随着2D成像逐步向3D视觉感知升级，3D视觉感知市场处于规模快速增长的爆发前期。根据法国市场研究与战略咨询公司Yole发布的《2021全球3D成像和传感市场研究报告》，2020年全球3D成像和传感市场价值约67亿美元，将在一两年内实现软增长。随着汽车和工业等市场的腾飞带来强劲的增长，预计在2026年市场规模将达到150亿美元，2020-2026年复合年增长率为14.5%。

在AI的快速发展下，3D视觉的应用也日渐广泛。这场2D视觉转向3D视觉的升维革命，使得智能制造/机器人、自动驾驶、AR/VR、SLAM（同步定位与建图）、无人机、三维重建、人脸识别等的应用得到了质的提升。

今天我们将走进3D视觉的世界，了解其视界有何不同。

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3D视觉技术是什么？

简单来说，3D视觉技术即是通过3D摄像头采集视野内空间每个点位的三维座标信息，通过算法复原，获取三维立体成像，它能真正反映物体和环境的状态，也更接近人类的感知模式，不会轻易受到外界环境、复杂光线的影响，也可解决以往二维视觉安全性较差的问题。

▲图源网络

目前，3D视觉技术领域里，有以下几种主流视觉方式：

双目视觉

双目视觉技术是目前应用较为广泛的 3D 视觉系统，它的原理就像我们人的两只眼睛，用两个视点观察同一景物，以获取在不同视角下的感知图像，然后通过三角测量原理计算图像的视差，来获被测物的三维信息。由于双目技术原理简单，不需要使用特殊的发射器和接收器，只需要在自然光照下就能获得三维信息，所以双目技术具有系统结构简单、实现灵活和成本低的优点。不过，双目技术的劣势是算法复杂、计算量大，光照较暗或者过度曝光的情况下效果差。

结构光

结构光是先将激光散斑投射到目标物体，再由摄像机采集物体表面反射的信息，再根据光信号的变化计算出物体位置和深度信息，实现模型重建。由于3D结构光技术既不需要用很精准的时间来测量，又解决了双目中匹配算法的复杂度和鲁棒性问题，所以具有计算简单、测量精度较高的优势。

TOF（Time-of-Flight）光飞行时间法

TOF通过光线在空中传播的时间来计算距离，即通过专用传感器捕捉近红外光从发射到接收的飞行时间，以此来判断并计算物体的距离信息，再结合相机拍摄，将物体的三维轮廓呈现出来。多用于远距离测量，比如VR、汽车自动驾驶等，但其分辨率低，不能精密成像且成本高。

激光三角测量法

激光三角测量法基于光学三角原理，根据光源、物体和检测器三者之间的几何成像关系来确定空间物体各点的三维坐标。通常用激光作为光源，用 CCD 相机作为检测器，具有结构光技术3D视觉的优点，精准、快速、成本低。不过由于根据三角原理，被测物体越远，在 CCD 上的位置差别越小，所以激光三角测量法在近距离下的精度很高，但是随着距离越来越远，其测量的精度会越来越差。

整体来看，四种3D视觉技术各有所长。如远距离应用可采用TOF，而近距离则可采用3D结构光技术，现市面上部分手机的人脸识别功能便是采用的结构光技术。

▲四种视觉技术效果对比

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3D视觉无处不在

赋能终端看懂世界

据悉，当前大部分人脸识别产品及方案采用的都是二维人脸识别比对技术，其受外界环境的影响大，且光照条件、拍摄角度、遮挡这些因素都会影响到二维人脸识别的准确率。同时其防伪能力较弱，对于安全性要求较高的领域，其难以满足需求。

3D视觉技术的发展及应用，让安防行业更安全、更智能。其无需与被测物件接触，对光照具有较强的稳定性，可适应场景的光照变化，具有较高的精确度和即时性，在安防监控领域的应用愈发重要。其不仅仅是提升“刷脸”准确率，而是让智能终端等设备更好地看“懂”世界。

随着技术的逐渐成熟， 3D刷脸门锁/门禁、闸机、人证比对管理系统、三维人脸盒子、三维网络摄像机、三维人像多维数据管控通道、三维人像结构化智能分析应用服务器等多样产品及解决方案逐渐丰富起来。并在智能家居、智能安防、智慧交通、智慧金融等领域发挥重要作用，堪称赋能产业创新的最大推力。此外，在汽车电子、工业测量、智能物流等领域，也可看见3D视觉的身影。

3D视觉感知技术的应用从工业级场景到消费级场景发展，目前拓展至生物识别、AIoT、消费电子、工业三维测量等多个领域。未来，随着技术的迭代创新、产业链的完善、成本持续的降低等，3D视觉感知技术将具备更强大的功能，拓展渗透更多场景，落地到自动驾驶汽车、数字孪生、高精密加工、AR交互等更多的应用领域。

▲国盛证券研究院

以智能家居领域为例，3D视觉可以令智能家电获得感知物体形态和距离的能力，为机器人添加一双智慧的“眼睛”，其可智能识别不同物体等；3D视觉所衍生的手势识别、骨骼识别等也可以让用户通过手势操控家电，开启智能家居的新时代。

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3D视觉技术发展面临挑战

企业差异化竞争成关键

3D视觉感知技术被认为是AIoT时代的关键基础共性技术，其技术门槛高，且涉及光、机、电、芯片、算法等多个专业，在产业链未完全成熟的情况下，需要行业早期探索者打造全面的技术能力，从底层零部件到上层应用进行全栈式重塑，研发领域广，研发难度大。此外，3D视觉感知还面临多场景、多环境、不同测量距离下的技术落地挑战。据悉，3D视觉未来至少还有十年以上的技术进步期。

加之，3D视觉的规模化商业场景并不成熟、产品定制化程度高、市场分散且碎片化，“一招鲜吃遍天”并不适用。这样的生存环境下，需要企业在一个个细分场景中摸索与开拓，寻找应用点，形成差异化。

而找寻差异化的过程极其依赖公司的研发能力，一般而言厂商可能研发了10个产品，最终打开市场的可能只是1款产品；其次是挖掘资源，开拓细分行业中的头部公司，做出标杆，从而形成聚集效应，打造差异化的过程实际上也是厂商形成行业壁垒、技术壁垒、资源壁垒的过程。而这，对企业也提出了更高要求。

7月7日，奥比中光(股票代码：688322)在上交所科创板挂牌上市，晋升“3D视觉第一股”。这也标志着奥比中光正式登陆A股资本市场，开启进军3D视觉千亿市场的新征程。毫无疑问，这对入局企业而言，创下了一个好的开端。