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機械工業雜誌

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產業脈動|從看見到看懂,機器人視覺技術的演進

作者 黃仲宏

刊登日期:2026/10/01

摘要

本文首先說明全球機器人視覺與工業機器視覺市場的成長動能與技術趨勢,接著探討機器人視覺 由2D 平面辨識升級至3D 空間理解的技術脈絡,分析3D 深度相機、光達與毫米波雷達如何在近距離操作、 遠距離導航與複雜環境避障中形成互補。最後說明深度學習與視覺基礎模型如何讓機器人從單純取得影 像,進一步具備理解環境、判斷任務與調整動作的能力。機器人視覺正從任務專用模型走向通用基礎模 型,並與力覺、觸覺動作資訊融合,形成感知行動的循環。隨著具身智慧的發展,最新技術趨勢也開始 研究將視覺、力覺與觸覺整合至統一感知框架之中。

Abstract

This article first explains the growth drivers and technological trends of the global robot vision and industrial machine vision markets. It then examines the technological trajectory of robot vision as it evolves from 2D image recognition to 3D spatial understanding, highlighting how 3D depth cameras, LiDAR, and millimeter-wave radar complement one another in close-range manipulation, long-range navigation, and obstacle avoidance in complex environments. Finally, the article discusses how deep learning and visual foundation models enable robots to move beyond simply capturing images toward understanding environments, judging tasks, and adjusting actions. Robot vision is shifting from task-specific models to general-purpose foundation models, while also integrating force sensing, tactile sensing, and action information to form a perception-action loop. With the development of embodied intelligence, the latest technological trends are also exploring the integration of vision, force sensing, and tactile sensing into a unified perception framework.

視覺感測器是機器人智慧化的關鍵基礎

全球視覺感測器市場正處於快速成長階段,主要動能來自工業自動化升級、機器人應用擴大,以及 AI 視覺技術導入。

市場規模方面,機器人視覺市場正進入高速成長期。2025 年全球機器人視覺市場規模約 34.8 億美元,預估將由 2026 年的 38 億美元成長至 2034 年的 80.5 億美元,年複合成長率約 9.84%。若放大至整體工業機器視覺市場,2025 年全球規模約 68 億美元,預計 2035 年達 136 億美元,顯示視覺感測器已從傳統檢測設備,逐步成為智慧製造與智慧機器人的核心技術。從專利來看,工業機器人感知領域的創新投入明顯增加,2025 年相關專利申請量達 228 件,較 2024 年的 70 件大幅成長,自 2017 年以來整體已成長約 5.7 倍,顯示視覺與感知技術已成為機器人產業競爭焦點。

從競爭格局來看,全球工業機器視覺市場長期由基恩斯(Keyence)與康耐視(Cognex)等國際大廠主導。兩者在臺灣市場合計約占 25% 至 38% 的市占,其中康耐視 2025 年全球市占超過 14.4%。基恩斯以「產品+服務」模式建立客戶黏著度,康耐視則憑藉 VisionPro 與 VisionPro Deep Learning 等演算法平台,在工業視覺軟體與 AI 檢測應用上具備優勢。這也顯示市場競爭已不僅是硬體規格之爭,更轉向感測器、演算法、軟體平台與應用服務的整合能力。

隨著人型機器人、AMR、自動化設備的發展,3D 視覺已成為確定的應用。值得注意的是視覺感測器正朝向「感知一體化」發展。市場上已出現將 dToF、雙目 RGB、IMU 等模組整合於單一裝置的產品,也有支援多模式切換的感測器方案。這代表未來機器人的眼睛將不再只是單一相機,而是整合深度感知、影像辨識、姿態估測、空間定位與邊緣運算能力的微型感知系統。

我們也觀察到視覺感測器正從傳統機器視覺走向 AI 驅動視覺。AI 大模型與工業視覺場景的深度融合,正在催生少樣本甚至零樣本訓練的可能;隨著 3D 視覺成本持續下降,其在智慧製造、物流自動化與機器人領域的滲透率將加速提升。未來競爭關鍵將是在 3D 感知、AI 演算法、邊緣運算、多模態融合與系統整合能力。

從 2D 辨識走向 3D 空間理解

機器人視覺感知正由 2D 平面辨識升級至 3D 空間理解,並透過視覺與光達互補,強化機器人對環境的感知、定位與行動能力。

一、從分散感測到一體化感知

目前機器人視覺技術呈現三大發展特徵。首先,從 2D 視覺走向 3D 視覺已成為明確的產業趨勢。2D 視覺具備成本較低、導入成熟等優勢,適合結構化、目標明確的工業檢測與辨識場景;但在抓取、導航、避障與空間理解等任務中,機器人需要取得深度與距離資訊,因此 3D 視覺的重要性快速提升。

DOI:10.30256/JIM.202610_(523).0004

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