对话∣炬佑智能与Pico：用国际视野诠释ToF技术
2019-07-18 21:59:34 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
Pico和炬佑智能，两家背景不同的企业，却同样耕耘于ToF技术的沃土。他们用什么的视角来看待ToF技术的过去、现在与未来？麦姆斯咨询邀请了炬佑智能首席执行官（CEO）刘洋先生和Pico（小鸟看看）美国商务开发副总杨洪涛先生参与“对话”！
访谈嘉宾：炬佑智能CEO刘洋、Pico（小鸟看看）美国商务开发副总杨洪涛
访谈背景：
一提起Pico（公司全称：北京小鸟看看科技有限公司，简称“小鸟看看”，品牌名称：“Pico”），大家首先联想的产品就是体验感超强的VR（虚拟现实）一体机——好玩，有趣，又炫酷。其实，Pico于2017年开始布局3D视觉的核心黑科技，创立了飞行时间（ToF）深度感知技术品牌：Pico Zense。Pico Zense创立之初，选择了高通（Qualcomm）、亚德诺（ADI）、歌尔股份等国际知名企业作为战略合作伙伴，迅速推出3D ToF深度感知相机，多款产品已经实现量产。
上海炬佑智能科技有限公司（以下简称“炬佑智能”）自创建之初就致力于以ToF技术为核心的智能应用方案开发。炬佑智能创始人刘洋先生曾担任瑞士Heptagon全球副总裁，美国亚德诺（ADI）亚洲市场与技术总监，美国德州仪器（TI）芯片开发经理等，核心研发团队均来自于国际一流半导体跨国企业。炬佑智能不仅提供ToF图像传感器芯片，还能提供完整的系统解决方案，其产品在扫地机器人、服务机器人、无人机、智能安防、VR和AR（增强现实）、智能手机得到了应用。
Pico和炬佑智能，两家背景不同的企业，却同样耕耘于ToF技术的沃土。他们用什么的视角来看待ToF技术的过去、现在与未来？麦姆斯咨询邀请了炬佑智能首席执行官（CEO）刘洋先生和Pico（小鸟看看）美国商务开发副总杨洪涛先生参与“对话”！
炬佑智能CEO刘洋（左）、Pico（小鸟看看）美国商务开发副总杨洪涛（右）
麦姆斯咨询：感谢炬佑智能首席执行官（CEO）刘洋先生和Pico美国商务开发副总杨洪涛先生受邀参与“对话”。首先，请两位向大家简单介绍企业定位和主要产品，谢谢！
刘洋：大家好！首先多谢麦姆斯咨询的邀请，也非常感谢多年来麦姆斯咨询对炬佑智能的大力支持。炬佑智能作为一家智能传感芯片和系统的科技产品开发公司，我们专注于智能传感芯片和系统，特别是ToF芯片和系统的创新和开发。通过团队及合作伙伴的不懈努力，炬佑智能已发布了一系列ToF芯片产品，包括100 x 100像素、240 x 200像素、QVGA，很快将发布高精度VGA和更具创新力的百万级分辨率的动态ToF产品；并且为了实现高性能动态ToF系统，我们已推出业界首款全智能发光驱动芯片，并计划在年内推出智能ToF控制芯片等，从而成为业内独有的ToF全系统芯片提供商。除了芯片产品以外，为了更好地为客户服务，我们已经整合和建立了全方位系统能力。在芯片产品的基础上，同时提供支持各类应用的模块方案和提高ToF性能的算法，更优化的光学器件及平台系统。
杨洪涛：大家好！Pico的产品一直以来是集中在VR产品上。过去五年，我们的VR产品，无论是主打观影、轻交互的G系列，还是旗舰Neo系列，都获得了市场一致好评，市场占有率做到了中国第一。AR产品也在积极开发之中。我们的思考是如何整合我们自己在硬件系统、软件算法、生态服务上的能力，在相关领域为客户提供更多的价值。最终我们选择深度相机，作为我们VR/AR之外的第三条产品线。2016年Pico开始组建研发团队开始投入，2017年发布两款产品，2018年开始出货，2019年实现被多个行业重点客户design-in（设计导入）并开始量产。
麦姆斯咨询：就ToF核心元器件的研发而言，炬佑智能选择的是自研ToF图像传感器芯片，从底层起搭建ToF解决方案的“大厦”；而Pico则直接采购国际知名厂商的ToF图像传感器芯片。请你们谈谈各自的ToF产品战略规划！
杨洪涛：对方案的选择，主要考虑了我们的目标市场、我们的技术能力，还有芯片厂商的技术特点。我们采用ToF芯片方案，首先是基于我们对ToF技术的理解和对ToF优势的认可；其次就是我们对我们选择的ToF芯片厂商特点的认可。相对而言，我们的方案更容易被商业和工业客户所接受，比如拥有比较高的分辨率，可以探测比较远的距离，同时具有广泛的场景适用性。过去两年以来，我们推出两款标准设计产品、八款定制产品，几百家客户进行了评估和导入。由此我们建立了广泛的客户关系，在约十种重要应用场景中进行了持续的改善，进行了硬件、算法和系统的优化。我认为，在对客户应用场景的深入理解基础上提供差异化的贴心产品，是我们赢得信任的基础；加上我们优秀的供应链伙伴，强大的海外营销团队，使我们获得了国内、美国、欧洲、日本的不同行业客户的订单。我们会沿续这个理念，继续调整产品规划，比如增加工业级产品，提供某些场景的整套方案，通过全球范围内的营销做成该领域的全球一线品牌。
刘洋：我们ToF产品规划的主要目标是实现Intuitive Sensing（直观感知）和dynamic ToF（动态ToF）。基于这个目标，我们很早就确定了pulse ToF（脉冲ToF）的技术路线，并在这个路线上不断开发新的技术和方案。其中包括单独的ToF接收和发射调制系统，及不断创新的全系统架构。我们的ToF开发不只是停留在传感器层面，而是从系统和应用出发，进行全系统的创新，其中包括传感器、发光控制和全系统的底层算法控制等。我们在两年的时间内已经申请了超过百项的各类专利，并且会在近期加速创新和专利申请。
麦姆斯咨询：杨总，中美贸易战是否会对Pico从国外厂商采购ToF图像传感器芯片造成阻力？Pico是否考虑过和国内ToF图像传感器芯片厂商合作开发？或者说，炬佑智能是否是你们的潜在合作伙伴？
杨洪涛：Pico在美国、欧洲、日本都有分公司，所以我们肯定会尊重美国的贸易条款。目前，我们的芯片伙伴主要来自美国和日本，客户来自全球，在采购和销售上没有遇到直接的阻力。我们只会选择有最优条件的伙伴，比如有的伙伴性能最优，另外一家伙伴价格最优，还有的伙伴服务最优，但不一定需要全方位最优。针对我们的客户群变化，我们会调整合作方。我们会关注各家进展，无论是国内还是国外的供应商。
麦姆斯咨询：炬佑智能是一家业务覆盖了从ToF芯片到ToF系统的企业，这种业务模式是否会给只需要采购ToF图像传感器芯片的客户带来困扰？比如，客户担心炬佑智能的ToF系统或解决方案业务会与客户自己的业务有所冲突。
刘洋：我们很期待与Pico这样杰出的系统开发商紧密合作，一起推动ToF产品和市场的成长。我们做的ToF系统开发，只是基于ToF系统芯片的底层系统方案开发，主要是为系统客户服务，支持系统客户更快更好地开发系统方案，加速实现市场价值。
麦姆斯咨询：Pico和炬佑智能都在为VR和AR应用布局3D ToF深度解决方案。请两位谈谈VR和AR应用对3D ToF深度解决方案的要求、面临的主要问题及相应的对策。
杨洪涛：ToF用于VR/AR上，主要挑战是FOV（视场角）、耗电，还有精度。这几个方向的改善很重要，不仅提升用户体验，还带来新的应用。所以，ToF产品在激光器效率、传感器效率、光学器件的设计上，都有不少指标需要改善。这些改善都比较难，不是单一维度的改善，往往都是系统性的平衡，并且需要比较大的资源和资金投入。
刘洋：在VR/AR方面，我们已与国内外相关客户进行产品开发合作。可能是由于国外VR/AR开发更加成熟的原因，我们与国外世界级品牌商的合作更密切。我们得到反馈是3D ToF在VR/AR中的需求是很迫切的，主要是用于避障、定位和一些高精度的3D感知实现。但国外客户还是面临许多问题，这也是他们即使已经有一些国外ToF供应商，还在积极与我们开展相关开发的原因之一。其主要问题是在多种环境下的ToF精度不一致和劣化问题，多路径干扰及多ToF系统的优化问题。我们也在各类复杂环境中的ToF精度提高及多ToF系统优化上不断创新，其中包括提出相关调制的动态化和multi-view dynamic ToF（多视图动态ToF）方案等。我们也期待与Pico等国内VR/AR产品的领先企业紧密合作。
麦姆斯咨询：如果要聊聊ToF技术的“前世今生”，能否请刘总为读者分享下ToF技术的起源、发展和现有状态？
刘洋：作为一个在半导体业界经历过二十多年的技术人员，我曾经做过上百种芯片开发，涉及MEMS（微机电系统）、DSP（数字信号处理芯片）、Audio codec（音频多媒体数字信号编/解码器）、PA（功率放大器）、图像传感器、电源、射频接收器、数字PA和optical interface（光学接口）等，碰到过无数的困难，也完成了很多重要芯片项目的攻关，但最终还是被ToF产品的复杂度和有趣性所吸引，每天都是在产品开发的乐趣中度过。ToF技术并不是一项新技术，而是大自然中的一种基本现象，早在一百年前已经被开发出来，但最初只在高端科学研究中被使用，并在高精度显微镜和宇宙测量中被广泛应用。在2010年前，ToF技术的优势因当时半导体技术的局限而没有被充分发挥；而在近几年，随着半导体技术的进步，特别是发光器件性能的大幅提高，ToF技术的优势逐渐体现出来。同时，随着近期对3D应用的迫切需求，ToF越发成为一项必不可少的技术，也将是5G和IoT相关大量智能应用的核心。因为ToF技术可以与半导体的集成化和技术进化成比例演进，我们预测ToF技术性能还会大幅度提高，ToF技术会成为各种智能产品更加智能化的关键。炬佑智能将会持续专注ToF技术开发和创新，全方位支持和服务于各类智能系统客户。
麦姆斯咨询：杨总负责美国商务业务开发，对国外的3D ToF市场很熟悉，能否谈谈ToF技术在中国和美国发展情况的差异？
杨洪涛：在中国，人脸识别、安全与支付是很大、很有特色的市场需求，有很大比例来自政府推动与非常激进的应用创新思路。在海外，我主要指欧美，这方面的市场需求是没有那么强烈的。欧美地区主要是以技术作为出发点，并且倾向于对技术细节做很好的了解和评估之后，再界定应用的范畴，并且涉及很多当地法规（比如旧金山禁止人脸识别），还涉及传统行业的融合（比如工业化应用，接口与标准）。我觉得，中国与美国的不同，对Pico而言是很好的机会，我们既锻炼了自己快速响应场景定制的能力，同时在海外对技术底层精细打磨，也给我们在工业市场带来了声誉和市场机会。
麦姆斯咨询：3D ToF深度解决方案在消费、工业、汽车、医疗等几大领域都有广泛的应用前景，请你们谈谈你们最看好的两种具体应用及市场规模！
刘洋：的确，3D ToF应用极其广泛，基本可以覆盖各类主要智能产品的应用。谈到代表性的市场，手机已迅速成为ToF技术的最大市场。国内外的主要智能手机厂商已经全面导入ToF技术，将达到每年几亿部的出货量，市场规模超过10亿美元，并且有可能出现多ToF系统。除了手机以外，机器人特别是扫地机器人这类市场将也会超过千万级的出货量，每台机器人和扫地机器人都会安装一颗和多颗ToF传感器，这个市场规模也将是过亿美元级别的。
杨洪涛：很多应用场景，但有些我们Pico暂时也没有主力去做。考虑到我们眼前的机会，主要提两种应用：国内我们主要看好人脸识别，国外看好工业应用。在国内，未来3年，人脸支付市场做到三、五百万的年出货量是可能的；海外工业应用市场过于分散，我没有特别好的数据，就我们Pico而言，海外的年增长实现翻倍是没有问题的。
麦姆斯咨询：3D ToF深度解决方案离不开硬件（3D ToF模组）与软件（算法）的完美配合。在你们看来，3D ToF深度解决方案的成败，硬件和软件各占多少比例？Pico和炬佑智能如何努力实现软硬件的完美结合？请结合你们这几年的开发经历，分享宝贵经验。
杨洪涛：硬件是基础，主要的新增投入是软件。这个取决于我们在哪里做分割，首先承认Pico没法做到完全满足客户的软件需求，我们会在不同行业做不同程度的软件服务。举例来讲，银行支付类客户基本上不需要我们做什么识别类软件，而那些特殊场景的客户则希望我们做完整的软件给他们。除了自己做软件，我们还与独立的算法公司合作，大家优势互补一起服务客户。
刘洋：我们认为硬件和软件的创新在ToF开发中都很重要。有些应用软件的开发是起爆应用的核心；同时硬件又是软件开发的基础，没有好的硬件，即使有再好的软件开发能力也不可能达到客户的指标需求。从我们本身芯片和系统开发的角度看，我们会更关注于硬件的优化和基于系统理解的硬件设计创新，从而为应用系统开发公司的软件开发提供坚实的底层硬件和系统平台。另外，ToF系统与传统意义的电学系统不同，是一个复杂的光学和电学的集合系统，在硬件方面，光学系统的优化至关重要。炬佑智能拥有一支全面的光学系统测试和系统设计团队，并已建成国际一流的光学检测实验室，可以支持距离10米以上和超过3层楼高度的超大规模光学实验和超大FOV矫正，致力于服务客户的各类系统定制化需求。
麦姆斯咨询：两位对人工智能（如深度学习）与3D ToF解决方案的关系如何看待？如何利用人工智能赋能ToF应用？
刘洋：现在已经进入人工智能全面应用的时代，基本上任何新技术的开发都需要引入人工智能的方法和理念，ToF开发也必须导入人工智能的相关技术。炬佑智能在ToF开发中已经引入一些人工智能的方法，比如对特定ToF性能的优化需要通过深度学习对相关数据做特性值的提取，还有在深度点云优化中应用了贝叶斯算法等。
杨洪涛：对于人工智能（AI），我觉得AI不一定要知道ToF还是结构光，AI仅仅需要的是干净、准确的点云。我注意到基于深度信息的机器学习、人工智能已经在大学里开始展开，也有很多论文发表。所以，在终端进行本地计算和处理，直接给出智能化的输出，已经是今后的趋势。我们发布的AIR CAMERA就是集成了高通智能系统芯片QCS605的ToF模组，本地可以跑很多算法和应用，无线连接到服务器。
麦姆斯咨询：近期，我们观察到以索尼为代表的领先消费电子厂商推出了集成交互式投影功能的智能音箱，请谈谈你们对基于ToF技术与MEMS微镜的交互式投影的看法，未来市场前景如何？
杨洪涛：这是很有意思的应用，其实多年前已有类似的概念，不过今天可能会做得更好。人们也逐渐认识到手势，认识到3D传感，慢慢地会有更多人愿意做早期尝试者。这个市场对于ToF本身而言，只是我们众多市场的一部分，我们把它看成一个窄窄的且很深的市场。Pico在CES 2019发布了一款类似的产品，叫AIR LIGHT，但是做成了台灯而不是音箱的形式，可以触控，可以投影，吸引了很多客户、媒体和投资人的兴趣。
刘洋：SONY在多年前已经演示过相关方案，这是一个很好地体现ToF技术优势的应用演示。与结构光和双目等3D系统相比，ToF的优势在于识别更远的距离、更快的识别速度和更强的识别率，是个天然的适合交互式投影的解决方案，未来市场的潜力也是巨大的。
麦姆斯咨询：5G时代即将来临，ToF技术与5G技术结合，会出现哪些令世人期待的应用？请杨总和刘总分享你们的看法和预测！
刘洋：5G技术的来临将会进一步起爆ToF技术的应用。5G技术会大幅加速传感数据的传输和接收，同时会推进大量产业的智能化革命，其中的一个主要革新是3D技术的大量应用。ToF技术作为3D传感技术的核心，将会被全面导入各类智能应用，包括机器人、VR/AR、汽车、智能监控、工业检测、智能手机等。ToF将无所不在。
杨洪涛：5G和ToF的结合，就在我们的AR产品中。ToF技术作为设备感知的一部分，实现AR对环境的扫描、识别和互动。当然，还有很多可以设想的有趣应用，比如监控的全面3D化、地图的3D化、游戏的3D化等。
麦姆斯咨询：今年，Pico和炬佑智能是否有新品发布？如果有，请向大家介绍一下新品计划和主要应用领域。谢谢！
杨洪涛：预计在不久的将来，我们的下一代VR一体机旗舰产品Neo 2就会与大家见面，目标是做到全球性能最领先的VR一体机之一，主要面向B端行业客户和C端游戏玩家。
刘洋：炬佑智能一直在持续推出新的芯片和系统产品。今年已经推出业内首款全功能智能ToF发光驱动芯片，将会在近期推出高性能VGA ToF芯片及ToF系统智能控制芯片，并已经在开发下一代高精度高动态ToF芯片，还将针对主要应用推出高精度人脸识别模块、高精度箱体和体积识别模块，可以覆盖20米的长距检测模块、机器人系统模块和multi-view dynamic ToF（多视图动态ToF）系统模块等。炬佑智能也将开放ToF系统开发实验室，与各行业伙伴一起紧密合作开发更多的ToF应用产品。
麦姆斯咨询：两位都将参加今年9月3日将在上海举行的『第二十六届“微言大义”系列活动：3D视觉技术与应用（消费领域）』，你们能提前透露下您的演讲要点吗？ToF业界都很期待！
刘洋：我们将会介绍dynamic ToF（动态ToF）和Intuitive Sensing（直观感知），与大家一起探讨高精度高动态ToF芯片和系统的实现方案。期待与大家一起交流和学习！
杨洪涛：我们将会介绍Pico Zense产品的场景化定制，全球市场开拓的进展，以及在应用端面临的挑战。
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