三维传感技术的下游应用领域无限广阔。从3D 建模、移动支付，安全监控，已经拓展到了扫地机器人、自动驾驶、AR/VR等所有与图像识别相关的领域，机器人作为一种非常有可能走进千家万户的消费级产品，正有越来越多企业入场尝试为其加入三维传感技术，从而提升服务机器人的综合素质。

3D视觉发展的三个阶段

无论2D视觉传感器还是3D视觉传感器，作用都是获取到现实世界的精确图像数据，然后提供给计算机进行分析。

通过提高成熟度，降低成本，凭借更优性价比，3D传感器实现了“降维打击式替代”2D传感器，将发展成为机器标配的“眼睛”。

从行业未来发展角度看，根据Tractica数据，全球3D传感器和硬件子系统市场将从2017年的82亿美元增长到2025年的579亿美元，3D视觉的未来市场发展空间巨大。

相比于那些在2017年苹果公司推出Face ID人脸识别解锁该典型3D视觉应用之后进入此赛道的企业，的卢深视经历了更多3D视觉的不同发展阶段，也对不同时期行业里存在的问题或挑战有较深的感知。

3D视觉行业的起步期（2017年之前）重要问题或者说挑战是，如何将3D视觉的优势和特点介绍给行业用户。

因为作为一项新技术，行业用户不知道3D视觉能解决机器视觉领域的哪些问题，更不用说3D视觉的价值和优势了。

在中国3D视觉市场起步期，从3D视觉能够帮助机器获取更多维度的视觉信息、更多维度的视觉信息可以带来算法更多的应用这一角度，作为切入点，来突出3D视觉的优势，让行业用户快速了解3D视觉的优势，并决定使用3D视觉的技术和产品。

到了3D视觉市场成长期（2017年之后的一段时期），一些行业用户开始认可3D视觉技术和产品，这时如何将3D视觉技术和产品推广到更大的领域，则成为各3D视觉行业玩家需要面临的重要问题。

苹果在这个阶段发挥了重要的作用，因为当时（2017年）苹果发布了新款iPhone（iPhone X），上面配备Face ID功能，其中就用到了结构光3D视觉技术，这让消费者对3D视觉技术、产品接受和认知程度提高了，相应的无论是终端的应用需求还是开始做上游器件的厂商都开始增多。

目前，3D视觉行业的主要挑战是如何通过降低成本、功耗和体积，将3D视觉的产品做到真正的消费级。

新技术的新可能

在此前之所以3D技术很难拓展到一般消费级电子产品，一方面由于成本，另一方面则是因为消费级电子产品体积往往较小，三维扫描传感激光雷达也必须满足小型化、低功耗、低成本等要求，其中，仅小型化就对光学设计以及光电器件的制造与集成提出了新的且极高的要求。

同时，虽然目前3D结构光技术已日趋成熟，但新场景、新应用的不断涌现，对该技术也提出了新的挑战。例如，市场对于超广角的3D传感产品一直有着强烈的需求，但当视场角超出90°之后，整体系统的设计难度会急剧攀升（比如，Lens Shading会恶化，导致边缘部分的Relative Illumination下降严重）。

在3D视觉技术中最常见的有几类：结构光、双目和TOF。ToF是时间飞行技术（TimeofFlight）的简称，根据不同的时间测量方式，目前又存在两种ToF技术路线: iToF(间接飞行时间，indirect-ToF)和 dToF(直接飞行时间，direct-ToF)。目前市面上还主要是基于普通CMOSPD的iToF技术，市场上已推出可应用于消费电子产品dToF方案的公司只有苹果，两者存在着非常大的差别。

3D结构光模组在手机领域的市场需求潜力已经达到百亿级别，其中，苹果和华为均采用自研系统实现了三维传感技术。iPhone X的深度相机技术方案就采用的是结构光原理的深度相机，大大增强了用户应用的体验感，拓展出了更多可能性，这是该技术首次在消费电子产品中实现规模化应用。如今，这个领域随着消费级产品成本的降低，应用范围也逐步扩大到了服务机器人。

而结构光技术相比于双目和TOF发展更早，技术更加成熟可靠，大部分只需要已知一个平面距离，场景中的深度信息就可以基于参考平面计算得到。这样仅需一次成像就可得到深度信息，具备低能耗、高成像分辨率的优势，能够在安全性上实现较高保证，是目前业界非常先进的技术。

同时，一方面，结构光在数米的内的精度仍明显优于ToF；另一方面，相比于ToF技术所用的FlashProjector，结构光所采用的Dot Projector在光信号的能量密度上有着天然的优势；此外，结构光的3D解码算法对光信号强度的敏感度远低于ToF。因此，在超广角的3D解决方案中，结构光仍是性能最优的选择。

迎来更大市场

但消费级的3D结构光方案是系统耦合性非常强的技术，因此，规格的大幅提升，对各个模块都提出了很大的挑战。

经过近半年的研发，专注于3D传感及视觉AI技术的知名高新技术企业安思疆，于近日就发布了采用了单目结构光技术的Nuwa-X100系列产品。

NNuwa-X100系列产品解决了目前市面上消费级的3D结构光方案的两大难题。首先，其能将横向视场角扩展至100°，纵向视场角扩展至75°，对角视场角扩展至110°，相比与其之前的产品，视场角提升了近50%，是目前已知视场角最大的单目结构光产品；同时，使用距离范围仍能达到>4m。

其次，安思疆CEO、光学专家李安也介绍道，安思疆不但从算法和光学系统设计上对传统结构光技术做了深度的优化，还对各个关键光学元器件（例如，DOE，TX Lens, RX Lens等）进行了优化设计，同时也应用了安思疆独有的新一代模拟引擎对整体方案进行了模拟，最终克服诸多困难，各项设计指标均达到预期，实现一次研发成功。

如上图所示，两张深度图均在相同距离拍摄，从对比中可以非常明显地看出，相比于目前成熟的广角85°的Nuwa-X40L，全新的110°的超广角Nuwa-X100的3D感测范围得到了很大的提升，将助力客户实现产品性能的进一步提升。

据了解，该系列产品预计在2022年年初实现量产。

愿景和未来

深圳市安思疆科技有限公司 (Angstrong Tech.)是一家专注于3D传感及视觉AI技术的高新技术企业。公司成立以来，已获得力合科创基金、清控金信资本、复星资本、红星美凯龙产业基金、鸿泰国微基金、联新资本、炼金术资本、布谷资本、杭州复林创投等机构的数亿元投资。公司在消费级3D视觉领域实力尤其强劲，不断引领行业进步。

未来，安思疆将持续深耕3D传感及视觉AI技术，进一步加大在研发和市场等方面的投入，为手机、金融支付、机器人、智能门锁门禁、AR/VR、车载等众多领域赋能。

安思疆致力于成为3D传感领域国际一流厂商，目前正处于高速发展时期，欢迎各类优秀人才加入，共同探索技术和产品的极限，为行业的发展添砖加瓦。

文章来源： 机器人 大讲堂，智东西