3D成像感知的現(xiàn)狀和未來

來源：大話成像 Yan Ming，Eric

編輯：感知芯視界

隨著科技的迅猛發(fā)展，我們正逐漸邁向一個(gè)數(shù)字化、智能化的未來。在這場(chǎng)革命性的變革中，3D成像和傳感技術(shù)正日益成為重要的研究方向與應(yīng)用領(lǐng)域。這項(xiàng)技術(shù)為我們帶來前所未有的視覺體驗(yàn)和感知能力，推動(dòng)著虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）、自動(dòng)駕駛、醫(yī)療影像、工業(yè)自動(dòng)化等眾多領(lǐng)域的巨大進(jìn)步。

最近，Yole發(fā)布了名為《3D Imaging and Sensing 2023》的報(bào)告，其中全面調(diào)研了3D成像與傳感技術(shù)的市場(chǎng)，并展示了相關(guān)的數(shù)據(jù)和見解。本文將對(duì)該報(bào)告進(jìn)行匯總，探索3D成像與傳感技術(shù)在引領(lǐng)我們邁向未來的過程中扮演的關(guān)鍵角色。

1.目前全球3D成像感知的市場(chǎng)有多大？

2022年全球3D成像售出了4億960萬臺(tái)，其中移動(dòng)消費(fèi)設(shè)備占了96%，自動(dòng)駕駛2%，工業(yè)2%，其余的就可以忽略不計(jì)了。

對(duì)這些數(shù)據(jù)詳細(xì)列出，其中：

手機(jī)前攝：2.5億

手機(jī)后攝 ：1.44億

筆記本/平板前攝：550萬

筆記本/平板后攝：550萬

AR/VR/MR ：1300萬

消費(fèi)類機(jī)器人：220萬

門鎖 ：180萬

ADAS ：700萬

支付/通行 ：600萬

物流 ：244萬

其中手機(jī)前攝、筆記本前后攝大部分由蘋果公司的產(chǎn)品貢獻(xiàn)。

2.哪些3D市場(chǎng)是未來的增長(zhǎng)點(diǎn)？

按照終端市場(chǎng)進(jìn)行劃分：增長(zhǎng)最快的是汽車市場(chǎng)，然后是工業(yè)、國防和消費(fèi)類市場(chǎng)。市場(chǎng)金額2028年相對(duì)于2022年翻了一倍還多。

如果按照3D實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行劃分，TOF 則是增長(zhǎng)最快的，年均復(fù)合增長(zhǎng)達(dá)到了20.7%，然后是雙目視覺達(dá)到了17.5%，接下來是激光三角測(cè)距、CT、結(jié)構(gòu)光。雖然結(jié)構(gòu)光的增長(zhǎng)率不是最高的，但是因?yàn)槠浠鶖?shù)大，2023年接近3.7億顆。

1.增長(zhǎng)最快的汽車市場(chǎng)，3D有哪些用途？

汽車市場(chǎng)幾乎所有的領(lǐng)域都是高增長(zhǎng)。

其中ADAS 成像的增長(zhǎng)數(shù)量最多，從2022年7.2M增長(zhǎng)到2028年的14.9M；

ADAS雷達(dá)則達(dá)到了77.7%的年復(fù)合增長(zhǎng)率，從2022年0.23M直接到2028年的7.31M；然后是艙內(nèi)監(jiān)控和進(jìn)入認(rèn)證等也達(dá)到了84.3%的年度復(fù)合增長(zhǎng)。

其中多目和雙目ADAS 的價(jià)格將降低到110美金以下，會(huì)大幅度提升其銷量。另外智能開門檢測(cè)、無鎖進(jìn)入身份認(rèn)證、NACP對(duì)DMS要求的提升等市場(chǎng)都對(duì)3D成像有剛需要求。

另外報(bào)告中沒有提到的一個(gè)新的車上的3D成像的應(yīng)用”魔毯”. 「魔毯系統(tǒng)」最早來自于奔馳的 E-ABC（E-Active Body Control）主動(dòng)車身控制技術(shù)。

在空氣懸架的基礎(chǔ)上，為減振器增加了一套主動(dòng)液壓模塊，48V 電動(dòng)液壓泵控制液壓油的壓力，進(jìn)而控制單個(gè)車輪的彈跳、四輪獨(dú)立控制，帶來脫困模式。

2013 年，奔馳曾推出一項(xiàng)名為 MBC（Magic Body Control）的主動(dòng)懸架技術(shù)，具備掃描路面、預(yù)先準(zhǔn)備、實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)懸架的能力，在遇到即將可能發(fā)生的側(cè)面碰撞，一側(cè)懸掛還會(huì)主動(dòng)抬起車身，盡可能地用堅(jiān)硬的底盤去抵擋來車的傷害。

簡(jiǎn)單理解，魔毯系統(tǒng)基于前視雙目立體視覺方案掃描路面狀況，再根據(jù)空氣懸架系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同控制

2.消費(fèi)類市場(chǎng)的增長(zhǎng)點(diǎn)在哪里？

除手機(jī)市場(chǎng)外，筆記本和平板市場(chǎng)中3D成像的滲透率增長(zhǎng)也很快。雖然整個(gè)筆記本和平板市場(chǎng)幾乎沒有增長(zhǎng)，但是越來越多的筆記本會(huì)配備人臉識(shí)別模塊，以及平板會(huì)配置后置TOF 模塊。

其次帶動(dòng)消費(fèi)類3D成像市場(chǎng)增長(zhǎng)的就是XR設(shè)備和清潔機(jī)器人設(shè)備。

其中XR中的3D成像達(dá)到了21.3%的年度復(fù)合增長(zhǎng)。目前很多XR設(shè)備已經(jīng)配置了TOF相機(jī)，如Hololens2 使用了ADSD3100的1MP分辨率iTOF；Magic Leap2使用了PMD的VGA分辨率 iTOF。而其余的XR 設(shè)備則很多使用Stereo Camera。

雖然整個(gè)機(jī)器人的增長(zhǎng)率只有10.5%，但是帶3D 的機(jī)器人增長(zhǎng)率達(dá)到了44.5%。在掃地機(jī)市場(chǎng)，帶有3D成像的掃地?cái)?shù)量逐年增長(zhǎng)，滲透率從2022年9.4%到2028年58.8%。

另外消費(fèi)類的智能門鎖市場(chǎng)和智能手表市場(chǎng)也有一定的3D滲透率提升。

3.報(bào)告中的一個(gè)千億級(jí)市場(chǎng):

認(rèn)真梳理完報(bào)告之后我們發(fā)現(xiàn)一個(gè)千億級(jí)的市場(chǎng),這就是無人機(jī)市場(chǎng).實(shí)際上2022年無人機(jī)行業(yè)總產(chǎn)值有34%的遞增，總產(chǎn)值首次突破千億元。日消費(fèi)類的無人機(jī)，中國已經(jīng)占據(jù)全球74%的市場(chǎng)，工業(yè)級(jí)的無人機(jī)已經(jīng)占據(jù)全球55%的市場(chǎng)。而2016年左右開始無人機(jī)的自動(dòng)避障已經(jīng)成為行業(yè)的基本需求.

比如EVO II系列無人機(jī)采取視覺避障技術(shù)，該技術(shù)的原理類似于雙眼目測(cè)距離：利用圖像數(shù)據(jù)計(jì)算飛行器與潛在障礙物之間的距離，一旦探測(cè)到障礙物，立即使飛行器停止前進(jìn)。上面用于避障的攝像頭有12個(gè)。EVO II具備全向障礙物感知系統(tǒng)，全向障礙物感應(yīng)方向包括前后、上下、左右，每個(gè)方向各有2個(gè)視覺傳感器。

上述我們粗淺了分析了3D成像的幾個(gè)市場(chǎng)和未來增長(zhǎng)點(diǎn)。我們可以看到在數(shù)字化和智能化的未來，3D 成像感知將成為引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵要素之一。作為工程師，我們又有很多要學(xué)習(xí)和投入的工作了。尤其是目前3D成像還有很多實(shí)際使用中要解決精度和環(huán)境適應(yīng)性，硬件標(biāo)定相關(guān)的問題情況下

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審核編輯 黃宇