Pico和炬佑智能辛勤耕耘于ToF技術的沃土

一提起Pico（公司全稱：北京小鳥看看科技有限公司，簡稱“小鳥看看”，品牌名稱：“Pico”），大家首先聯(lián)想的產(chǎn)品就是體驗感超強的VR（虛擬現(xiàn)實）一體機——好玩，有趣，又炫酷。其實，Pico于2017年開始布局3D視覺的核心黑科技，創(chuàng)立了飛行時間（ToF）深度感知技術品牌：Pico Zense。Pico Zense創(chuàng)立之初，選擇了高通（Qualcomm）、亞德諾（ADI）、歌爾股份等國際知名企業(yè)作為戰(zhàn)略合作伙伴，迅速推出3D ToF深度感知相機，多款產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)。

上海炬佑智能科技有限公司（以下簡稱“炬佑智能”）自創(chuàng)建之初就致力于以ToF技術為核心的智能應用方案開發(fā)。炬佑智能創(chuàng)始人劉洋先生曾擔任瑞士Heptagon全球副總裁，美國亞德諾（ADI）亞洲市場與技術總監(jiān)，美國德州儀器（TI）芯片開發(fā)經(jīng)理等，核心研發(fā)團隊均來自于國際一流半導體跨國企業(yè)。炬佑智能不僅提供ToF圖像傳感器芯片，還能提供完整的系統(tǒng)解決方案，其產(chǎn)品在掃地機器人、服務機器人、無人機、智能安防、VR和AR（增強現(xiàn)實）、智能手機得到了應用。

Pico和炬佑智能，兩家背景不同的企業(yè)，卻同樣耕耘于ToF技術的沃土。他們用什么的視角來看待ToF技術的過去、現(xiàn)在與未來？麥姆斯咨詢邀請了炬佑智能首席執(zhí)行官（CEO）劉洋先生和Pico（小鳥看看）美國商務開發(fā)副總楊洪濤先生參與“對話”！

炬佑智能CEO劉洋（左）、Pico（小鳥看看）美國商務開發(fā)副總楊洪濤（右）

麥姆斯咨詢：感謝炬佑智能首席執(zhí)行官（CEO）劉洋先生和Pico美國商務開發(fā)副總楊洪濤先生受邀參與“對話”。首先，請兩位向大家簡單介紹企業(yè)定位和主要產(chǎn)品，謝謝！

劉洋：大家好！首先多謝麥姆斯咨詢的邀請，也非常感謝多年來麥姆斯咨詢對炬佑智能的大力支持。炬佑智能作為一家智能傳感芯片和系統(tǒng)的科技產(chǎn)品開發(fā)公司，我們專注于智能傳感芯片和系統(tǒng)，特別是ToF芯片和系統(tǒng)的創(chuàng)新和開發(fā)。通過團隊及合作伙伴的不懈努力，炬佑智能已發(fā)布了一系列ToF芯片產(chǎn)品，包括100 x 100像素、240 x 200像素、QVGA，很快將發(fā)布高精度VGA和更具創(chuàng)新力的百萬級分辨率的動態(tài)ToF產(chǎn)品；并且為了實現(xiàn)高性能動態(tài)ToF系統(tǒng)，我們已推出業(yè)界首款全智能發(fā)光驅(qū)動芯片，并計劃在年內(nèi)推出智能ToF控制芯片等，從而成為業(yè)內(nèi)獨有的ToF全系統(tǒng)芯片提供商。除了芯片產(chǎn)品以外，為了更好地為客戶服務，我們已經(jīng)整合和建立了全方位系統(tǒng)能力。在芯片產(chǎn)品的基礎上，同時提供支持各類應用的模塊方案和提高ToF性能的算法，更優(yōu)化的光學器件及平臺系統(tǒng)。

楊洪濤：大家好！Pico的產(chǎn)品一直以來是集中在VR產(chǎn)品上。過去五年，我們的VR產(chǎn)品，無論是主打觀影、輕交互的G系列，還是旗艦Neo系列，都獲得了市場一致好評，市場占有率做到了中國第一。AR產(chǎn)品也在積極開發(fā)之中。我們的思考是如何整合我們自己在硬件系統(tǒng)、軟件算法、生態(tài)服務上的能力，在相關領域為客戶提供更多的價值。最終我們選擇深度相機，作為我們VR/AR之外的第三條產(chǎn)品線。2016年Pico開始組建研發(fā)團隊開始投入，2017年發(fā)布兩款產(chǎn)品，2018年開始出貨，2019年實現(xiàn)被多個行業(yè)重點客戶design-in（設計導入）并開始量產(chǎn)。

麥姆斯咨詢：就ToF核心元器件的研發(fā)而言，炬佑智能選擇的是自研ToF圖像傳感器芯片，從底層起搭建ToF解決方案的“大廈”；而Pico則直接采購國際知名廠商的ToF圖像傳感器芯片。請你們談談各自的ToF產(chǎn)品戰(zhàn)略規(guī)劃！

楊洪濤：對方案的選擇，主要考慮了我們的目標市場、我們的技術能力，還有芯片廠商的技術特點。我們采用ToF芯片方案，首先是基于我們對ToF技術的理解和對ToF優(yōu)勢的認可；其次就是我們對我們選擇的ToF芯片廠商特點的認可。相對而言，我們的方案更容易被商業(yè)和工業(yè)客戶所接受，比如擁有比較高的分辨率，可以探測比較遠的距離，同時具有廣泛的場景適用性。過去兩年以來，我們推出兩款標準設計產(chǎn)品、八款定制產(chǎn)品，幾百家客戶進行了評估和導入。由此我們建立了廣泛的客戶關系，在約十種重要應用場景中進行了持續(xù)的改善，進行了硬件、算法和系統(tǒng)的優(yōu)化。我認為，在對客戶應用場景的深入理解基礎上提供差異化的貼心產(chǎn)品，是我們贏得信任的基礎；加上我們優(yōu)秀的供應鏈伙伴，強大的海外營銷團隊，使我們獲得了國內(nèi)、美國、歐洲、日本的不同行業(yè)客戶的訂單。我們會沿續(xù)這個理念，繼續(xù)調(diào)整產(chǎn)品規(guī)劃，比如增加工業(yè)級產(chǎn)品，提供某些場景的整套方案，通過全球范圍內(nèi)的營銷做成該領域的全球一線品牌。

劉洋：我們ToF產(chǎn)品規(guī)劃的主要目標是實現(xiàn)Intuitive Sensing（直觀感知）和dynamic ToF（動態(tài)ToF）。基于這個目標，我們很早就確定了pulse ToF（脈沖ToF）的技術路線，并在這個路線上不斷開發(fā)新的技術和方案。其中包括單獨的ToF接收和發(fā)射調(diào)制系統(tǒng)，及不斷創(chuàng)新的全系統(tǒng)架構。我們的ToF開發(fā)不只是停留在傳感器層面，而是從系統(tǒng)和應用出發(fā)，進行全系統(tǒng)的創(chuàng)新，其中包括傳感器、發(fā)光控制和全系統(tǒng)的底層算法控制等。我們在兩年的時間內(nèi)已經(jīng)申請了超過百項的各類專利，并且會在近期加速創(chuàng)新和專利申請。

麥姆斯咨詢：楊總，中美貿(mào)易戰(zhàn)是否會對Pico從國外廠商采購ToF圖像傳感器芯片造成阻力？Pico是否考慮過和國內(nèi)ToF圖像傳感器芯片廠商合作開發(fā)？或者說，炬佑智能是否是你們的潛在合作伙伴？

楊洪濤：Pico在美國、歐洲、日本都有分公司，所以我們肯定會尊重美國的貿(mào)易條款。目前，我們的芯片伙伴主要來自美國和日本，客戶來自全球，在采購和銷售上沒有遇到直接的阻力。我們只會選擇有最優(yōu)條件的伙伴，比如有的伙伴性能最優(yōu)，另外一家伙伴價格最優(yōu)，還有的伙伴服務最優(yōu)，但不一定需要全方位最優(yōu)。針對我們的客戶群變化，我們會調(diào)整合作方。我們會關注各家進展，無論是國內(nèi)還是國外的供應商。

麥姆斯咨詢：炬佑智能是一家業(yè)務覆蓋了從ToF芯片到ToF系統(tǒng)的企業(yè)，這種業(yè)務模式是否會給只需要采購ToF圖像傳感器芯片的客戶帶來困擾？比如，客戶擔心炬佑智能的ToF系統(tǒng)或解決方案業(yè)務會與客戶自己的業(yè)務有所沖突。

劉洋：我們很期待與Pico這樣杰出的系統(tǒng)開發(fā)商緊密合作，一起推動ToF產(chǎn)品和市場的成長。我們做的ToF系統(tǒng)開發(fā)，只是基于ToF系統(tǒng)芯片的底層系統(tǒng)方案開發(fā)，主要是為系統(tǒng)客戶服務，支持系統(tǒng)客戶更快更好地開發(fā)系統(tǒng)方案，加速實現(xiàn)市場價值。

麥姆斯咨詢：Pico和炬佑智能都在為VR和AR應用布局3D ToF深度解決方案。請兩位談談VR和AR應用對3D ToF深度解決方案的要求、面臨的主要問題及相應的對策。

楊洪濤：ToF用于VR/AR上，主要挑戰(zhàn)是FOV（視場角）、耗電，還有精度。這幾個方向的改善很重要，不僅提升用戶體驗，還帶來新的應用。所以，ToF產(chǎn)品在激光器效率、傳感器效率、光學器件的設計上，都有不少指標需要改善。這些改善都比較難，不是單一維度的改善，往往都是系統(tǒng)性的平衡，并且需要比較大的資源和資金投入。

劉洋：在VR/AR方面，我們已與國內(nèi)外相關客戶進行產(chǎn)品開發(fā)合作?？赡苁怯捎趪釼R/AR開發(fā)更加成熟的原因，我們與國外世界級品牌商的合作更密切。我們得到反饋是3D ToF在VR/AR中的需求是很迫切的，主要是用于避障、定位和一些高精度的3D感知實現(xiàn)。但國外客戶還是面臨許多問題，這也是他們即使已經(jīng)有一些國外ToF供應商，還在積極與我們開展相關開發(fā)的原因之一。其主要問題是在多種環(huán)境下的ToF精度不一致和劣化問題，多路徑干擾及多ToF系統(tǒng)的優(yōu)化問題。我們也在各類復雜環(huán)境中的ToF精度提高及多ToF系統(tǒng)優(yōu)化上不斷創(chuàng)新，其中包括提出相關調(diào)制的動態(tài)化和multi-view dynamic ToF（多視圖動態(tài)ToF）方案等。我們也期待與Pico等國內(nèi)VR/AR產(chǎn)品的領先企業(yè)緊密合作。

麥姆斯咨詢：如果要聊聊ToF技術的“前世今生”，能否請劉總為讀者分享下ToF技術的起源、發(fā)展和現(xiàn)有狀態(tài)？

劉洋：作為一個在半導體業(yè)界經(jīng)歷過二十多年的技術人員，我曾經(jīng)做過上百種芯片開發(fā)，涉及MEMS（微機電系統(tǒng)）、DSP（數(shù)字信號處理芯片）、Audio codec（音頻多媒體數(shù)字信號編/解碼器）、PA（功率放大器）、圖像傳感器、電源、射頻接收器、數(shù)字PA和optical interface（光學接口）等，碰到過無數(shù)的困難，也完成了很多重要芯片項目的攻關，但最終還是被ToF產(chǎn)品的復雜度和有趣性所吸引，每天都是在產(chǎn)品開發(fā)的樂趣中度過。ToF技術并不是一項新技術，而是大自然中的一種基本現(xiàn)象，早在一百年前已經(jīng)被開發(fā)出來，但最初只在高端科學研究中被使用，并在高精度顯微鏡和宇宙測量中被廣泛應用。在2010年前，ToF技術的優(yōu)勢因當時半導體技術的局限而沒有被充分發(fā)揮；而在近幾年，隨著半導體技術的進步，特別是發(fā)光器件性能的大幅提高，ToF技術的優(yōu)勢逐漸體現(xiàn)出來。同時，隨著近期對3D應用的迫切需求，ToF越發(fā)成為一項必不可少的技術，也將是5G和IoT相關大量智能應用的核心。因為ToF技術可以與半導體的集成化和技術進化成比例演進，我們預測ToF技術性能還會大幅度提高，ToF技術會成為各種智能產(chǎn)品更加智能化的關鍵。炬佑智能將會持續(xù)專注ToF技術開發(fā)和創(chuàng)新，全方位支持和服務于各類智能系統(tǒng)客戶。

麥姆斯咨詢：楊總負責美國商務業(yè)務開發(fā)，對國外的3D ToF市場很熟悉，能否談談ToF技術在中國和美國發(fā)展情況的差異？

楊洪濤：在中國，人臉識別、安全與支付是很大、很有特色的市場需求，有很大比例來自政府推動與非常激進的應用創(chuàng)新思路。在海外，我主要指歐美，這方面的市場需求是沒有那么強烈的。歐美地區(qū)主要是以技術作為出發(fā)點，并且傾向于對技術細節(jié)做很好的了解和評估之后，再界定應用的范疇，并且涉及很多當?shù)胤ㄒ?guī)（比如舊金山禁止人臉識別），還涉及傳統(tǒng)行業(yè)的融合（比如工業(yè)化應用，接口與標準）。我覺得，中國與美國的不同，對Pico而言是很好的機會，我們既鍛煉了自己快速響應場景定制的能力，同時在海外對技術底層精細打磨，也給我們在工業(yè)市場帶來了聲譽和市場機會。

麥姆斯咨詢：3D ToF深度解決方案在消費、工業(yè)、汽車、醫(yī)療等幾大領域都有廣泛的應用前景，請你們談談你們最看好的兩種具體應用及市場規(guī)模！

劉洋：的確，3D ToF應用極其廣泛，基本可以覆蓋各類主要智能產(chǎn)品的應用。談到代表性的市場，手機已迅速成為ToF技術的最大市場。國內(nèi)外的主要智能手機廠商已經(jīng)全面導入ToF技術，將達到每年幾億部的出貨量，市場規(guī)模超過10億美元，并且有可能出現(xiàn)多ToF系統(tǒng)。除了手機以外，機器人特別是掃地機器人這類市場將也會超過千萬級的出貨量，每臺機器人和掃地機器人都會安裝一顆和多顆ToF傳感器，這個市場規(guī)模也將是過億美元級別的。

楊洪濤：很多應用場景，但有些我們Pico暫時也沒有主力去做?？紤]到我們眼前的機會，主要提兩種應用：國內(nèi)我們主要看好人臉識別，國外看好工業(yè)應用。在國內(nèi)，未來3年，人臉支付市場做到三、五百萬的年出貨量是可能的；海外工業(yè)應用市場過于分散，我沒有特別好的數(shù)據(jù)，就我們Pico而言，海外的年增長實現(xiàn)翻倍是沒有問題的。

麥姆斯咨詢：3D ToF深度解決方案離不開硬件（3D ToF模組）與軟件（算法）的完美配合。在你們看來，3D ToF深度解決方案的成敗，硬件和軟件各占多少比例？Pico和炬佑智能如何努力實現(xiàn)軟硬件的完美結(jié)合？請結(jié)合你們這幾年的開發(fā)經(jīng)歷，分享寶貴經(jīng)驗。

楊洪濤：硬件是基礎，主要的新增投入是軟件。這個取決于我們在哪里做分割，首先承認Pico沒法做到完全滿足客戶的軟件需求，我們會在不同行業(yè)做不同程度的軟件服務。舉例來講，銀行支付類客戶基本上不需要我們做什么識別類軟件，而那些特殊場景的客戶則希望我們做完整的軟件給他們。除了自己做軟件，我們還與獨立的算法公司合作，大家優(yōu)勢互補一起服務客戶。

劉洋：我們認為硬件和軟件的創(chuàng)新在ToF開發(fā)中都很重要。有些應用軟件的開發(fā)是起爆應用的核心；同時硬件又是軟件開發(fā)的基礎，沒有好的硬件，即使有再好的軟件開發(fā)能力也不可能達到客戶的指標需求。從我們本身芯片和系統(tǒng)開發(fā)的角度看，我們會更關注于硬件的優(yōu)化和基于系統(tǒng)理解的硬件設計創(chuàng)新，從而為應用系統(tǒng)開發(fā)公司的軟件開發(fā)提供堅實的底層硬件和系統(tǒng)平臺。另外，ToF系統(tǒng)與傳統(tǒng)意義的電學系統(tǒng)不同，是一個復雜的光學和電學的集合系統(tǒng)，在硬件方面，光學系統(tǒng)的優(yōu)化至關重要。炬佑智能擁有一支全面的光學系統(tǒng)測試和系統(tǒng)設計團隊，并已建成國際一流的光學檢測實驗室，可以支持距離10米以上和超過3層樓高度的超大規(guī)模光學實驗和超大FOV矯正，致力于服務客戶的各類系統(tǒng)定制化需求。

麥姆斯咨詢：兩位對人工智能（如深度學習）與3D ToF解決方案的關系如何看待？如何利用人工智能賦能ToF應用？

劉洋：現(xiàn)在已經(jīng)進入人工智能全面應用的時代，基本上任何新技術的開發(fā)都需要引入人工智能的方法和理念，ToF開發(fā)也必須導入人工智能的相關技術。炬佑智能在ToF開發(fā)中已經(jīng)引入一些人工智能的方法，比如對特定ToF性能的優(yōu)化需要通過深度學習對相關數(shù)據(jù)做特性值的提取，還有在深度點云優(yōu)化中應用了貝葉斯算法等。

楊洪濤：對于人工智能（AI），我覺得AI不一定要知道ToF還是結(jié)構光，AI僅僅需要的是干凈、準確的點云。我注意到基于深度信息的機器學習、人工智能已經(jīng)在大學里開始展開，也有很多論文發(fā)表。所以，在終端進行本地計算和處理，直接給出智能化的輸出，已經(jīng)是今后的趨勢。我們發(fā)布的AIR CAMERA就是集成了高通智能系統(tǒng)芯片QCS605的ToF模組，本地可以跑很多算法和應用，無線連接到服務器。

麥姆斯咨詢：近期，我們觀察到以索尼為代表的領先消費電子廠商推出了集成交互式投影功能的智能音箱，請談談你們對基于ToF技術與MEMS微鏡的交互式投影的看法，未來市場前景如何？

楊洪濤：這是很有意思的應用，其實多年前已有類似的概念，不過今天可能會做得更好。人們也逐漸認識到手勢，認識到3D傳感，慢慢地會有更多人愿意做早期嘗試者。這個市場對于ToF本身而言，只是我們眾多市場的一部分，我們把它看成一個窄窄的且很深的市場。Pico在CES 2019發(fā)布了一款類似的產(chǎn)品，叫AIR LIGHT，但是做成了臺燈而不是音箱的形式，可以觸控，可以投影，吸引了很多客戶、媒體和投資人的興趣。

AIR LIGHT交互式投影游戲

劉洋：SONY在多年前已經(jīng)演示過相關方案，這是一個很好地體現(xiàn)ToF技術優(yōu)勢的應用演示。與結(jié)構光和雙目等3D系統(tǒng)相比，ToF的優(yōu)勢在于識別更遠的距離、更快的識別速度和更強的識別率，是個天然的適合交互式投影的解決方案，未來市場的潛力也是巨大的。

麥姆斯咨詢：5G時代即將來臨，ToF技術與5G技術結(jié)合，會出現(xiàn)哪些令世人期待的應用？請楊總和劉總分享你們的看法和預測！

劉洋：5G技術的來臨將會進一步起爆ToF技術的應用。5G技術會大幅加速傳感數(shù)據(jù)的傳輸和接收，同時會推進大量產(chǎn)業(yè)的智能化革命，其中的一個主要革新是3D技術的大量應用。ToF技術作為3D傳感技術的核心，將會被全面導入各類智能應用，包括機器人、VR/AR、汽車、智能監(jiān)控、工業(yè)檢測、智能手機等。ToF將無所不在。

楊洪濤：5G和ToF的結(jié)合，就在我們的AR產(chǎn)品中。ToF技術作為設備感知的一部分，實現(xiàn)AR對環(huán)境的掃描、識別和互動。當然，還有很多可以設想的有趣應用，比如監(jiān)控的全面3D化、地圖的3D化、游戲的3D化等。

麥姆斯咨詢：今年，Pico和炬佑智能是否有新品發(fā)布？如果有，請向大家介紹一下新品計劃和主要應用領域。謝謝！

楊洪濤：預計在不久的將來，我們的下一代VR一體機旗艦產(chǎn)品Neo 2就會與大家見面，目標是做到全球性能最領先的VR一體機之一，主要面向B端行業(yè)客戶和C端游戲玩家。

劉洋：炬佑智能一直在持續(xù)推出新的芯片和系統(tǒng)產(chǎn)品。今年已經(jīng)推出業(yè)內(nèi)首款全功能智能ToF發(fā)光驅(qū)動芯片，將會在近期推出高性能VGA ToF芯片及ToF系統(tǒng)智能控制芯片，并已經(jīng)在開發(fā)下一代高精度高動態(tài)ToF芯片，還將針對主要應用推出高精度人臉識別模塊、高精度箱體和體積識別模塊，可以覆蓋20米的長距檢測模塊、機器人系統(tǒng)模塊和multi-view dynamic ToF（多視圖動態(tài)ToF）系統(tǒng)模塊等。炬佑智能也將開放ToF系統(tǒng)開發(fā)實驗室，與各行業(yè)伙伴一起緊密合作開發(fā)更多的ToF應用產(chǎn)品。

炬佑智能3D人臉建模

麥姆斯咨詢：兩位都將參加今年9月3日將在上海舉行的『第二十六屆“微言大義”系列活動：3D視覺技術與應用（消費領域）』，你們能提前透露下您的演講要點嗎？ToF業(yè)界都很期待！

劉洋：我們將會介紹dynamic ToF（動態(tài)ToF）和Intuitive Sensing（直觀感知），與大家一起探討高精度高動態(tài)ToF芯片和系統(tǒng)的實現(xiàn)方案。期待與大家一起交流和學習！

楊洪濤：我們將會介紹Pico Zense產(chǎn)品的場景化定制，全球市場開拓的進展，以及在應用端面臨的挑戰(zhàn)。