受苹果iPhone X 3D面部识别的影响，近两年3D视觉市场愈发火爆，3D视觉技术对于人工智能设备终端识别、感应、传递信息具有重要作用，许多科技厂商都已开始布局这一领域。据研究机构Trend Force分析，光在移动设备上的3D传感模组市场产值就出现了跳跃式的成长，市场规模预计将从2017年的15亿美元，成长到2020年的140亿美元，年复合成长率为209%。
在这新一轮科技革命的浪潮中，我国不仅在消费级终端、安防监控以及智慧零售等众多领域已经普及使用3D视觉技术，也孕育出了一批专注于研发3D视觉方案的厂商，上海炬佑智能科技有限公司（以下简称炬佑）就是其中的佼佼者。近日，炬佑CEO Bill Liu接受了半导体行业观察记者的专访，在专访过程中，Bill Liu阐述了目前3D视觉行业的发展远景，以及TOF应用的难点与痛点，同时还对整个公司的TOF方案做了详细介绍。
无所不在的3D视觉
Bill Liu表示，3D视觉能够火起来的契机是苹果推出了搭载3D视觉摄像头的iPhone X，在此之前，手机行业并没有3D视觉这个概念。这也是为什么现在智能手机依然是3D视觉最火热的应用场景。
3D视觉的另一个应用场景是刷脸支付，与之前的指纹支付以及信用卡支付相比，它更加轻盈无感。对于刷脸支付来说，3D视觉也能增强其安全性的要求。
3D视觉还有一个应用场景是智能门锁，以及一些楼宇门禁，闸机等。这些场景也都对安全性有很高的要求，是3D视觉模组可以一展身手的地方。
另外，消费型家用机器人对3D视觉也有需求。以扫地机器人为例，其需要对整个室内3D空间有感知，知道前面有没有障碍物，是什么障碍物，从而对不同的障碍物有不同的处理策略。还需要知道整个空间的建模、定位，建立整个家庭的地图，根据地图定制行走路径，达到全覆盖清扫空间的目的，而不是随机游走。
除了这几大类应用场景，Bill还补充道，工业自动化、智能物流、安防等也对3D视觉有较大的需求。
非TOF不可的理由
目前比较主流的3D视觉摄像头解决方案有三种，分别是结构光、双目视觉以及TOF（Time of Flight，飞行时间），三种技术各有优缺点。TOF作为后来者，受到了越来越多厂商的青睐。为何炬佑等众厂商会选择研发TOF系统呢？Bill解释称，虽然TOF技术在三大类中，是最晚推向市场的一种技术，但它具有独特的优势，能够解决，或者部分解决前两类技术在应用中的不少痛点。
以结构光为例，它在中国发展并不火热的主要原因在于，它只能看静止的物体，无法捕捉运动比较快的物体，这就限制了其应用场景。例如，日常使用手机时，能够用到3D视觉技术的场合往往大量面向外部世界，而结构光技术的特性决定了其只能面对消费者的脸部发挥作用。而TOF技术可以测量较远距离（一般为100米以内）的物体，并且不受光照变化和物理纹理影响，可以在多种场景使用，可接触的市场更多，对于厂商自身来说，市场容量更大，也就意味着机会更多，这是炬佑选择TOF技术的一个主要原因。当然，TOF技术还有响应速度快，识别精度高等优势。
TOF领域有更多机会，也意味着具有更大的挑战。目前市场上能够提供成熟TOF技术的多是国外大厂，国内寥寥无几，炬佑是国内第一家在TOF领域实现量产的公司，其所耗精力之大可想而知。
三位一体的王牌战术
Bill介绍道，要在这个舞台脱颖而出，炬佑需要展现出差异化特色，而这个特色就是炬佑成立至今的王牌—三位一体战术。所谓的三位一体，指的是炬佑芯片的三大系列：其一是TOF传感器芯片，其二是配套的激光器驱动芯片，其三是3D控制器芯片（Edge AI Processor芯片，做数据处理），三款芯片目前协同工作。
QVGA ToF Sensor
Vcsel driver
Bill表示，一个完整的TOF系统分成发射和接收两个子模块。在发射子模块里面最主要的是两个器件，分别是激光器和激光器的驱动，炬佑做激光器的驱动芯片；在接收模块里，有镜头、滤光片以及传感器，炬佑做传感器芯片。最后发射和接收这两个子模块通过3D控制器芯片有机结合在一起，三位一体完成整个TOF系统的工作。
目前能够把这三个部分连成一体作为子系统出现的厂商只有炬佑一家，其他厂商主要提供传感器芯片，个别能够提供发光的驱动芯片。这样一来，炬佑协同作战的优势就体现出来了，Bill解释道。TOF传感器是一种物理传感器，想要用好并不容易。只优化传感器本身并不够，还需要发光驱动来弥补，或者在发光驱动中做出一些改动，让接收变得更容易。因此，仅优化一项产品远远不够，需要以三位一体的角度去看待整个系统。
炬佑针对3D视觉的整个生态也做了预判。在Bill看来，TOF芯片与其他芯片不一样，客户拿到芯片以后，单靠自己不一定可以使用得当。因为在构建TOF系统的时候，炬佑已经充分认识到有很多技术难点需要克服。因此炬佑主动找模组厂商合作，帮客户走出这一步。Bill透露，炬佑不仅有三条芯片的产品线，还有第四条做标准化模组的产品线。这一块对于非手机客户来说很重要，可以帮助他们降低开发难度，某种意义上来说，也降低了系统成本，这并不是每一家TOF厂商都愿意做的。
TOF模组
炬佑的烦恼
炬佑目前拥有一个70人左右的团队，同时进行三条产品线的运作并不容易，存在巨大的挑战。Bill坦言，永远有做不完的事情，原先一个人只要做一份工作，现在做三份，但如果不做这三份工作，你做的那一份事情可能就没有意义，因为单做一个产品的厂商有很多，其中不乏一些业内巨头，炬佑期待通过提供全系统方案为客户提供更优越的服务。
另外，TOF的实用性还是需要进一步增强。TOF技术相当于赋予机器3D的眼睛，现在只解决了能看见什么，但看见以后能做什么，还需要通过建立生态合力推进。Bill表示，TOF市场需要有担当的厂商牵头撑起生态，然后与APP的开发者以及像炬佑这样做传感器芯片的厂商一起努力，才能完善整个生态。
随着5G的发展，等到计算能力以及通信带宽都不再是问题的时候，大家会追求更真实的感知。目前AR/VR做的还不够贴近自然感官，TOF技术对于AR/VR来说是非常底层的物理输入，因此Bill认为，随着AR/VR的发展可能会有一大波应用高潮到来。炬佑没有固守等待，而是一直在改善TOF系统，致力于把TOF传感器往更高性能，更低功耗去推进。并且在规划下一代更高规格的产品，优化功耗，降低成本，同时不断挖掘新的应用场景。
结语
炬佑的发展方向与策略为国内厂商提供了良好的示范，用差异化特色与国际厂商正面对战，摆脱国内厂商低价竞争的惯性思维。Bill Liu提到，本土公司对国内市场的判断更准确，更理解中国消费者的心理，策略会向本土消费者倾斜，便宜而且反应迅速，拥有极高性价比，可以全方位支持客户，这是国外厂商不容易做到的。
国内厂商要做的还有很多，但正如Bill所言，不做三份工作，那么做这一份工作可能就没有意义，雄关漫道真如铁，而今迈步朝前跃。
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895创业营系张江高科（股票代码600895）打造的创新创业服务品牌。以聚焦产业、优化资源、赋能创新为初心，通过资本、技术、媒体等合作方的共同助力，打造强有力的创业集群。
上海炬佑智能科技有限公司是895创业营(第八季)集成电路专场的优质项目之一。
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