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ESPROS飞行时间(ToF)传感技术助推3D视觉应用

 

采访背景:3D摄像头好似给机器或电子设备安装了“人眼”,让其能够根据人的动作做出相应的反馈,并赋予“思维”、“感知”的能力。目前,3D摄像头正在成为智能设备的一个关键入口,掀起一轮“3D视觉”革命浪潮,全球各大科技企业如苹果、谷歌、英特尔、微软等都为此精心布局。为了探秘3D摄像头的核心技术及器件,麦姆斯咨询特地采访了全球领先的飞行时间(ToF)传感器供应商——瑷镨瑞思(ESPROS)中国区市场和技术支持主管金丰先生。

 

麦姆斯咨询:ESPROS公司的ToF传感器系列产品的主要应用领域有哪些?能否列举一些典型客户案例?
金丰:目前基于ESPROS公司的ToF传感器的产品已成功应用于无人机定高、人数统计、AGV导航避障、机器人定位和智能导航、安防监控及门禁系统。
随着ToF产品线的进一步完善,应用领域将拓展至无人驾驶汽车、智能家居、工业智能化检测等领域。

ESPROS公司早在多年前就开展了ToF解决方案的研发及应用合作,比如同CEDES公司的合作。 CEDES公司是一家全球重要的电梯配件制造商以及光幕制造商,其采用了基于ESPROS公司的ToF芯片的解决方案,如下图所示,装有3D ToF相机以后使得电梯门禁系统的控制变得更先进,并能实现更多智能的应用功能,例如人数统计、人流检测、预警判断等。

 

麦姆斯咨询:您认为中国3DToF视觉应用领域的发展状况如何?ESPROS公司如何在中国市场上布局?

金丰:目前,国内厂商的3D ToF应用领域已从前几年的起步阶段进入了快速发展阶段;并且近两年,可以明显感受到国内3D ToF市场的节奏变化以及客户研发能力的快速上升。
但同时我们依然要认识到,3D ToF技术门槛还是比较高的,特别是光学设计能力以及模组量产能力依然有待加强,并且目前能提供完整解决方案的厂商并不多,相关产品也并没有形成主流的品牌,导致客户在设备和方案选型时找不到参照的行业标杆。
针对中国市场,一方面,我们会联合优质的代理商/方案商一起拓展客户;另一方面,我们也会推出演示模组、应用模组、开发套件及软件源码/算法,帮助中国客户大大缩短研发时间,加速产品的上市。

 

麦姆斯咨询:3D视觉方案主要有三种:飞行时间法、结构光法、双目立体视觉法,您认为这三种方案的优缺点是什么?分别适合哪些应用领域?

金丰:这三种深度摄像头方案在检测距离、精度、速度、成本上都具有各自的优势以及劣势,区别在于:


双目只需使用两颗普通的摄像头,并不涉及复杂的光学系统,成本相对另外两种方案最低,但深度信息需要软件算法得出,算法复杂度高,难度大,处理芯片需要很高的计算性能;并且在特征不明显以及光线较暗情况下并不适用。

结构光方案优势在于深度图像分辨率可以做得较高,硬件成本及算法开发难度适中;但容易受光照影响,室外环境很难使用,以及只适应短距离应用。

ToF方案优势在于受环境影响小,测量帧率高,算法开发难度低,因此在技术性能上相对其他两种方案具有很大的优势;不过由于前些年核心传感器芯片技术不够成熟,模组光学设计较复杂,实现量产困难,成本较高,因此基于ToF方案的成熟产品在市场上并不多见。

但随着核心传感器半导体器件的瓶颈逐步被解决,我们看到近年来越来越多的厂商相继推出基于ToF原理的解决方案,该趋势将会进一步发挥出ToF技术本身的优势,使得ToF相机将在将来的应用中占有一席之地。

麦姆斯咨询:ESPROS公司今后五年的计划是什么?更长远目标是什么?

金丰:关于ESPROS公司未来几年的规划,在ToF系列产品线上,我们一方面会根据市场需求的不断变化,推出更多新的高性价比ToF产品来进一步提升产品的相关性能以满足市场。另一方面,我们将继续研发和生产基于我司独有工艺的新ToF产品(PToF),将基于ToF产品的应用能够延伸到更多的领域,例如未来的无人驾驶汽车以及工业控制领域。做到能够提供跨应用领域的全方位ToF传感器解决方案商。

另外在光谱传感器领域也将会是我司的一个市场方向,结合年初ESPROS Photonics公司和Viavi Solutions公司在2017美国西部光电展上发布并展示了一款微型光谱传感系统级芯片,其尺寸和预计成本,可使复杂的波长分析和短波近红外光谱分析集成进入智能手机等移动设备。在移动应用领域,该传感器有潜力帮助消费者分析食品、饮料和药品的成分。

与此同时,我们将进一步扩大工厂以及增加相关设备,使我们的产能获得提升。

 


 
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