3D视觉模组及应用厂商的成长秘诀：迭代技术、拓展应用
2020-11-09 08:23:18 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
从2017年的引爆、到2018年和2019年的成长和成熟，再到2020年与新冠疫情及国际形势带来的产业逆流相争，3D视觉产业的企业顺势生长、逆流而上！麦姆斯咨询邀请3D视觉产业链的代表厂商：奥比中光、知微传感、驭光科技、纵慧芯光、瑷镨瑞思、芯视界，共同探讨3D视觉产业。
『第三十届“微言大义”研讨会：3D视觉技术与应用』专题报道
——3D视觉模组及应用进展
由麦姆斯咨询主办的『第三十届“微言大义”研讨会：3D视觉技术与应用』于2020年9月24日在上海跨国采购会展中心成功举办！自2017年起，这已经是“微言大义”研讨会见证3D视觉技术高歌猛进的第四个年头，麦姆斯咨询与业界人士共同目睹了3D视觉技术的发展历程。从2017年的引爆、到2018年和2019年的成长和成熟，再到2020年与新冠疫情及国际形势带来的产业逆流相争，3D视觉产业的企业顺势生长、逆流而上！麦姆斯咨询邀请3D视觉产业链的代表厂商：奥比中光、知微传感、驭光科技、纵慧芯光、瑷镨瑞思、芯视界，共同探讨3D视觉产业的挑战和发展趋势！
『第三十届“微言大义”研讨会：3D视觉技术与应用』现场气氛如火如荼
1．主持人开场报告：奥比中光《3D视觉的新趋势和成熟的商业化落地实践》
奥比中光副总裁陈挚先生解读3D视觉的新趋势和成熟的商业化落地实践
本届研讨会主持人奥比中光副总裁陈挚先生进行了题为《3D视觉的新趋势和成熟的商业化落地实践》的开场报告。陈挚先生首先从视觉技术发展历程入手，将黑白视觉到3D视觉技术的发展总结为“四次视觉革命”，并向现场观众阐述了3D视觉从被市场初步接受到终端市场规模迅猛增长的过程。接着，陈挚先生向大家介绍了双目立体视、结构光、飞行时间（ToF）三大3D传感技术的原理，同时也详细分析了各类主流3D传感技术在距离、空间分辨率、算法要求、技术成熟度、成本以及典型使用场景等方面的特点。陈挚先生表示：“没有最好的3D传感技术，只有最适合的技术。每种技术都有其特点；在选择不同的技术方案时，厂商需要思考在特定应用场景下，哪一种3D传感技术能解决现有的问题。技术真正大规模落地，最终还是由应用场景来决定并驱动整个产品化进程。”
各类3D传感技术特点
谈到3D传感商业化落地，不得不先提到的便是整个3D传感产业链的协同合作。陈挚先生介绍，3D传感产业链可以分为底层元器件、模组生产制造、系统架构设计以及应用算法落地四大环节。陈挚先生认为，对于应用场景的深入理解是我们这个行业需要加强的方面，奥比中光最核心的工作便是深耕于系统架构层面和应用算法落地，与多家上游底层元器件厂商深度合作，最终实现3D传感技术落地于实际应用。
3D传感产业链的协同
演讲最后一部分，陈挚先生从消费电子、3D人脸识别+人体测温、3D智能门锁套件、房屋空间三维重建、3D量体-服装定制/3D足部测量、科研仪器、健康和教育领域以及汽车电子等各个方面，全方位地向观众展示了3D视觉技术商业化落地的情况。陈挚先生也在现场介绍了奥比中光在全球的专利布局及公司的业务情况，并表示奥比中光近期上线了3D视觉开发者社区，并与OpenCV合作签署了《战略合作协议》，把最为前沿的3D感知技术开放给全球开发者，以促进3D传感行业的发展。
奥比中光近期上线的3D视觉开发者社区
2．知微传感《知微传感3D相机助力“新基建”》
知微传感市场总监何伟先生分析3D相机如何助力“新基建”
知微传感市场总监何伟先生首先从“新基建”大背景入手，与观众共同探讨了其中的两个重要分支：人脸识别 & 数据。何伟先生表示：“二十一世纪最具价值的事物便是数据；要获得高精度数据，需要借助3D传感器。而对于目前最热的人工智能、工业互联网两领域都会涉及的智能工业机器人来说，3D相机赋予了其可以获取周围世界数据的视觉能力。”知微传感是一家专注于MEMS微振镜芯片及模组的公司；在动态结构光和激光雷达领域实现3D视觉芯片的落地，并具备量产条件；同时掌握了从芯片、模组、产品到应用的全套3D相机核心技术。
知微传感已掌握从芯片、模组、产品到应用的全套核心技术
何伟先生详细介绍了知微传感自主研发的动态结构光方案3D相机，对动态结构光、静态结构光以及ToF三种3D视觉方案进行对比分析后，解释道：动态结构光方案可保障目标物体的每个位置都会有光经过，因此可获得更高精度的数据信息。随后，何伟先生对高精度人脸识别方案与2D识别结合低精度3D防伪方案的主要差异进行了讲解，让观众受益匪浅；并从监控动态识别人脸能力、识别仿冒欺骗能力、面部遮挡识别能力以及超大群体识别正确率等几个方面详细分析了两个方案。
主要差异：高精度3D人脸识别 vs. 2D识别结合低精度三维防伪
演讲后半部分，何伟先生首先讲解了知微传感针对工业应用场景的几款3D相机及特点。何伟先生解释道：“工业领域对3D视觉的需求非常明确，主要是配合机械臂进行作业”。因此，知微传感3D相机所具备的“亚毫米级精度，片上计算（无需占用客户的计算资源），采用激光光源（不依赖外界环境光），支持POE供电（用户部署更方便），支持多平台开发”等特点，专为该应用领域而设。最后，何伟先生与大家分享了知微传感3D相机在工业领域的典型应用案例，如对无需导入模型的曲面打标以及激光清洗、设备表面打磨、产品检验、堆垛/拆垛、无序分拣、路径引导、物体建模/测量等。
知微传感3D相机在工业领域的应用
3. 驭光科技《从元件到解决方案，3D视觉端到端创新实现客户价值》
天津驭光科技总经理朱庆峰先生讲如何端到端创新实现客户价值
演讲伊始，天津驭光科技总经理朱庆峰先生便解释了驭光科技作为一家以衍射光学元件（DOE）为核心技术的企业，“不务正业”的发展历程。朱庆峰先生表示，如果作为元器件厂商不能理解终端应用厂商的需求，那么产品落地将是漫长而痛苦的过程，因此驭光科技深耕3D视觉产业链并制定了战略性决策：要实现从光学元件到3D视觉解决方案的端到端创新。接着，朱庆峰先生简单介绍了驭光科技的发展历程和团队情况。作为一家以光学元件为核心技术的创新企业，驭光科技是目前国内唯一一家向智能手机厂商量产供货DOE的企业，并拥有业界最高标准的可靠性测试项目和完整的可靠性测试流程。
驭光科技的产品可靠性管理
朱庆峰先生更新了对3D视觉技术迭代的解读：3D视觉应用看起来丰富多彩，几乎是每年都在迭代新技术和新产品，但实际上每一项应用的落地却是缓慢而痛苦的。3D传感应用落地，客户要求的不仅仅是一个元器件，往往是怎么围绕其市场创造价值。比如：智能手机的3D视觉方案每年都在变化，安卓手机经历了结构光（2018年）、iToF（2019年）、dToF（2020年）的技术迭代。未来几年，屏下摄像头和屏下3D传感将是发展的新方向，国内dToF厂商还需要花一段时间才能够把这个技术真正用于手机并量产落地。
3D视觉应用趋势
关于产品落地方面的经验，朱庆峰先生分享道“驭光科技采用的是ODM（原始设计制造商）模式，每当我们帮助客户解决方案、生产方面的问题时，并不是使用标准方案来套用，我们会联合3D视觉产业链合作伙伴的力量，系统地围绕着客户的需求，实实在在地解决其痛点。”最后，朱庆峰先生详细分析了驭光科技在智能手机、刷脸支付、扫地机器人、智能门锁、门禁等应用，以及安防、车载、电视和工业等领域，配合终端应用客户进行方案设计，以及产品落地情况。朱庆峰先生总结到：不同的应用，需要根据具体的场景做相应的定制和适配；3D视觉市场还处于初期，大家不要做同质化产品，应当携手提供适合客户要求、适合产品逻辑的方案，这才是市场爆发的关键！
4．产业研讨沙龙：畅谈3D视觉产业的挑战和发展趋势
本场研讨会邀请到国内外3D视觉产业知名企业驭光科技、纵慧芯光、瑷镨瑞思和芯视界共同参与此次圆桌会议。奥比中光副总裁陈挚、天津驭光科技总经理朱庆峰、纵慧芯光联合创始人兼亚太区CEO陈晓迟、瑷镨瑞思（ESPROS）中国区市场销售总监金丰以及芯视界系统研发经理程世球等3D视觉产业的资深人士共商共讨、思维碰撞，从不同视角畅谈了对3D视觉产业进展和未来趋势的理解，博得了现场观众的众口称赞！
3D视觉企业资深人士畅谈对3D视觉产业进展和未来趋势的理解
话题一：请各位嘉宾谈谈对这一年3D视觉产业进展以及未来趋势的理解。
天津驭光科技朱庆峰：从3D视觉技术的角度来看，无论是iToF还是dToF，并没有最好的技术，只有最合适的技术！从整个行业来看，在2019年多款智能手机后置摄像头都使用了ToF技术，这对于3D技术产业来说是非常好的态势；而对于新兴技术及行业来讲，应用市场的繁荣非常重要。ToF技术在主流智能手机领域落地以及强势的应用势头，都会对3D视觉相关行业（如VCSEL等光学元器件、模组、系统）产生积极影响；同时该领域的初创公司、成熟型企业也将得到更多的投资和关注。另外，在3D视觉产业中，驭光科技乐意深度参与各项技术；而无论是哪种技术方案，智能手机领域客户的主要诉求就是做出最佳性能、容易量产且性能稳定的元器件。实现客户要求就是我们的目标，这与使用哪种技术方案本身来说并无差别。
纵慧芯光陈晓迟：从时间维度总结出的经验便是苹果公司发布3D视觉新技术后的半年内，安卓手机/系统可以实现跟随。而实际情况是2018年苹果手机首发的结构光技术并没有那么容易实现且成本较高，更重要的是结构光的应用范围非常有限。因此从2019年开始，众多厂商开始将目光投向ToF技术，2019年安卓手机厂商实现了ToF技术的应用，对ToF技术的研发速度甚至超过了苹果公司。2019年是ToF技术落地智能手机的第一年，而2020年上半年受疫情、国际形势等因素的影响，导致安卓手机的ToF模组出货量以及整个3D视觉产业市场规模未达到预期，问题的本质还是ToF技术的应用没有真正地丰富起来。从技术维度来看，今年的主流技术方案是dToF（往年主要是iToF），这是因为dToF具备众多优势：可以看得更远、可适用于更多应用场景、功耗更低、成本更低。但是随着对技术理解的深入，又发现dToF也没那么容易实现，特别dToF接收端的技术壁垒相当高。我们坚信3D视觉一定会在手机中普及并且最终成为标准配置，这也是人类创造的系统从2D转向3D的必然需求。3D视觉产业在过去两年处于上升状态，今年开始将慢慢趋于平稳状态，明年之后该技术能否真正走向成熟，还需要各厂商的不断努力，为大规模应用真正做好技术铺垫。
瑷镨瑞思金丰：在过去一年中，3D视觉技术的确受到了人们的关注和认可。有两点令我感触最深：（1）整个3D视觉产业链对ToF技术的理解非常得深刻。例如整个产业链都了解ToF能做什么，甚至了解iToF、dToF的区别和特点，并且结合到终端客户的需求，以解决实际的应用痛点，为给客户创造更多价值。（2）整个3D视觉产业链对于ToF产品设计的成熟度越来越高。例如芯片厂商实现了芯片技术的积累以及技术支持能力的提高；而模组厂商或者方案厂商对于ToF模组的量产能力以及终端客户的应用实际需求等方面，则能够提出更明确或更精准要求。因此这些因素相结合，使得整个ToF产品越来越成熟。基于以上两点，我来谈谈ToF的未来趋势，总结起来就是先发展点、再进化到线和面：首先，产品层面的发展趋势也是单点到线阵再到面阵。以不同分辨率（低、中、高）ToF传感器来看，单点ToF传感器的出货量是最大的，其特点为设计门槛较低、性价比较高、出货量较大；实现单点探测后，便可以尝试拓展到某些线阵探测应用中，如扫地机器人、AGV或服务机器人，它们所需便是线阵避障或导航；而最终通过技术沉淀才能实现VGA或者更高分辨率的面阵成像，其门槛非常高。其次，市场层面的发展趋势也是点到线再到面，“点”可以看作为单一领域的公司；而某些大公司或者行业领军企业就有足够的研发能力及市场需求驱动，进而在某个行业中解决很多应用需求，就形成了“线”，带动了整个行业ToF产品的落地；而“面”则可看作不同行业之间的应用相互借鉴和参考，这样将行业经验就能实现从“线”到“面”的升华，最终实现整个ToF产业的全部落地。
芯视界程世球：芯视界是一家新兴公司。在3D视觉产业进展中，我们主要关注中远距离探测，包括应用于iPad pro的扫描式激光雷达的单点探测器。芯视界也在做点阵产品，非常欢迎客户与我们一起进行应用开发。而作为器件设计公司，我们并非单打独斗，需要整个产业链上下游企业协同合作，因此我们与很多企业开展了深度合作项目。关于未来3D视觉的发展趋势，我们将集中于以下几个发展方向：手机终端方面，目前我司也在做dToF后置摄像头的预研；扫地机器人方面，我司以往专注于三角测距法，其缺点是测量范围较短，我们的客户使用了APD技术，因此我们也将拓展非手机领域的应用布局；未来我们也希望与相关3D视觉产业链企业共同努力，将客户的应用类型丰富起来。
话题二：3D视觉应用丰富多彩，每家企业采取的市场战略不同，主攻的应用领域不同。请各位嘉宾谈谈各自的主攻应用，以及对其市场规模的预判。
芯视界程世球：我们公司将主攻两个方向：第一个方向是我们目前的重点项目——单点光电探测器项目，主要针对应用终端进行开发；应用于传感器辅助对焦、人物检测等方面，将是我们未来的主攻市场。第二个方向则是主攻后置摄像头领域。关于对市场规模的预判，暂时无法明确给出具体出货量，只能根据未来市场的发展态势随时调整。
瑷镨瑞思金丰：瑷镨瑞思的主攻方向是汽车电子。第一个方向是汽车电子产品，这是我们认为未来出货量真正可观的产品。2018年曾有预判，2026年用于汽车电子的ToF传感器出货量可达每年5KK颗，市场规模将达到15亿美金，因此我们认为该领域将是非常大的蛋糕。第二个方向将围绕汽车电子实现ToF技术的诸多应用，包括车内识别和检测、车外盲区检测和避障，以及未来无人驾驶中的中远程ADAS，我认为这些都是ToF传感器可以大展身手的应用市场。当然汽车电子产品的研发周期较长，大约为三年左右，因此基于我们已有的汽车电子产品布局和经验积累，在轨道交通、安防、移动目标探测（包括服务器机器人、AGV、扫地机器人）以及与汽车电子锁相关的应用布局，这些应用领域也是我们近两年主攻的市场。
纵慧芯光陈晓迟：关于3D视觉，纵慧芯光目前主攻两个市场：消费电子市场和汽车电子市场。其中，消费电子市场中规模最大的便是智能手机领域，另外还包括扫地机器人、人脸支付、智能门锁等领域；我们预计消费类VCSEL的市场规模将达到百亿人民币级。另外自去年第三季度起，我司已将大量资源投入到汽车电子市场，我们认为汽车电子是未来发展的主流方向。最明显的感受是，汽车电子（尤其是激光雷达领域）发展迅猛，激光雷达也即将真正落地并开始量产。当然目前汽车的出货量无法与智能手机出货量相比，但单辆汽车中用到VCSEL的应用种类远多于单部智能手机，因此我们预计汽车类VCSEL的市场规模也将达到百亿人民币级，这与消费电子预测所达到的市场规模处于同一数量级。
天津驭光科技朱庆峰：驭光科技重点关注的市场也是消费电子领域和汽车领域。针对消费电子领域，只要做好方案，产品实现起来很快；而应用产品出货量大增，对于我们做前端发射器的公司来说极有好处。针对汽车领域则要更加严谨，因为该领域对可靠性要求高，同时该市场长期稳定、出货量大，因此相比较而言，汽车市场更重要。但就我个人而言，更关注如何实现汽车领域应用。这就好比我们做了多种方案，目的是证明方案的落地可行性，但本质上还是将VCSEL、DOE等器件组合成可用的发射器，这才是产业链上游企业的核心任务。我们希望在方案落地后，由产业链下游的企业接手，这样我们才能专心做好发射器研发的事情。同时，我们也比较关注发射器的创新、量产能力以及性价比。
话题三：驭光科技和纵慧芯光作为中国初创企业，近几年表现亮眼，已经顺利进入华为手机供应链。面对这两年美国对华为等中国厂商的制裁逐渐升级，驭光科技和纵慧芯光如何看待其中的机遇与挑战？
纵慧芯光陈晓迟：纵慧芯光在全球客户数量已经超过150家。在今年这样特殊的背景下，我们的应对策略是：首先一定在合规合法的前提下供货；其次要拓展产品的多元化。在智能手机领域，我们一直积极配合安卓阵营的各大手机厂商；在非智能手机领域，如在金融刷脸支付、智能门锁、扫地机器人等领域我们也在积极探索；自2019年下半年起，我们开始在汽车电子领域积极布局，该过程可能需要三至五年，因此需提前做好准备。简单总结，纵慧芯光将积极开拓其他领域客户以及其他应用领域，逐渐实现客户的多元化和市场的多元化。
天津驭光科技朱庆峰：中美脱钩是一个长期过程，目前仅是刚刚开始；同时美国“实体名单”上的企业数量会一直增加，越是行业龙头企业越容易被美国政府“盯上”。从我们公司自身发展的角度，“如何满足客户”，是客户更加在乎的事情。我们虽然处于产业链的上游，但客户会梳理我们的供应链情况（考察受美国限制的比例）。这种影响将是长期的，业界人士均会受其影响，因此我们要逐渐适应。驭光科技当年在研发DOE时就意识到会有受限于材料和光刻机设备等的风险，坚持了自主研发；因此我司自有研发技术占比大，对供应链依赖程度低。目前我们公司体量还很小，受中美脱钩影响不大；但从长期发展来看，急需解决的问题还是：帮助我们的客户解决相应的困难。综上所述，小公司最重要的事情就是服务好客户。
话题四：今年苹果发布的新款iPad Pro是采用直接飞行时间（dToF）激光雷达扫描仪，这对消费类3D应用的ToF图像传感器行业会产生怎样的影响？请ToF图像传感器的代表厂商芯视界和瑷镨瑞思为大家分享一下观点。
瑷镨瑞思金丰：就我个人看法，苹果发布的新产品是对ToF这项技术的最大认可，这肯定会引爆整个ToF产业链。主要体现在两个方面：第一，苹果帮ToF产业的所有厂商普及了该技术，可以理解为苹果帮我们培养了更多潜在客户，或者说苹果为ToF产业链带来更大的蛋糕。第二，将更加丰富ToF产品的应用领域。据我了解，苹果未来将部分公开它的设计代码或更深层次的开发代码，以帮助基于iPad Pro或手机的开发者开发出更多游戏和应用程序。目前，大家都知道ToF很火，但是具体的应用市场还不明确，我相信苹果将这款产品的发布或开源，将使ToF应用领域更加清晰。
芯视界程世球：苹果新款iPad Pro发布后，很多客户联系过我们，需要了解iPad Pro的原理、核心器件等信息。iPhone 12涵盖dToF激光雷达的方案，为我们带来了多种应用体验：3D建模在流畅度、精度等方面的体验比原来基于陀螺仪的方式有了质的飞跃，相信未来新基建也将大规模采用，同时游戏、AR/VR互动等体验也将逐渐普及。另外，我司也将向非手机领域开放同样的技术路线。
接下来，各位企业代表分别就企业的产品最新进展、技术研判、未来规划等方面与在场观众进行了分享。
结束语
都说2020年受疫情、紧张国际形势的影响给各行各业带来的不小的冲击，但3D视觉产业一直在蓬勃发展，并且与终端应用的结合较2019年更为紧密，同时dToF等技术的新崛起也为市场带来更多发展动力和应用的可能。展望2021年，3D视觉产业会哪些应用落地？全球3D视觉产业链格局是否会有改变？让我们2021年再聚！
公开版演讲报告下载地址：https://www.memseminar.com/30/
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