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3D感知新浪潮:ToF技术
《华东科技》     发布时间:2021-01-20 10:48:18.0    

|炬佑智能创始人刘洋


刘洋是复旦大学电子工程系的第一届微电子毕业生。毕业时,国内半导体规模还不大,很多毕业生都选择背井离乡、飞赴他国。如今,随着时代的发展,相对于国外的没落期,中国半导体已经进入一个大好时代,有机会对国外半导体的优势做到反转。

一路从国际半导体巨头们的技术和市场管理岗位走来,对于ToF技术,刘洋不仅有着深厚的技术积累,还有着独树一帜的想法。2017年借着产业的发展时机,刘洋携着ToF梦与志同道合的伙伴们一起回到上海,创办了上海炬佑智能科技有限公司(以下简称“炬佑智能”)。近日,创始人刘洋接受采访,分享了他的创业故事。


“被ToF产品的复杂度和有趣性所吸引”

经过两年多的发展,炬佑智能迅速从业内脱颖而出。当被问及何以能够抵达至此,刘洋笑言,“天时、地利、人和”。

作为一个在半导体业界经历过二十多年的技术人员,刘洋曾经做过上百种芯片开发,涉及MEMS(微机电系统)、DSP(数字信号处理芯片)、Audio codec(音频多媒体数字信号编/解码器)、PA(功率放大器)、图像传感器、电源、射频接收器、数字PA和optical interface(光学接口)等,碰到过无数的困难,也完成了很多重要芯片项目的攻关,但最终还是被ToF产品的复杂度和有趣性所吸引,每天都是在产品开发的乐趣中度过。

谈及ToF技术,刘洋介绍,“对于公众来说,ToF是一项新的3D视觉技术,ToF传感器是实现物联网的关键技术之一。智能家居、智能安防、智慧零售领域,ToF传感器用于识别和跟踪人体,让人类生活各方面变得更加智能;在自动驾驶/车内感知及监控/AGV领域,ToF传感器是车载激光雷达、车内人体识别、车内手势识别的重要元器件等。而未来,ToF传感器将超越3D感知范畴,对人体生理指标、物体速度等信息进行测量,走向4D感知。”

作为3D视觉产业链上的一员,炬佑智能的成长与壮大离不开产业发展的带动,即刘洋口中的“天时”。

3D视觉较早出现在微软Kinect、英特尔RealSense等消费级产品中,并于近几年随着硬件端技术、算法与软件的不断发展,精度和实用性大幅提升,“3D深度相机+手势/人脸识别”得以具备了大规模进入移动智能终端的基础,因此苹果大规模采用结构光技术就彻底激活了3D视觉市场,开启了新时代。

三年来,炬佑智能的技术团队发展很快,现在已经有70多个成员,主要来自国际芯片大厂 ,包括TI、ADI、海思、NXP等公司。刘洋本人也在TI、ADI做过多年,有很多成员也都是过去很熟悉的工作伙伴。所以,整个团队的战斗力很强,也很稳定。此外,团队成员也覆盖了包括芯片、模组,光学、应用算法等技术领域。

炬佑智能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。

刘洋提到,本土公司对国内市场的判断更准确,更理解本土客户的心理,策略会向本土客户倾斜,便宜而且反应迅速,拥有很高的性价比,可以全方位支持客户,这是国外厂商不容易做到的。


独树一帜,打造研发闭环

“久负盛名的大厂往往只专注于核心Sensor部分,而我们炬佑智能就是要坚定不移地走系统联动方向,这里面有技术层面的原因。举个例子,拍照会出现过曝或者欠曝情况,为了解决它们,传统相机提供的选择就是调快门和光圈。但是如果采用炬佑的ToF技术,我们就可以有第三种解决办法——调发光,这样就更为灵活,整体解决方案也会有更多的可能性,比如我可以把pattern做到发光模块里面,采取发光编码调制等方案,我可以不仅在空间域,也可从时间域处理。”

刘洋谈到,从系统的角度整体去做,炬佑智能不仅具备完全的解决方案能力,在不断深挖的过程中,我们发现它还能够为很多现有技术不能解决的问题提供可行方案,走向创新。

ToF方案的关键瓶颈当属传感芯片,刘洋认为,ToF玩家以做不做芯片可以划分为两种类型。第一类以索尼、松下、三星为代表,有自己的芯片产品;第二类则玩家众多,涉足芯片之外的其他业务(模组、算法、系统、应用等)。

炬佑智能兼顾两者的优势,成立之初立足于芯片研发,为了进一步打开市场,开始向其他业务拓展。这使炬佑智能形成了独到的优势:比第二类公司更了解ToF,比第一类公司更懂系统和应用。这样的研发闭环,也有利于发现市场上的应用需求,及时推进内部芯片迭代。

站在系统层面分析问题、解决问题始终是创新的关键。此外,软件算法、校正能力等也是影响方案品质的关键,刘洋表示,会以全局、长远的眼光面对竞争,也会与顶尖算法公司合作。尽管在底层技术方面形成了一定的积累,但是需逐渐向应用层拓展,高性能和上市时间同样重要。


模拟半导体未来可期

谈及行业的发展情况,刘洋有着自己的观点,他认为,3D传感和ToF技术都处于起步阶段,将来整个市场和技术发展潜力巨大。现在,不管是ToF技术还是其应用都处于萌芽期,而且很多ToF技术的性能评估还属于静态状态。

下一步则是怎么能把ToF 3D感知做得更动态,在动态感知的前提下,将ToF传感器和3D感知的精度提高。然后是更智能的传感器,也就是说实现动态感知的前提,需要一些大量的算法处理。

最终阶段是ToF传感器与其他传感器的融合。我们认为3D感知的智能化,一方面来自传感器本身的智能化,第二方面是处理的智能化,第三方面是光源的智能化,第四方面则是和其他传感器融合后的智能化。

“模拟电路的难点是我们一直谈到工匠精神,必须要有一定的年数,才能真正的把电路做得更好,一般至少要五年到十年。炬佑智能成立两年多,虽然不乏超过十五年工程开发经验的人才团队,但是还是需要时间去打磨产品,精益求精、不断学习和成长。”刘洋说。

他透露,近期,炬佑智能将针对主要应用推出高精度人脸识别模块、高精度箱体和体积识别模块,可以覆盖20米的长距检测模块等。同时,炬佑智能也将开放ToF系统开发实验室,与各行业伙伴一起紧密合作开发更多的ToF应用产品。



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