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機(jī)器人外部感知能力需求提升，傳感器為發(fā)展重點(diǎn)。人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度快，特斯拉Optimus、Figure、優(yōu)必選等國內(nèi)外機(jī)器人性能持續(xù)提升，有望步入量產(chǎn)階段。對(duì)于人形機(jī)器人商業(yè)化而言，機(jī)器人內(nèi)部與性能相關(guān)的力感知能力和與外部交互相關(guān)的觸覺、視覺、聽覺能力都極為關(guān)鍵，直接影響機(jī)器人可使用的范圍。機(jī)器人各精密加工零部件國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈逐步走向成熟，傳感器有望成為下一國產(chǎn)替代重點(diǎn)。

本文主要內(nèi)容：

中國人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況

力/力矩傳感器

觸覺傳感器

IMU慣性傳感器

視覺傳感器

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人形機(jī)器人傳感器概況

1.1 中國機(jī)器人市場(chǎng)空間廣闊人形機(jī)器人技術(shù)高速迭代，產(chǎn)業(yè)落地指日可待。近年來人形機(jī)器人行業(yè)發(fā)展迅速，以特斯拉人形機(jī)器人為例，自特斯拉于2021年宣布進(jìn)入人形機(jī)器人領(lǐng)域以來，特斯拉機(jī)器人Optimus已經(jīng)具備獨(dú)立行走、視覺定位、精準(zhǔn)施力等能力，目前已經(jīng)在工廠進(jìn)行工作測(cè)試，進(jìn)化速度快，并有望快速實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。除此之外，國外Figure機(jī)器人、波士頓動(dòng)力機(jī)器人，國內(nèi)優(yōu)必選機(jī)器人、宇樹機(jī)器人等也在持續(xù)提升性能中。隨著各類人形機(jī)器人性能的不斷精進(jìn)，人形機(jī)器人商業(yè)化速度正在加快。中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)日益蓬勃發(fā)展，市場(chǎng)空間廣闊。據(jù)IFR（國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)）統(tǒng)計(jì)，中國擁有全球機(jī)器人最大的市場(chǎng)，2022年工業(yè)機(jī)器人銷量約占全球市場(chǎng)總額的52.5%。中國機(jī)器人銷售總額從2017年的64億美元增長到2021年的142億美元，CAGR達(dá)22.05%，預(yù)計(jì)2024年全國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá)251億美元，是未來產(chǎn)業(yè)的新賽道。1.2 傳感器是機(jī)器人邁向智能化的基礎(chǔ)人形機(jī)器人的運(yùn)行離不開傳感器。機(jī)器人在工作過程中，通過特殊的設(shè)備感知關(guān)鍵狀態(tài)、經(jīng)過微處理器、計(jì)算機(jī)或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理分析后，交由機(jī)械臂、輪子或推進(jìn)器等移動(dòng)裝置或加熱設(shè)備、制冷設(shè)備等非移動(dòng)裝置執(zhí)行相關(guān)工作。用于感知外部狀態(tài)或機(jī)器人自身狀態(tài)的設(shè)備被稱為傳感器。它能感受被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。敏感元件感知并測(cè)量外界物理變化，并產(chǎn)生信號(hào)，轉(zhuǎn)換元件通過將敏感元件傳輸?shù)男盘?hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的獲取與輸出。傳感器是人形機(jī)器人邁向智能化的基礎(chǔ)。在人形機(jī)器人在智能化發(fā)展過程中，不斷對(duì)感知、交互、運(yùn)動(dòng)和控制等多個(gè)模塊提出更高要求，而傳感器在這些模塊中發(fā)揮著重要作用。如特斯拉Optimus廣泛使用高精度傳感器，收集大量數(shù)據(jù)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的動(dòng)作控制和環(huán)境感知。要提高人形機(jī)器人智能化水平，必然要求提升傳感器應(yīng)用程度與控制精度。1.3 政策助力人形機(jī)器人國家發(fā)布眾多政策鼓勵(lì)人形機(jī)器人行業(yè)發(fā)展。2023年工業(yè)和信息化部等十七部門印發(fā)《“機(jī)器人+”應(yīng)用行動(dòng)實(shí)施方案》，加快推進(jìn)機(jī)器人應(yīng)用拓展，目標(biāo)是2025年制造業(yè)機(jī)器人密度較2020年實(shí)現(xiàn)翻番，服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)器人行業(yè)應(yīng)用深度和廣度顯著提升。2023年8月發(fā)布《關(guān)于組織開展2023年未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新任務(wù)揭榜掛帥工作的通知》，特別推出人形機(jī)器人揭榜掛帥任務(wù)榜單，核心基礎(chǔ)包括力傳感器、MEMS傳感器和觸覺傳感器等。同年10月，工信部印發(fā)《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見》，要求夯實(shí)基礎(chǔ)部組件，聚焦人形機(jī)器人專用傳感器，突破視、聽、力、嗅等高精度傳感關(guān)鍵技術(shù)，提升環(huán)境綜合感知能力。加速人形機(jī)器人低成本、靈活部署應(yīng)用。1.4人形機(jī)器人多類傳感器具備突破潛力國內(nèi)外多款人形機(jī)器人推出并更新迭代，其中傳感器變化明顯，為人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)更多功能提供可能性。根據(jù)下表中我們對(duì)人形機(jī)器人各類傳感器的價(jià)值量以及用量進(jìn)行的測(cè)算，預(yù)計(jì)一整臺(tái)人形機(jī)器人的傳感器成本約為23.8萬元，如以目前樣機(jī)階段一臺(tái)人形機(jī)器人價(jià)值量55萬元進(jìn)行測(cè)算，則各類傳感器合計(jì)在人形機(jī)器人中成本占比在43%左右。

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力/力矩傳感器

2.1 力/力矩傳感器測(cè)量力感信息，奠定機(jī)器人控制基礎(chǔ)力/力矩傳感器是測(cè)量機(jī)器人末端操作器和外部環(huán)境相互接觸或抓取工件時(shí)所承受力和力矩的傳感器，為機(jī)器人的力控和運(yùn)動(dòng)控制提供了力感信息，從而對(duì)完成一些復(fù)雜、精細(xì)的作業(yè)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人智能化其著重要作用。根據(jù)所測(cè)力的維數(shù)不同，力傳感器可被分為單軸力傳感器和多軸力傳感器。常見的有一維、三維和六維傳感器，其中后兩者屬于多軸力傳感器，且測(cè)量維數(shù)越多，收集數(shù)據(jù)越多，測(cè)量結(jié)果越精確，研發(fā)難度越大。六維力傳感器，是測(cè)量方向和作用點(diǎn)都在三維空間中隨機(jī)變化的力的傳感器?？臻g中的力對(duì)一個(gè)點(diǎn)的作用可分解為三個(gè)方向的力（Fx，F(xiàn)y，F(xiàn)z）和這三個(gè)方向的力矩(Mx，My，Mz)，六維力/力矩傳感器能同時(shí)檢測(cè)三維空間的全部力信息，即三個(gè)力分量和三個(gè)力矩分量，是多維力傳感器中最完備的形式。但存在維間耦合的問題，對(duì)傳感器測(cè)量精度產(chǎn)生嚴(yán)重影響，需要采用非常復(fù)雜的解耦技術(shù)減小耦合誤差得到準(zhǔn)確測(cè)量結(jié)果。力傳感器根據(jù)其特點(diǎn)和功能，被使用在人形機(jī)器人的不同部位。人形機(jī)器人直線關(guān)節(jié)部分需要感知的受力情況相對(duì)簡(jiǎn)單，可以使用一維力傳感器，我們預(yù)計(jì)在直線關(guān)節(jié)部分使用14個(gè)。手部關(guān)節(jié)可能使用一維力傳感器或力矩傳感器12個(gè)。旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)部位由于產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，需要使用力矩傳感器，預(yù)計(jì)使用14個(gè)。機(jī)器人手腕與腳踝部位由于對(duì)力控要求高，力臂變化大，一維、三維力傳感器難以滿足需求，故使用六維力傳感器，預(yù)計(jì)一共需要使用4個(gè)。2.2六維力傳感器技術(shù)路線根據(jù)敏感元件的種類，六維力傳感器可分為電阻應(yīng)變式、壓電式、電容式、光學(xué)式四類。2.3 力傳感器國產(chǎn)替代率六維力傳感器出貨規(guī)模目前較小。根據(jù)MIR睿工業(yè)，2023年中國六維力傳感器出貨量不足萬臺(tái)，出貨規(guī)模剛剛突破2億元，主要應(yīng)用于機(jī)器人、工業(yè)自動(dòng)化和汽車等行業(yè)?！?024中國六維力傳感器市場(chǎng)報(bào)告》顯示，2023年中國六維力傳感器市場(chǎng)集中度較高，TOP10廠商占接近70%份額，國產(chǎn)宇立儀器、藍(lán)點(diǎn)觸控分居第二、四位。日韓地區(qū)六維力/力矩傳感器廠商主要配套當(dāng)?shù)貦C(jī)器人本體廠商。其中，韓國企業(yè)Robotous、Aidin Robotics主要合作廠商包括Doosan Robotics、Neuromeka和Rainbow Robotics；日本企業(yè)Sintokogio和WACOH-TECH主要合作廠商包括發(fā)那科、電裝、三菱、那智不二越、安川等。國內(nèi)涌現(xiàn)六維力傳感器產(chǎn)品，機(jī)器人行業(yè)國產(chǎn)率高。目前，我國已有少數(shù)公司研制出工業(yè)機(jī)器人用力傳感器并形成系列化產(chǎn)品，如坤維科技、宇立儀器等，并逐步開展特殊應(yīng)用領(lǐng)域多維力傳感器的研究。根據(jù)高工機(jī)器人統(tǒng)計(jì)，2022年國內(nèi)協(xié)作機(jī)器人六維力傳感器國產(chǎn)化率近80%。2.4六維力矩傳感器生產(chǎn)壁壘目前，基于各種測(cè)力原理的單維力傳感器技術(shù)相對(duì)較為成熟，但多維力傳感器的維間耦合問題亟待解決。維間耦合是指一個(gè)維度的輸入不僅影響著該維度的輸出，還會(huì)影響其他維度的輸出。耦合誤差的產(chǎn)生有多種原因，如機(jī)械結(jié)構(gòu)、加工精度的限制、應(yīng)變片的橫向效應(yīng)等。維間耦合問題嚴(yán)重影響著傳感器的精度，相應(yīng)的解耦方法也是六維力/力矩傳感器目前最大的技術(shù)核心。針對(duì)維間耦合問題，可用硬件解耦方法和軟件解耦方法來減少各維度之間的耦合程度。硬件解耦：硬件解耦即從傳感器的設(shè)計(jì)上來消除或者抑制耦合，涉及傳感器的制造工藝問題，包括傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工工藝兩方面。在目前六維力傳感器的彈性體研制中，十字梁結(jié)構(gòu)應(yīng)用最為廣泛。其結(jié)構(gòu)對(duì)橫向、豎向都較為敏感，維間耦合可控，但存在動(dòng)態(tài)性能和抗過載能力較差的缺點(diǎn)。應(yīng)變片貼于彈性梁上，根據(jù)梁的形變發(fā)生應(yīng)變，并轉(zhuǎn)換為能被識(shí)別的信號(hào)。軟件解耦：軟件解耦是指通過采用合適算法計(jì)算傳感器標(biāo)定數(shù)據(jù)偽逆矩陣，以推導(dǎo)出六維力傳感器輸入值與輸出值的關(guān)系，涉及算法解耦和標(biāo)定兩部分。2.5 MEMS工藝MEMS工藝適用于六維力傳感器，可代替金屬應(yīng)變片測(cè)量力的變化。MEMS傳感器即微機(jī)電系統(tǒng)，指尺寸在幾毫米乃至更小的高科技裝置。MEMS傳感器集微傳感器、微執(zhí)行器、微機(jī)械結(jié)構(gòu)、微電源微能源、信號(hào)處理和控制電路、高性能電子集成器件、接口、通信等于一體，內(nèi)部結(jié)構(gòu)在微米甚至納米級(jí)。MEMS加工技術(shù)工藝制作的微型結(jié)構(gòu)主要是作為各類傳感器和執(zhí)行器，它將環(huán)境中的各種特征參數(shù)（溫度、壓力、氣體、流量等）變化通過微型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為各種電信號(hào)（電壓、電阻、電流等）的差異，以實(shí)現(xiàn)小型化高靈敏的傳感器和執(zhí)行器。2.6 六維力傳感器市場(chǎng)空間人形機(jī)器人腳踝及手腕部分有望使用六維力傳感器。根據(jù)以下假設(shè)，對(duì)六維力傳感器在人形機(jī)器人不同銷量下市場(chǎng)空間進(jìn)行預(yù)測(cè)：1）?每臺(tái)人形機(jī)器人目前在手腕、腳踝部分共使用4個(gè)六維力/力矩傳感器，未來隨著六維力傳感器的技術(shù)成熟，在價(jià)格下降的同時(shí)用量有望提升；2）?六維力/力矩傳感器單價(jià)隨規(guī)模效應(yīng)遞減，2024年單價(jià)約為2.5萬，隨產(chǎn)能增加，技術(shù)提升，未來逐漸實(shí)現(xiàn)降本；3）假設(shè)人形機(jī)器人2024年可實(shí)現(xiàn)出貨1000臺(tái)，2030實(shí)現(xiàn)出貨100萬臺(tái)。根據(jù)以上假設(shè)，我們預(yù)測(cè)到2030年，人形機(jī)器人銷量可達(dá)100萬臺(tái)，對(duì)應(yīng)六維力傳感器市場(chǎng)空間可達(dá)約307億元，2024-2030年間CAGR為159.78%。國內(nèi)六維力傳感器市場(chǎng)尚處于探索階段，一旦實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，產(chǎn)量與應(yīng)用將快速增長，單價(jià)也隨之下降，市場(chǎng)前景廣闊。除人形機(jī)器人行業(yè)外，工業(yè)機(jī)器人行業(yè)六維力傳感器需求增速同樣較快。據(jù)高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所（GGII）數(shù)據(jù)，2022年中國機(jī)器人行業(yè)六維力傳感器銷量為4840套，同比增長62.58%，預(yù)計(jì)2023年銷量突破6700套，增速約40%。

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觸覺傳感器

3.1 觸覺傳感器多種結(jié)構(gòu)力和觸覺是機(jī)器人重要信息來源。廣義上，觸覺是指壓覺、滑動(dòng)、冷熱、接觸等機(jī)械刺激的總稱；狹義上，指四肢與物體接觸面上的力感。觸覺傳感器的功能是模仿生物的觸覺感受，當(dāng)它與物體接觸時(shí)，可以檢測(cè)被檢測(cè)物體的一些物理性質(zhì)，如溫度、形狀、紋理、材質(zhì)等，并將檢測(cè)到的物理性質(zhì)進(jìn)行反饋，以便機(jī)器人進(jìn)行下一步操作。機(jī)器人觸覺傳感器有基于電阻式、電容式、壓電式、熱釋電式、電磁式、磁電式、力敏式、光電式、超聲波、光纖等的觸覺測(cè)量方法。3.2 MEMS壓阻式傳感器的優(yōu)勢(shì)壓阻式觸覺傳感器由于靈敏度高、分辨率高、技術(shù)相對(duì)成熟且成本較低等優(yōu)點(diǎn)，為目前的主流選擇。在這其中，MEMS壓阻式傳感器為應(yīng)用趨勢(shì)。與傳統(tǒng)的傳感器相比，MEMS傳感器具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適于批量化生產(chǎn)、易于集成和實(shí)現(xiàn)智能化的特點(diǎn)。同時(shí)，微米量級(jí)的特征尺寸使得它可以完成某些傳統(tǒng)機(jī)械傳感器所不能實(shí)現(xiàn)的功能。3.3 指尖觸覺傳感器技術(shù)路線目前，諸多人形機(jī)器人和靈巧手都已經(jīng)開始使用指尖觸覺傳感器。如特斯拉第二代人形機(jī)器人Optimus的十指均搭載了手指觸覺傳感器，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)兩指捏起雞蛋的精巧操作，且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)指尖力的準(zhǔn)確感知。Figure機(jī)器人搭載神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以用快速靈巧的手遞蘋果給測(cè)試員，并實(shí)現(xiàn)捏盤子等操作。國內(nèi)也已經(jīng)有廠商研發(fā)出觸覺傳感器并將其使用在靈巧手中，使得靈巧手具有高力控精度與多動(dòng)作實(shí)現(xiàn)功能，包括：帕西尼觸覺靈巧手DexH5：表面搭載180個(gè)多維多陣列觸覺傳感器，可實(shí)現(xiàn)捏、抓、按、提、推等基礎(chǔ)動(dòng)作，及其復(fù)合動(dòng)作（如轉(zhuǎn)、扭等），力控精度高達(dá)0.01N。上海硅步Shadow靈巧手：搭載100多個(gè)傳感器，運(yùn)行頻率高達(dá)1KHz，重復(fù)定位精度0.2mm，壓力觸覺傳感器作為標(biāo)準(zhǔn)件安裝在指尖上，擁有20個(gè)自由度，24個(gè)動(dòng)作。瑞森可freehandy靈巧手：使用多陣列壓力傳感器（15*15mm的面積上共25個(gè)感應(yīng)點(diǎn)），利用CMOS工藝，組成復(fù)合傳感結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)觸覺、滑覺的精準(zhǔn)感知；共有6自由度，可獨(dú)立控制每根手指。我們假設(shè)人形機(jī)器人在每個(gè)指尖分別使用一個(gè)觸覺傳感器，共計(jì)使用10個(gè)觸覺傳感器。根據(jù)愛采購數(shù)據(jù)，我們假設(shè)目前每個(gè)觸覺傳感器單價(jià)為4000元，至2030年人形機(jī)器人銷量1000萬臺(tái)，考慮到人形機(jī)器人降本等因素對(duì)觸覺傳感器市場(chǎng)空間進(jìn)行測(cè)算，預(yù)計(jì)在2030年觸覺傳感器的市場(chǎng)空間可超過104億元。3.4 柔性電子皮膚隨著新材料、新工藝的發(fā)展，人們不再滿足于利用觸覺傳感器采集力信息，也對(duì)模擬生物皮膚復(fù)雜屬性與功能(如皮膚自身的高柔性、自愈合、自清潔等屬性以及皮膚對(duì)溫度、濕度、硬度、粘度的感知能力)產(chǎn)生了極大興趣，于是進(jìn)一步對(duì)觸覺傳感器展開了仿生研究，即開展對(duì)電子皮膚的研究。電子皮膚模擬人類皮膚，感知測(cè)量外界信息。電子皮膚觸覺傳感器被定義為能夠通過接觸，表征出被測(cè)物體的性質(zhì)(表面形貌、重量等)或數(shù)值化接觸參量(力、溫度等)的設(shè)備或系統(tǒng)。是受人類皮膚啟發(fā)的柔性電子設(shè)備和系統(tǒng)，具有各種傳感功能的柔性電子網(wǎng)絡(luò)，模擬人體皮膚的功能，但不限于人體皮膚的功能。電子皮膚觸覺傳感器，又名新型可穿戴仿生觸覺傳感器，是貼在“皮膚”上的電子設(shè)備，因而習(xí)慣性地被稱為電子皮膚，或敏感皮膚(SensitiveSkin)、智能皮膚(Smart Skin)、仿生皮膚(Bionic Skin)等。電子皮膚觸覺傳感器大多被排列成矩陣組成陣列觸覺傳感器，空間分辨率可達(dá)到毫米級(jí)，接近人類的皮膚。電子皮膚觸覺傳感器種類繁多，柔性化電子皮膚觸覺傳感器適用于大面積皮膚覆蓋。大部分早期研制的觸覺傳感器多為采用硅作為主要材料的微傳感器，制造技術(shù)主要采用MEMS微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)，但硅微型壓力傳感器難以滿足大面積覆蓋需要的柔性化和可擴(kuò)展性等要求。電子皮膚柔性壓阻式陣列觸覺傳感器除電極之外的所有部件都由軟性材料制作而成，實(shí)現(xiàn)了柔性化。電子皮膚觸覺傳感技術(shù)經(jīng)過近年來的快速發(fā)展，已經(jīng)取得了一系列的成果，但其研究和開發(fā)依然存在諸多難題：目前人形機(jī)器人電子皮膚暫未形成批量出貨，根據(jù)此前電子皮膚價(jià)格作為參照，我們假設(shè)一臺(tái)人形機(jī)器人目前需要使用的電子皮膚價(jià)值量為0.9萬元?？紤]電子皮膚降本因素，假設(shè)2030年人形機(jī)器人銷量達(dá)到100萬臺(tái)，則對(duì)應(yīng)市場(chǎng)空間約為36億元。從實(shí)際角度出發(fā)，考慮到對(duì)于人形機(jī)器人性能要求的提升，電子皮膚覆蓋面積有望同步提升，市場(chǎng)空間有望超過我們的測(cè)算。3.5 柔性觸覺傳感器目前主要由國外企業(yè)主導(dǎo)目前柔性觸覺傳感器技術(shù)由國外企業(yè)領(lǐng)先，全球范圍內(nèi)生產(chǎn)商主要包括Novasentis、Tekscan, Inc.、JapanDisplayInc.、Baumer Group、Fraba Group、Syntouch、Canatu、Sensel、FORCIOT、鈦深科技等。根據(jù)研精畢智市場(chǎng)調(diào)研網(wǎng)，2022年全球CR5約為57.1%。

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IMU慣性傳感器

4.1慣性傳感器含多類組件慣性傳感器是一種用于測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的傳感器，通常用于檢測(cè)加速度和角速度。根據(jù)測(cè)量的物理量，慣性傳感器可以分為加速度傳感器和陀螺儀。另外，也有一些傳感器將加速度計(jì)和陀螺儀結(jié)合在一起，稱為慣性測(cè)量單元（Inertial Measurement Unit，簡(jiǎn)稱IMU）。目前慣性傳感器在汽車電子、消費(fèi)電子等下游均有應(yīng)用。加速度計(jì)：檢測(cè)載體坐標(biāo)系統(tǒng)獨(dú)立三軸的加速度信號(hào)。根據(jù)傳感器敏感元件的不同，常見的加速度傳感器包括電容式、壓阻式、壓電式等。陀螺儀：檢測(cè)載體相對(duì)于導(dǎo)航坐標(biāo)系的角速度信號(hào)，即物體繞其軸旋轉(zhuǎn)的速率。主流慣導(dǎo)系統(tǒng)分為撓性陀螺慣導(dǎo)系統(tǒng)、靜電陀螺管道系統(tǒng)、光纖陀螺慣導(dǎo)系統(tǒng)、激光陀螺慣導(dǎo)系統(tǒng)和微機(jī)械陀螺慣導(dǎo)系統(tǒng)幾大類。MEMS陀螺儀的核心是一顆微機(jī)械（MEMS）芯片，一顆專用控制電路（ASIC）芯片及應(yīng)力隔離封裝。磁力計(jì)：利用地磁場(chǎng)來定北極的一種器件。按照磁場(chǎng)測(cè)量方式分為磁鐵式磁力計(jì)、霍爾效應(yīng)磁力計(jì)、磁電阻磁力計(jì)、磁感應(yīng)磁力計(jì)、SQUID磁力計(jì)和磁力計(jì)網(wǎng)絡(luò)等，在導(dǎo)航、地質(zhì)勘探、醫(yī)學(xué)影像和材料研究等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。在人形機(jī)器人領(lǐng)域一般使用磁阻力磁力計(jì)和磁感應(yīng)計(jì)等。IMU（慣性測(cè)量單元）：是一種測(cè)量物體三軸角速度和加速度的設(shè)備，通常包括三個(gè)單軸的加速度計(jì)和三個(gè)單軸的陀螺儀，有時(shí)還包括磁力計(jì)。慣性傳感器應(yīng)用場(chǎng)景廣泛。面向大眾方面，運(yùn)動(dòng)手環(huán)等可穿戴設(shè)備中，可使用慣性傳感器進(jìn)行步數(shù)計(jì)算?？蒲信c訓(xùn)練方面，國外一些運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目如滑冰、滑雪等，已經(jīng)出現(xiàn)慣性傳感器產(chǎn)品并進(jìn)行推廣，將收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)域、頻域分析和其他目的性算法，發(fā)現(xiàn)動(dòng)作中存在的問題、規(guī)律等。工業(yè)運(yùn)輸中，慣性傳感器為自動(dòng)駕駛設(shè)備提供準(zhǔn)確的姿態(tài)和位置信息來進(jìn)行自主導(dǎo)航和操作。4.2 慣性傳感器國產(chǎn)替代空間大IMU市場(chǎng)份額分布相對(duì)集中，國際廠商占據(jù)壟斷地位。前三名國際廠商共占據(jù)近80%市場(chǎng)份額，前五名國際廠商共占據(jù)超90%市場(chǎng)份額。BOSCH以33%的市場(chǎng)份額排名第一，ST和TDK分別以25%和21%的市場(chǎng)份額緊隨其后。4.3 IMU市場(chǎng)空間IMU在人形機(jī)器人領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，特別是在姿勢(shì)跟蹤、運(yùn)動(dòng)控制和導(dǎo)航方面。通過測(cè)量機(jī)器人加速度與角速度，幫助跟蹤機(jī)器人姿勢(shì)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；提供實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)并分析，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡、速度精確控制；檢測(cè)機(jī)器人偏移與傾斜，進(jìn)行實(shí)時(shí)姿態(tài)穩(wěn)定和調(diào)整。在結(jié)合算法后，IMU提供的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)信息，可用于估計(jì)機(jī)器人的位置，并根據(jù)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡構(gòu)建環(huán)境地圖。幫助機(jī)器人進(jìn)行環(huán)境感知并避開障礙物，規(guī)劃安全路徑。同時(shí)實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃、自主探索等智能導(dǎo)航功能。據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，2021年全球IMU市場(chǎng)空間約為18.3億美元，較上一年增長21.43%，是前一年增長率的七倍。據(jù)芯謀研究，2022年中國慣性傳感器市場(chǎng)規(guī)?？偭繛?7.4億元，IMU是市場(chǎng)份額最大的品類，占43.34億元，加速度計(jì)的市場(chǎng)規(guī)模約占26億元，陀螺儀的市場(chǎng)規(guī)模占比約為10%。未來幾年的主要增長驅(qū)動(dòng)將來自下游自動(dòng)駕駛汽車、機(jī)器人和工業(yè)設(shè)備市場(chǎng)的起量。

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視覺傳感器

視覺傳感器是一種使用光電傳感器件來獲取物體圖像的設(shè)備。它能夠?qū)⑽矬w圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并且對(duì)圖像進(jìn)行處理和分析。視覺傳感器可以用于各種應(yīng)用，例如機(jī)器人、自動(dòng)駕駛車輛、安防系統(tǒng)、醫(yī)療圖像、生產(chǎn)線質(zhì)量控制等。5.13D視覺智能視覺傳感器可以分為量子視覺傳感、3D視覺傳感器和仿生視覺圖像傳感器。而根據(jù)圖像信息獲取維度、處理數(shù)據(jù)類型的不同，機(jī)器視覺可劃分為2D視覺與3D視覺。3D視覺能夠采集視野內(nèi)空間每個(gè)點(diǎn)位的三維坐標(biāo)信息，通過算法獲取三維立體成像，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)信息分析得出有關(guān)目標(biāo)對(duì)象在空間中的位置、形狀、體積、平面度等信息，以達(dá)到檢測(cè)、引導(dǎo)、測(cè)量、定位等功能。3D圖像的生成有多種技術(shù)，主流技術(shù)有：GGII數(shù)據(jù)顯示，2022年中國機(jī)器視覺市場(chǎng)規(guī)模170.65億元，同比增長23.51%。其中，2D視覺市場(chǎng)規(guī)模約為152.24億元，同比增長20.21%，3D視覺市場(chǎng)約為18.40億元，同比增長59.90%。從發(fā)展趨勢(shì)看，AI算法的持續(xù)改進(jìn)，將提高物體檢測(cè)、分割和跟蹤的準(zhǔn)確性，從而增強(qiáng)3D機(jī)器視覺系統(tǒng)的性能。通過人工智能加持，機(jī)器視覺領(lǐng)域正在進(jìn)行底層技術(shù)突破，有望降低圖像處理門檻，提升識(shí)別精度，助力機(jī)器人識(shí)別環(huán)境，提升交互性。機(jī)器視覺產(chǎn)品按照下游需求，可以分為消費(fèi)級(jí)和工業(yè)級(jí)。其中工業(yè)級(jí)3D視覺傳感器價(jià)格高昂，國內(nèi)價(jià)格在5-7萬人民幣，進(jìn)口價(jià)格在10萬元以上，消費(fèi)級(jí)相對(duì)較便宜。5.2 人形機(jī)器人3D視覺傳感器潛在市場(chǎng)空間假設(shè)人形機(jī)器人使用3D視覺傳感器產(chǎn)品，參考奧比中光的3D視覺產(chǎn)品，售價(jià)在1000到3000元不等，我們以當(dāng)前約1900元/臺(tái)的價(jià)格對(duì)其市場(chǎng)進(jìn)行預(yù)測(cè)。假設(shè)每臺(tái)人形機(jī)器人使用2臺(tái)視覺傳感器，考慮到機(jī)器人視覺傳感器降價(jià)，預(yù)計(jì)當(dāng)人形機(jī)器人銷量達(dá)100萬臺(tái)時(shí)，機(jī)器人視覺傳感器市場(chǎng)空間可達(dá)約19億元。假設(shè)人形機(jī)器人使用2D視覺傳感器產(chǎn)品，以目前180元/臺(tái)的市場(chǎng)價(jià)格進(jìn)行預(yù)測(cè)，同樣考慮到降價(jià)等因素，預(yù)計(jì)100萬臺(tái)人形機(jī)器人對(duì)應(yīng)的視覺傳感器市場(chǎng)空間約1.61億元。

審核編輯 黃宇