《金基研》天涯/作者 杨起超 时风/编审

3D视觉被认为是“人工智能终端的眼睛”。3D视觉传感器能够让智能终端具备3D视觉感知能力,从而使得智能终端由“看清世界”到“看懂世界”进化。经过近十余年的起步、发展,3D视觉感知行业即将迎来快速增长时期,生物识别、AIoT、消费电子、工业三维测量、汽车自动驾驶等是其主要应用领域。奥比中光科技集团股份有限公司(以下简称“奥比中光”)把握2D视觉向3D视觉跃迁的时代契机,深耕3D视觉感知领域多年,持续推进3D视觉感知技术在各行业、各应用场景的推广和落地。

在客户资源方面,奥比中光积累了一批行业龙头客户,且在一些细分行业逐步成为行业客户的标配产品。同时,奥比中光在生物识别、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。作为国内率先开展3D视觉感知技术系统性研发,并实现百万级面阵3D视觉传感器量产的少数企业之一,奥比中光是市场上为数不多能够提供全套自主知识产权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视觉感知技术路线的公司。随着人工智能、物联网和5G技术的加速普及,奥比中光的未来发展值得期待。

一、下游应用场景不断拓展及渗透,行业市场规模持续增长

3D视觉被认为是“人工智能终端的眼睛”,3D视觉感知是人工智能和物联网时代的关键基础共性技术。当万物互联时代来临,视觉是人类感知世界、获取信息最重要的入口,未来世界3D感知应用将无处不在。

近年来,随着国家各政府部门不断出台支持政策,商业成熟度不断提高,3D视觉感知行业的市场规模持续增长,应用场景关注度和认可度不断提升。

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,3D视觉感知技术及产品已在消费电子(中期市场)、生物识别、AIoT、工业三维测量、汽车应用(长期市场)等多个领域实现了推广应用,产业链日趋完善。

在生物识别领域,3D人脸识别技术主要应用于3D刷脸支付及3D门锁门禁;在AIoT领域,3D视觉感知技术在AIoT领域的应用包括3D空间扫描、服务机器人、AR交互、人体/动物扫描、智能农牧、智慧交通、安防行为识别、体感健身等;在消费电子领域,除智能手机外,3D视觉感知技术还广泛适用于平板、电脑、电视等多种终端设备;在工业领域,3D视觉感知主要应用于三维扫描、微小形变测量、弯管角度测量分析、工业机器人的定位与导航等方面;在汽车领域,3D视觉感知技术在汽车领域的应用主要分为车外和车内应用,其中车外应用包括自动驾驶及辅助驾驶360度3D环视、车外身份识别等,车内应用包括驾驶员检测以及车内交互。

目前,奥比中光已具备3D视觉感知产业链上游环节中传感器模组生产商的能力,iToF感光芯片处于待量产阶段;在产业中游,奥比中光具备完整的3D视觉感知方案商的能力;在产业下游,奥比中光已经具备了各类应用算法的能力。

值得一提的是,根据Gartner新兴技术成熟度曲线图的分析,3D视觉感知逐渐步入大规模产业化前的重要发展阶段,正不断探索潜在的细分领域应用,寻找潜在的增长爆点。

随着5G技术的推广普及,人工智能和物联网应用将迎来快速发展,推动视觉技术加速从2D成像向3D视觉感知跨越,成为各行各业智能化升级的关键共性技术。同时,随着未来成本的下降和技术不断成熟,3D视觉感知应用领域将更加多样化且行业渗透率更高,3D视觉感知行业面临良好市场机遇。

二、坐拥优质客户资源,在多领域实现具有代表性商业应用

全球3D视觉感知市场近年来刚刚兴起,奥比中光凭借出色的产品研发能力、百万级的产品量产保障及快速的服务响应能力,成为全球3D视觉传感器重要供应商之一,并在产业链方面形成了先发优势。

在客户资源方面,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,包括蚂蚁集团、OPPO、捷普、中国移动、Matterport、牧原股份、贝壳如视、江博士等行业龙头。

近年来,奥比中光持续拓展应用场景、打造应用生态,将3D视觉感知产品应用于“衣、食、住、行、工、娱、医”等领域,在消费电子、生物识别、AIoT、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。

在消费电子市场中,消费电子是3D视觉感知技术最大的应用领域之一。

在智能手机前置视觉传感器方面,2018年奥比中光为OPPO旗舰手机FindX提供3D结构光技术,使其成为继苹果iPhoneX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。

在智能手机后置视觉传感器方面,2020年5月奥比中光为魅族旗舰手机17Pro提供ToF系统解决方案,为其带来优化的3D深感探测性能;2021年3月,奥比中光为魅族5G旗舰新机18Pro提供ToF一站式量产方案,底层硬件设计满足ToF产线的一站式标定与每小时产出要求,提升了产品良率。

在生物识别市场中,奥比中光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年奥比中光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,奥比中光又与中国银联共建“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。奥比中光线下支付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,奥比中光与凯迪仕、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,奥比中光已服务全球超过1,000家客户,在3D空间扫描、服务机器人等场景形成相对成熟的规模化应用。

在3D空间扫描领域,奥比中光为Matterport、贝壳如视的网上VR看房提供3D视觉感知技术,并为惠普SproutPro一体机提供3D视觉传感器。

在服务机器人领域,奥比中光是国内主要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。

在工业三维测量市场中,奥比中光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。

值得一提的是,在一些细分行业,奥比中光的产品逐步成为行业客户的标配产品,一旦选用了其产品,客户在硬件结构设计及软件算法调试方面都需进行专项适配,形成一定的客户粘性。

同时,与各行业头部客户建立的良性合作关系,也反向推动奥比中光产品的升级迭代,同时极大促进了其对各细分行业的深度理解,进而定义出更适合行业需求的产品。

此外,由于3D视觉感知技术正处于行业应用的初期,很多龙头客户与奥比中光合作共同进行风险开发,并优先选择成熟产品实现大规模量产,从而进一步拉大奥比中光与竞争对手的差距。

综上,奥比中光拥有诸多优质客户资源,与各行业头部客户建立了良性合作关系,并在消费电子、生物识别、AIoT、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。

三、百万级规模生产能力凸显量产优势,3D视觉感知新产品持续孵化拓展

3D视觉传感器的构造精密,生产工艺复杂,量产难度高,能否实现大规模量产是衡量一家企

业是否全面掌握3D视觉感知技术的核心评价指标之一。

作为行业的先行者,奥比中光于2015年成功实现了3D视觉传感器量产;2018年成功突破百万级量产交付;2020年自建工厂投产,打破了苹果、微软、英特尔等公司的垄断,成为全球为数不多可以量产消费级3D视觉传感器的企业。

截至2022年6月30日,奥比中光系全球已掌握核心技术并实现百万级面阵3D视觉传感器量产的少数企业之一。奥比中光自建工厂已于2020年7月投产,为支撑大规模需求增长提供了有力保障。

目前,奥比中光通过自研工艺设备实现了自动化程度超过80%,产品的整体良率达到99%。高良率不仅意味着在一定程度上降低成本,更意味着奥比中光对产品研发各个环节有着深入、系统性地理解,确保产品量产的一致性。

报告期内,奥比中光提供的3D视觉感知技术方案已覆盖智能手机、智能电视、医保核验支付、智能门锁、线下零售、智能交通、家庭娱乐、服务机器人、VR房屋、智慧农牧、管件3D检测等应用场景,其中在智能手机、线下零售领域已率先实现百万级出货量,奠定了先发优势。

此外,为保持市场领先地位,进一步扩大市场占有率,奥比中光持续推出领先新产品。

2021年12月,奥比中光正式发布iToF技术生态首款标品相机Femto,专为AIoT领域多元开发需求而设计。同步发布的,还有奥比中光首款算法SDK Orbbec Pose,可适配Femto相机完成一系列基于人体骨骼算法的3D应用开发。

2022年4月,奥比中光正式发布高性价比开发板Zora E1,进一步完善其3D视觉开发板硬件产品线,赋能AIoT领域多元3D视觉应用开发。Zora E1是小型化、高品质智能视觉算力平台的理想选择,具备可靠的硬件稳定性,并且高度适配奥比中光3D传感摄像头,支持多配件扩展,包括支持802.af标准POE模块、可拓展更换EMMC模块等,实现各种网络终端设备对接。

2022年4月,TCL智能家居正式发布搭载奥比中光第三代刷脸门锁解决方案的新品“真3D人脸识别猫眼锁X10”。这也是继TCL与奥比中光在2021年联合打造3D人脸锁X7/X7S后,双方进一步加深合作联合开发新款旗舰智能锁。

2022年4月,奥比中光正式发布行业首款户外强光深度相机D-Light。D-Light是奥比中光针对户外场景打造的3D结构光深度相机,解决了户外强光下成像困难的痛点,可在10万Lux(照度)条件下实现完整清晰成像,赋能景区、校园、加油站、公共交通等户外刷脸支付及人身核验应用。

D-Light是奥比中光在长期投入的刷脸支付战略方向上的一款里程碑式产品,搭载了奥比中光自研新型结构光ASIC芯片MX6600,整体芯片性能相比上代芯片提升150%,凭借高效全能的产品方案,弥补了行业在户外强光这一关键应用场景下的技术缺失,推动3D结构光技术赋能金融零售全场景。

2022年10月,奥比中光正式推出工业级高精度视频引伸计XTDIC-VG系列新品,广泛适用于材料力学性能应用领域,为非接触式材料应变测试提供先进的解决方案。新品可实现单相机2.5D超大尺寸测量,最高满足0.2级精度标准,创下国产视频引伸计精度的“新高度”。

四、研发人员中硕博学历占比达40%,核心技术人员实力过硬

高质量的人才是创新的源泉。经过多年积累,奥比中光组建了一支以光学测量为基础,芯片设计、算法等多学科交叉的优秀核心团队。

截至2022年6月末,奥比中光拥有研发人员630人,占员工总人数的比例达58.99%。其中,博士学历47人(含24名博士后),占比7.46%;研究生学历205人,占比32.54%;本科学历334人,占比53.02%。

同时,奥比中光研发人员中国家级人才计划1名、广东省珠江人才7名、各类深圳市高层次人才18名。

值得一提的是,奥比中光研发团队的核心带头人黄源浩、肖振中、梅小露为核心技术人员。上述三人均履历亮眼实力强劲。

奥比中光创始人黄源浩先生,博士学位,是国际知名光学测量专家、国内3D视觉感知技术领域的领军人才,曾先后在香港理工大学、加拿大瑞尔森大学、香港中文大学及麻省理工学院SMART中心从事光学测量相关的博士后研究,入选国家千人计划,作为负责人主持国家级、省级及市级等科研项目10项,参与出版专著两部,在OpticsLetters等著名期刊发表论文20余篇。作为主要技术发明人累计申请专利359件,授权专利142件。

奥比中光联合创始人、首席技术官肖振中,博士学位,曾在新加坡南洋理工大学从事博士后研究,2011年11月被聘为西安交通大学机械工程学院博士讲师,参与国家863项目1项(项目副组长),参与国家自然科学基金项目1项,参与制定国家标准“锻压制件及其模具光学三维几何量检测规范”,在国内外知名刊物上发表学术论文10余篇。作为核心人员参与国家级、省级及市级等科研项目近10项,作为主要技术发明人累计申请专利328件,授权专利129件。

奥比中光芯片研发负责人梅小露,硕士学位,2018年10月荣获全国十佳新锐领军程序员,拥有超过15年的芯片设计开发工作经验,主持设计的“MX6300深度引擎芯片”荣获2020年第十五届“中国芯”优秀技术创新产品。作为主要技术发明人累计申请专利20件,授权专利7件,作为核心成员参与国家重点研发专项、省重大专项、市级政府科研项目等3项。

以核心技术人员为基础,奥比中光组成了光机电、算法以及芯片等专业技术团队,成员多数拥有海内外知名大学教育背景,具有很强的全球视野。核心团队成员大多具有十多年的实战经验,对3D视觉感知技术有深刻的理解,形成了奥比中光的核心人才优势和特色。

雄厚的技术实力保障了奥比中光在市场竞争中的优势地位。

五、“深度+广度”布局技术体系为创新注入活力,掌握3D视觉感知核“芯”技术

在持续提升自身技术研发实力的基础上,奥比中光从深度与广度两个维度,构建了“全栈式技术研发能力+全领域技术路线布局”的技术体系,掌握3D视觉感知核“芯”技术。

在技术深度上,全栈式指的是涵盖系统设计、芯片设计、算法研发、光学系统、软件开发、量产技术等底层核心技术,基本覆盖了产品从设计、研发到制造的全周期研发流程。

在系统设计方面,奥比中光结合3D视觉基础理论以及应用场景需求,通过器件级与系统级的建模和仿真,自主设计了3D视觉传感器、消费级应用设备以及工业级应用设备等系统。

在芯片设计方面,奥比中光已设计并量产几款深度引擎芯片,iToF感光芯片也即将量产,在研dToF感光芯片、结构光专用感光芯片以及AIoT算力芯片,同时掌握了数字芯片与模拟芯片的研发能力。

在算法方面,奥比中光研发了结构光算法、双目匹配算法、iToF深度解算滤波等底层算法,还研发了面向下游应用的体感交互、图像分割、三维重建、VSLAM等应用算法以及面向工业级应用的相机标定、动态变形解算等算法。

在光学设计方面,奥比中光自主研发了结构光、iToF、dToF、Lidar等的整机光学系统以及应用于整机系统中的模组,比如激光投影模组、光学成像模组等。

在软件开发方面,奥比中光已自主研发了包括中间件、SDK、固件及驱动、工业级软件平台等核心软件。

在量产技术方面,奥比中光已研发标定与对齐、自校准与补偿等多类核心设备及关键技术。

通过对产品研发过程中全栈式技术进行深入钻研,奥比中光掌握各个环节底层关键技术,可以实现对各个环节技术进行联动优化,从而实现整机系统性能的提升。

在技术广度上,奥比中光基于不同应用场景对3D视觉感知技术要求不同的现状,制定了全领域技术路线布局,梯次开展包括结构光、iToF、双目、dToF、Lidar以及工业三维测量等六种主流3D视觉感知技术路线的研发布局。

截至目前,结构光、iToF、双目、工业三维测量已量产相关产品,自有的iToF感光芯片也进入待量产阶段,dToF、Lidar相关产品正在研发。

全领域技术路线布局可以让奥比中光更合理地利用与分配资源以服务更多的行业,如可以共享部分底层技术以及上层应用技术;此外不同技术路线之间的研发可以相互促进以实现协同发展,推动单一技术实现更优发展。

由此,奥比中光形成系统开发、芯片设计、算法研发、光学设计、软件开发、量产技术等全栈式核心技术,打通从底层产品关键技术、量产关键技术到上层应用的技术能力。

截至2022年6月末,奥比中光累计申请专利共1,307个(其中发明专利771个),软件著作权91个;累计获得专利568个(其中发明专利227个),累计获得软件著作权89个。其中,2022年1-6月,奥比中光新增发明专利51个。

当前,全球正处于人工智能时代的初级阶段,为新一代企业的成长提供了无比广阔的空间。作为3D视觉感知整体技术方案的提供商,奥比中光将继续聚焦3D视觉感知的底层核心技术,聚焦产业链、创新链、价值链的最核心环节,希望成为行业中技术最全面、最先进的引领者之一。