對未來嵌入式視覺目標市場粗略掃描后的結果，隨著技術方案的不斷完善和成熟，嵌入式視覺帶給我們的“意外”和驚喜一定還會層出不窮。不用懷疑，我們正處在市場加速上升的拐點上！ |
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