扛起国内3D视觉第一把大旗,奥比中光登陆科创板,这双机器人的“眼”价值千亿

工业领域前沿 2022-07-08

机器人奥比中光机器人传感器

4158 字丨阅读本文需 10 分钟

在迈向智能化时代的进程中,3D视觉感知技术尤为关键。经过多年的发展, 3D视觉感知技术及产业链日趋完善,应用场景关注度和认可度也在不断提升,加之国家出台了众多相关支持政策,产业环境可谓“得天独厚”。据研究报告显示,全球3D视觉感知市场规模2025 年将增至150亿美元,复合增长率约为20%,可以说为头部企业提供了尽情驰骋的“舞台”。

7月 7日,国内率先开展3D视觉感知技术系统性研发的奥比中光正式登陆科创板。据了解,奥比中光作为行业的先行者,一直致力于3D视觉感知技术的研发与突破,不仅于2015年成功实现了3D视觉传感器量产,更于2018年成功突破百万级量产交付。与此同时,其也是市场上为数不多的能够提供核心自主知识产权3D视觉感知产品的企业。而截至目前,全球已掌握核心技术并实现百万级面阵3D视觉传感器量产的企业“屈指可数”,仅有苹果、微软、索尼、英特尔、华为等极少数几家企业,而奥比中光赫然位列其中,行业地位突出。

北大80后学霸的创业公司,刷脸支付的幕后赢家

奥比中光创始人黄源浩出生于1980年,于北京大学获学士学位,并相继获得新加坡国立大学硕士学位及香港城市大学博士学位,在香港理工大学、加拿大瑞尔森大学、香港中文大学及麻省理工学院 SMART(Singapore-MITAlliance for Research and Technology)中心从事博士后研究。

除了是一位不折不扣的学霸,黄源浩还师从光学测量泰斗Michael Y.Y .Hung教授、法国科学院院士吕坚、麻省理工学院George Barbastathis教授等人,深受大师影响。他曾在Optics Letters等著名期刊发表论文 20 余篇,而后作为奥比中光主要技术发明人累计申请专利359件,授权专利142件。

但是,黄源浩发现中国的科研人员在国外得不到应有的尊重。“一位美国研究员的年薪是50万美元,中国研究员只能拿30万美元。”黄源浩曾回忆。从那时起,他的心底便埋下了创业的种子。

2013年,黄源浩离开全球光学测量最顶尖实验室,回国创业。2013年1月,他在深圳成立奥比中光,开始了3D传感技术的研发工作。起初,奥比中光的主攻方向是工业用3D传感。但黄源浩很快发现,工业级的市场规模比较小,很难成为一家具有国际影响力的企业,于是他们把研发方向确定在消费级3D传感上。

2013年底,苹果收购了最早的3D摄像头以色列Primesense公司,这让黄源浩更有信心主攻商用3D传感。“当时转向的决心很大,现在回过头看,这是公司的巨大转折点,创业方向就是在过程中不断摸索出来。”事后黄源浩屡屡提起。

在公司刚创立的时候,奥比中光团队集中精力搞研发,基本上没有收入。即便如此,黄源浩仍带领着创始团队埋头苦干,产品所需要的每一个核心部件都经过了上千次的反复测试。在技术攻关最繁重的时候,他们的工作时间从“996”变成了“007”,都是高强度的工作。

功夫不负有心人。2015年,奥比中光研发出我国首颗3D感知芯片,并正式量产消费级3D传感摄像头,一举打破苹果、微软、英特尔的垄断,成为全亚洲首家、全球第四家具有深度计算级别芯片量产能力的厂商。

2018年,苹果公司明星机型iPhone X上搭载的Face ID,被普遍认为是开启了三维视觉元年。而OPPO旗舰机Find X是继苹果iPhone X后全球第二款量产超百万台搭载3D视觉传感器的智能手机。很多人知道OPPO Find X采用了旷视科技的AI算法,而背后的3D视觉硬件则来自奥比中光。

2018年4月,就在OPPO和奥比中光合作Find X的人脸解锁之际,奥比中光被支付宝挑中,共同成立了蚂里奥公司开发“人脸支付”。支付宝当时宣布,其要在人脸支付领域投资30亿元,奥比中光为蚂蚁集团定制开发超百万台应用于线下支付的3D视觉传感器。

此外,奥比中光还为Matterport、贝壳如视等定制开发实现房屋3D扫描功能的3D视觉传感器;为全球三大汽车弯管生产企业之一日本三樱提供三维光学弯管检测系统等。

根据法国市场研究与战略咨询公司Yole发布的全球3D成像和传感市场研究报告,2019年全球3D视觉感知市场规模为50亿美元,且市场规模将快速发展,预计在2025年达到150亿美元,2019-2025年复合增长率约为20%。

目前在消费级应用市场中,已开展相关技术与产品研发的主要企业包括苹果、华为、微软、英特尔、索尼、三星等科技巨头企业,还包括英飞凌、瑞芯微、华捷艾米、奥比中光等企业。工业级应用方面,德国GOM公司、美国CSI公司、HEXAGON瑞典海克斯康等则比较有知名度。

不同于很多科技巨头只将3D视觉作为一条细分业务线,作为创企的奥比中光更加专注于此,从而在国内做到领先。

坚持自主研发,成就国内3D视觉传感器龙头

根据招股书显示,奥比中光的主营业务是 3D 视觉感知产品的设计、研发、生产和销售。主要产品包括 3D 视觉传感器、消费级应用设备和工业级应用设备。在生物识别、AIoT、消费电子、工业三维测量等市场上实现了多项具有代 表性的商业应用。

同时,奥比中光也是国内率先开展 3D 视觉感知技术系统性研发,自主研发一系列深度引擎数字芯片及多种专用感光模拟芯片并实现 3D 视觉传感器产业化应用的少数企业之一,是市场上为数不多能够提供核心自主知识产权 3D 视觉感知产品的企业, 也是全球少数几家全面布局六大 3D 视觉感知技术(结构光、iToF、双目、dToF、 Lidar 以及工业三维测量)的公司。

奥比中光于 2015 年定制开发了第一代用于结构光 3D 视觉传感器的深度引擎芯片 MX400,并于 2017 年、2018 年推出了第二、第三代深度引擎芯片 MX6000、MX6300,公司的新一代深度引擎芯 片 MX6600 也已处于量产流片中。此外,奥比中光研发的 iToF 感光芯片正处于待量产中,同时正在研发 AIoT 数字算力芯片、dToF 感光芯片的技术储备。

在光学研发方面,奥比中光逐渐向难度更高的微纳光学方向发展,主要有两个研 发方向,一是高性能 DOE,目前已量产塑料材质的 DOE,正在进行玻璃材质 DOE 的技术储备;二是光波导,正在研发当中,作为技术储备。

在算法研发方面,奥比中光对于底层算法,公司制定了算法 IP 化、算法平台化双向技术路线,对已有算法不断进行优化与迭代。目前公司已量产结构光深度引擎算法、iToF 深度引擎算法、双目深度引擎算法,算法均实现了芯片 IP 化,同时这三种底层算法仍在不断优化与迭代以进行技术储备。对于应用算法,公司面向多元化市场需求,找准行业痛点,攻克共性关键应用算法,已商用骨架跟踪、图像分割、三维重建、机器人 SLAM 等算法,算法均可以实现在不同平台进行落地, 正在开展扫地机 SLAM、大场景三维重建、实景导航等算法的技术储备。

截至报告期末,全球已掌握核心技术并实现百万级面阵 3D 视觉传感器量产的公司仅有苹果、微软、索尼、英特尔、华为、 三星和奥比中光等少数企业。

不过需要指出的是,奥比中光基于 iToF 技术的 3D 视觉传感器在 2020 年末刚上市推出,dToF、Lidar 技术于 2019 年布局,目前仍处于在研阶段,新技术平均研发周期 2-3 年左右。 同行业中主要竞争对手索尼、三星、华为已基于 iToF 或 dToF 技术推出产品并得 到应用,Lidar(激光雷达)作为自动驾驶核心传感器之一,国内外多家企业也已发布产品。公司的 iToF、dToF、Lidar 等技术的研发及上市滞后于主要竞争对手。

在市场方面,自 2015 年底量产以来,奥比中光已先后服务全球超过 1,000 家客 户及众多的开发者,包括 OPPO、蚂蚁集团、捷普、牧原、中国移动、Matterport、 贝壳如视、江博士等行业龙头。

具体来说,消费电子市场是 3D 视觉感知技术最大的应用领域之一。奥比中光在2018年为OPPO旗舰手机 Find X 提供了前置 3D 结构光技术,在2020年5月为魅族旗舰手机 17 Pro 提供了后置 ToF 系统解决方案。2021年3月,又为魅族 5G 旗舰新机 18 Pro 提供 ToF 一站式量产方案。目前,奥比中光还在加快屏下 3D 视觉感知技术方案、增强型 ToF 技术方案等技术研发,解决手机、平板 3D 视觉感知能力从硬件系统设计、量产制造到应用开发与落地的 一系列难题。

在生物识别市场中,公司是该领域先行的硬件及解决方案提供商之一。在金 融支付领域,早在 2017 年公司便为支付宝提供硬件支撑,2018 年助力支付宝率 先实现了线下 3D 刷脸支付的大规模商用;2019 年,公司又与中国银联共建“3D 视觉联合实验室”,推动 3D 视觉感知技术在金融领域的应用创新。公司线下支 付 3D 视觉传感器及设备出货量超百万台,占有较大市场份额。在新兴的 3D 人 脸智能门锁、门禁行业,公司与凯迪仕、德施曼等头部门锁企业达成合作并实现 量产上市,并针对智能门锁的功耗、FOV、算法等需求持续优化,增强在该领域的技术和成本优势。

在 AIoT 市场中,公司已服务全球超过 1,000 家客户,在 3D 空间扫描、服务 机器人等场景形成较为成熟的规模化应用。在 3D 空间扫描领域,公司为 Matterport、贝壳如视的网上 VR 看房提供 3D 视觉感知技术,并为惠普 Sprout Pro 一体机提供 3D 视觉传感器。在服务机器人领域,公司是国内主要 3D 视觉传感器提供商,Jabil(捷普)、优必选等头部机器人企业均是合作客户。

在工业市场中,公司拥有多项核心技术,覆盖汽车工业、航空航天、土木工 程等 10 多个学科领域的科研、教学、生产和在线检测场景,其中 2019 年推出的Tube Qualify 三维光学弯管检测系统是具有自主知识产权的弯管零件光学 3D 检 测系统,并成为全球三大汽车弯管生产企业之一日本三樱的设备供应商。

3D视觉赋终端以眼 市场规模直达千亿

究竟什么是3D视觉感知技术?打个比方,如果说语音感知交互能力是机器人的“嘴巴”和“耳朵”,AI决策分析能力是机器人的“大脑”,那么3D视觉感知能力就是机器人的“眼睛”。

随着科技的发展,未来各种智能硬件(终端)将成为类“机器人”。人类约70%的信息是通过人眼感知获取的,未来的机器人也将和人类一样,大量信息都将通过3D视觉感知获取。3D视觉感知可以让终端获取更多精准的三维信息,助力终端更好地看懂三维世界。

2017年,苹果十年之作iPhone X首次将搭载3D结构光技术的“Face ID”解决方案带入大众视野;次年,国内手机厂商OPPO率先把3D结构光技术搭载在高端旗舰Find X系列,惊艳四座;到2020年,新冠疫情突如其来,改变人们工作、生活方式的同时,亦再次催化3D视觉感知“非接触式”应用的滲透……

3D视觉感知可以做到的,比我们想象的更多。

过去,在自动化的生产中采用的是2D视觉技术,虽然2D图像能够提供固定平面内的形状及纹理信息,但现实世界是三维的,2D成像技术无法提供AI算法实现精准识别、追踪等功能所需的空间形貌、位姿等信息,于是就有了3D视觉的兴起。相较于2D,3D视觉对环境光变化不敏感,精度和可靠性更高,可以检测快速移动目标并获得形状、颜色对比度、空间坐标等信息。

以工业应用举例,无论是物件条码识别拣放、产品质量检测、外观尺寸测量,还是传动设备追踪定位等,均离不开机器视觉技术,3D视觉已成为工业自动化设备的“眼睛”。

随着消费电子、汽车等精密制造行业对精度要求不断提高,以及Face ID、刷脸支付、无人便利店等发展,未来数以亿计的终端都将成为越来越智能的类“机器人”,拥有语音感知交互能力(“嘴巴”和“耳朵”)、视觉感知交互能力(“眼睛”),以及各种AI决策分析能力(“大脑”)。

人类约70%的信息是通过人眼感知获取的,未来的机器人也将和人类一样,大量信息都将通过视觉感知获取。可以预见,未来十年,视觉感知交互能力将成为智能终端的核心底层能力,赋能机器像人类一样看懂三维世界。

调研机构Yole此前发布的全球3D成像和传感市场研究报告显示,预计2025年全球3D视觉感知市场规模将达150亿美元(约合超千亿元人民币),2019-2025年复合增长率约20%,3D视觉感知市场正处于规模快速增长爆发前期。

其中,智能手机领域的市场规模将从2019年的20.17亿美元增长至 2025年的81.65亿美元,年均复合增长率约为26%;汽车领域将从2019年的8.54亿美元增长至2025年的36.73亿美元,年均复合增长率约为28%。预计到2025 年,智能手机和汽车占总体市场规模的比例将分别达54%和25%。

文章来源:感知芯视界,智东西,芯智讯

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