奧比中光研究報(bào)告：3D視覺感知龍頭下游應(yīng)用待百花齊放

奧比中光研究報(bào)告：3D視覺感知龍頭，下游應(yīng)用待百花齊放1.從2D到3D，智能化升級(jí)1.13D視覺感知，給機(jī)器裝上“人眼“3D視覺感知是人工智能和物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的關(guān)鍵基礎(chǔ)共性技術(shù)。人類有70%以上的信息是通過眼睛獲取，對(duì)于機(jī)器而言，視覺感知也是其“智能化”升級(jí)的重要基礎(chǔ)。3D相機(jī)相當(dāng)于具備人眼的感知能力。傳統(tǒng)的2D圖像僅能夠提供紋理（色彩）信息，無法提供實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)識(shí)別、追蹤等功能所需的空間形貌、幾何尺寸、位姿等信息。3D成像讓每一個(gè)像素除x、y軸數(shù)據(jù)外，還有z軸(深度/距離)數(shù)據(jù)。3D視覺感知技術(shù)基于3D視覺傳感器采集的信息，在同步提供2D圖像的同時(shí)，還能夠?yàn)锳I算法及算力提供視場(chǎng)內(nèi)物體的深度、形貌、位姿等3D信息。圍繞著人體、物體、空間掃描一圈，就能得到點(diǎn)云圖和精準(zhǔn)的“1:1”還原的3D模型。從2D到3D,應(yīng)用更加廣泛。在消費(fèi)電子領(lǐng)域，在智能終端設(shè)備上搭載3D視覺傳感器可以使其具備3D人臉識(shí)別解鎖、沉浸式交互、體感交互等能力；在生物識(shí)別領(lǐng)域，通過在線下支付終端、智能門鎖/門禁等設(shè)備上搭載3D視覺傳感器可以實(shí)現(xiàn)更安全、更精準(zhǔn)的3D刷臉支付和解鎖；在AIoT領(lǐng)域，3D視覺傳感器可以被搭載在3D空間掃描設(shè)備、服務(wù)型機(jī)器人、AR/VR設(shè)備等終端上以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)2D相機(jī)無法實(shí)現(xiàn)的功能，例如三維重建、避障導(dǎo)航等；在工業(yè)三維測(cè)量領(lǐng)域，3D視覺感知技術(shù)可以被用來實(shí)現(xiàn)微米級(jí)的工業(yè)掃描、工業(yè)檢測(cè)等功能。自動(dòng)駕駛汽車、工業(yè)機(jī)器人、醫(yī)療等更豐富的應(yīng)用領(lǐng)域也正在探索。目前主流3D視覺感知技術(shù)包括結(jié)構(gòu)光、iToF、雙目、dToF、Lidar、工業(yè)三維測(cè)量等。不同應(yīng)用領(lǐng)域或場(chǎng)景對(duì)3D視覺的測(cè)量范圍、測(cè)量精度、尺寸和功耗等性能要求均不同。目前較為主流的三大路線為結(jié)構(gòu)光、ToF（包括iToF及dToF）及雙目。其中，雙目技術(shù)和結(jié)構(gòu)光都采用三角法（Triangulation）。從當(dāng)前技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)品應(yīng)用來看，結(jié)構(gòu)光和ToF方案因其使用便捷，效果較好，成本較低等優(yōu)點(diǎn)而最具前景。1）雙目技術(shù)（StereoCamera）：

原理：利用三角測(cè)距法計(jì)算被測(cè)物體到相機(jī)的距離。從兩個(gè)相機(jī)觀察同一物體，被觀測(cè)物體在兩個(gè)相機(jī)中拍攝到的圖像中的位置會(huì)有一定位置差。這個(gè)位置差稱為視差，被攝物離相機(jī)越近，視差就越大；距離越遠(yuǎn)，視差就越小。在已知兩個(gè)相機(jī)間距等相對(duì)位置關(guān)系的情況下，即可通過相似三角形的原理計(jì)算出被攝物到相機(jī)的距離。特性：實(shí)現(xiàn)方式比較簡(jiǎn)單，比較接近人類的感知。較大的缺點(diǎn)是不能很精準(zhǔn)地提取到深度數(shù)據(jù)。比如沒有辦法通過雙目知道某物體距離我們幾米或者幾厘米遠(yuǎn)。雙目立體成像系統(tǒng)在場(chǎng)景缺乏特征時(shí)，還經(jīng)常會(huì)受到性能下降的困擾，因此未被應(yīng)用在智能手機(jī)成像中。例如在面對(duì)墻壁平坦光滑的表面的情況下，立體成像系統(tǒng)捕獲的3D信息通常不完整或不準(zhǔn)確。應(yīng)用：立體視覺在10米以外的遠(yuǎn)程傳感應(yīng)用中表現(xiàn)極佳，例如大疆等公司提供的消費(fèi)級(jí)無人機(jī)和梅賽德斯、捷豹和斯巴魯?shù)溶囆椭械那耙旳DAS攝像頭。2）結(jié)構(gòu)光（StructuredLight）：

原理：是一種主動(dòng)雙目視覺技術(shù)。每個(gè)結(jié)構(gòu)光相機(jī)包括兩個(gè)基本組件：一個(gè)紅外激光投射端和一個(gè)紅外攝像頭。其基本思路是將已知的結(jié)構(gòu)化圖案投影到被觀測(cè)物體上，這些結(jié)構(gòu)化圖案將根據(jù)物體的幾何形狀和拍攝距離而發(fā)生相應(yīng)的形變。紅外攝像頭從另一個(gè)角度進(jìn)行觀察，通過分析觀測(cè)圖案與原始圖案之間發(fā)生的形變，可以得到圖案上各像素的視差，再根據(jù)相機(jī)的內(nèi)外參恢復(fù)出深度。特性：對(duì)比雙目可以得到準(zhǔn)確的距離信息，僅需一次成像就可得到深度信息，具備低能耗、高成像分辨率的優(yōu)勢(shì)，能夠保證較高安全性，因此被廣泛應(yīng)用于人臉識(shí)別和人臉支付等場(chǎng)景。但結(jié)構(gòu)光技術(shù)識(shí)別距離較短，只適用于近距離，大約在0.2米到1.2米之間，使其應(yīng)用局限于手機(jī)前置攝像。應(yīng)用：結(jié)構(gòu)光技術(shù)一直是1米以內(nèi)短距離傳感的首選方案。典型應(yīng)用案例如蘋果iPhone將其用于前置面部識(shí)別。3）飛時(shí)測(cè)距（ToF：Time-of-Flight）：

原理：通過測(cè)量光飛行的時(shí)間來計(jì)算距離。ToF傳感器給到光源驅(qū)動(dòng)芯片調(diào)制信號(hào)，調(diào)制信號(hào)控制激光器發(fā)出高頻調(diào)制的近紅外光，遇到物體漫反射后，接收端通過發(fā)射光與接收光的相位差或時(shí)間差來計(jì)算深度信息。主要可分為dToF1和iToF2。特性：識(shí)別距離可達(dá)到0.4米到5米。技術(shù)具備抗干擾性強(qiáng)、FPS刷新率更高的特性，在動(dòng)態(tài)場(chǎng)景中能有較好表現(xiàn)。ToF技術(shù)深度信息計(jì)算量小，對(duì)應(yīng)的CPU/ASIC計(jì)算量也低，因此對(duì)算法的要求更低。ToF的技術(shù)缺點(diǎn)在于3D成像精度和深度圖分辨率相對(duì)較低，功耗較高等，但相比結(jié)構(gòu)光及雙目技術(shù)，其適配范圍更廣，從近距離覆蓋到了更遠(yuǎn)的遠(yuǎn)距離，并且也可以提取到很準(zhǔn)確的深度信息。應(yīng)用：ToF主要用于中程測(cè)距。2019-2020年，iToF被應(yīng)用于來自華為、三星和LG等廠商的Android手機(jī)的背面，主要用于拍照。dToF方面，蘋果在其智能手機(jī)中采用了dToF方法。此外，dToF是LiDAR中已經(jīng)采用的技術(shù)（如Velodyne、Innoviz、Ibeo、Hesai和RoboSense等公司的產(chǎn)品）。1.2全球市場(chǎng)預(yù)計(jì)26年達(dá)到近150億美元隨著2D成像逐步向3D視覺感知升級(jí)，3D視覺感知市場(chǎng)處于規(guī)?？焖僭鲩L的爆發(fā)前期。根據(jù)YoleDéveloppement，2020年全球3D成像和傳感市場(chǎng)規(guī)模約68億美元，并將在一兩年內(nèi)實(shí)現(xiàn)軟增長，預(yù)計(jì)到2026年將增長至近149億美元，CAGR為14.0%。細(xì)分來看，3D傳感下游最大應(yīng)用為消費(fèi)電子，預(yù)計(jì)到2026年將占整個(gè)3D成像和傳感市場(chǎng)的46%，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到近68億美元，2020-2026年CAGR約為15%。汽車為增速最快的下游應(yīng)用，預(yù)計(jì)到2026年將占整個(gè)3D成像和傳感市場(chǎng)的21%，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到31億美元，2020-2026年CAGR約為26%。結(jié)構(gòu)光、ToF和Lidar技術(shù)更能滿足消費(fèi)電子和汽車自動(dòng)駕駛的場(chǎng)景應(yīng)用需求，預(yù)計(jì)未來占比進(jìn)一步提升。這三類技術(shù)目前應(yīng)用占比已高于其他3D視覺感知技術(shù)。未來隨著消費(fèi)電子和汽車自動(dòng)駕駛市場(chǎng)的增長，這三類技術(shù)的市場(chǎng)占比會(huì)進(jìn)一步提升。2.能力全面的3D視覺傳感國內(nèi)龍頭奧比中光成立于2013年，3D視覺感知技術(shù)位列全球第一梯隊(duì)。公司在國內(nèi)率先開展3D視覺感知技術(shù)系統(tǒng)性研發(fā)；是自主研發(fā)一系列深度引擎數(shù)字芯片及多種專用感光模擬芯片并實(shí)現(xiàn)3D視覺傳感器產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的少數(shù)企業(yè)之一；是市場(chǎng)上為數(shù)不多能夠提供核心自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)3D視覺感知產(chǎn)品的企業(yè)；是全球少數(shù)幾家全面布局六大3D視覺感知技術(shù)的公司。截至2021年末，全球已掌握核心技術(shù)并實(shí)現(xiàn)百萬級(jí)面陣3D視覺傳感器量產(chǎn)的公司僅有蘋果、微軟、索尼、英特爾、華為、三星和奧比中光等少數(shù)企業(yè)。海內(nèi)外名校背景、年輕有為的核心技術(shù)人員。公司核心技術(shù)人員畢業(yè)于北京大學(xué)、新加坡國立大學(xué)、西安交通大學(xué)、新加坡南洋理工大學(xué)、中科院等知名海內(nèi)外院校，在學(xué)術(shù)界或業(yè)界均已經(jīng)有所建樹，且均為80年左右出生，年輕有為。公司已經(jīng)進(jìn)行了多次股權(quán)激勵(lì)，截至上市前設(shè)立了15個(gè)員工持股平臺(tái)，目前股權(quán)激勵(lì)覆蓋超過300核心員工。600+人研發(fā)團(tuán)隊(duì)，申請(qǐng)專利超1000項(xiàng)，比肩科技巨頭。截至2021年末，奧比中光擁有員工1024人，其中研發(fā)人員占比63%，研發(fā)人員共計(jì)643人，其中300人進(jìn)行底層研發(fā)，包括芯片設(shè)計(jì)和核心算法開發(fā)。截至2021年12月31日，公司累計(jì)申請(qǐng)專利1,190項(xiàng)，其中中國發(fā)明專利693項(xiàng)、美國專利27項(xiàng)、PCT140項(xiàng)；取得授權(quán)專利471項(xiàng)，其中中國發(fā)明專利授權(quán)167項(xiàng)、美國專利授權(quán)9項(xiàng)。成立近十年，公司已經(jīng)積累了各行各業(yè)頭部客戶。自2015年底量產(chǎn)以來，公司已先后服務(wù)全球超過1,000家客戶及眾多的開發(fā)者，包括OPPO、螞蟻集團(tuán)、捷普、牧原、中國移動(dòng)、Matterport、貝殼如視、江博士等行業(yè)龍頭。為OPPO旗艦機(jī)FindX定制開發(fā)前置結(jié)構(gòu)光3D傳感器，使其成為繼蘋果iPhoneX后全球第二款量產(chǎn)超百萬臺(tái)搭載3D視覺傳感器的智能手機(jī)；為螞蟻集團(tuán)定制開發(fā)超百萬臺(tái)應(yīng)用于線下支付的3D視覺傳感器；為Matterport、貝殼如視等定制開發(fā)實(shí)現(xiàn)房屋3D掃描功能的3D視覺傳感器；為全球三大汽車彎管生產(chǎn)企業(yè)之一日本三櫻提供三維光學(xué)彎管檢測(cè)系統(tǒng)等。奧比中光在上市前已經(jīng)過6輪融資，投資方包括多家知名投資機(jī)構(gòu)。2.1從結(jié)構(gòu)光起步，全技術(shù)路線布局技術(shù)廣度特點(diǎn)——全領(lǐng)域技術(shù)路線布局。奧比中光從結(jié)構(gòu)光技術(shù)發(fā)展起步，逐步布局其他3D視覺感知技術(shù)。梯次開展包括結(jié)構(gòu)光、iToF、雙目、dToF、Lidar以及工業(yè)三維測(cè)量等六種主流3D視覺感知技術(shù)路線的研發(fā)布局。截至目前，結(jié)構(gòu)光、iToF、雙目、工業(yè)三維測(cè)量已量產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品。目前收入絕大部分以結(jié)構(gòu)光技術(shù)產(chǎn)品為主。基于iToF技術(shù)的3D視覺傳感器在2020年末剛上市推出。自有的iToF感光芯片也進(jìn)入待量產(chǎn)階段。dToF、Lidar技術(shù)于2019年布局，目前仍處于在研階段。預(yù)計(jì)新技術(shù)平均研發(fā)周期2-3年左右。同行業(yè)中主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手索尼、三星、華為已基于iToF或dToF技術(shù)推出產(chǎn)品并得到應(yīng)用，Lidar（激光雷達(dá)）作為自動(dòng)駕駛核心傳感器之一，國內(nèi)外多家企業(yè)也已發(fā)布產(chǎn)品。公司處于追趕階段。搭建“研發(fā)中臺(tái)+業(yè)務(wù)板塊前臺(tái)”組織架構(gòu)，助力更高效的研發(fā)及商業(yè)化。由研發(fā)中臺(tái)收集業(yè)務(wù)線需求并提煉出底層共性核心技術(shù)攻關(guān)點(diǎn)，集中資源進(jìn)行研發(fā)，將研發(fā)成果交付各業(yè)務(wù)線應(yīng)用，業(yè)務(wù)線則直接面向客戶，基于底層核心技術(shù)快速為客戶定制相應(yīng)產(chǎn)品與方案。2.2全棧式技術(shù)研發(fā)能力，覆蓋全周期技術(shù)深度特點(diǎn)——全棧式技術(shù)研發(fā)能力。涵蓋系統(tǒng)設(shè)計(jì)、芯片設(shè)計(jì)、算法研發(fā)、光學(xué)系統(tǒng)、軟件開發(fā)、量產(chǎn)技術(shù)等底層核心技術(shù)，基本覆蓋了產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、研發(fā)到制造的全周期研發(fā)流程。3D視覺感知產(chǎn)業(yè)鏈中，公司技術(shù)能力已經(jīng)覆蓋上、中、下游。上游：公司目前已具備傳感器模組生產(chǎn)商的能力，iToF感光芯片處于待量產(chǎn)階段；中游：具備完整的3D視覺感知方案商的能力；下游：已經(jīng)具備了各類應(yīng)用算法的能力。未來基于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，公司將不斷探索產(chǎn)業(yè)鏈各核心環(huán)節(jié)，為各類客戶研制出滿足行業(yè)需求的產(chǎn)品。3.應(yīng)用多點(diǎn)開花，入局固態(tài)激光雷達(dá)3.13D視覺傳感器貢獻(xiàn)7成以上收入奧比中光目前提供三大類產(chǎn)品：

3D視覺傳感器：2019-2021年收入占比超過70%。由深度引擎芯片、深度引擎算法、通用或?qū)Ｓ酶泄庑酒Ｓ霉鈱W(xué)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)及固件等組成的精密光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，可以采集并輸出“人體、物體和空間”的三維矢量信息。消費(fèi)級(jí)應(yīng)用設(shè)備：基于3D視覺傳感器的功能特點(diǎn)，結(jié)合特定消費(fèi)級(jí)場(chǎng)景應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)并開發(fā)的一體化設(shè)備產(chǎn)品；

工業(yè)級(jí)應(yīng)用設(shè)備：面向工業(yè)領(lǐng)域高精密檢測(cè)、測(cè)量需求，應(yīng)用工業(yè)三維測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)并開發(fā)的一體化成套設(shè)備。3D視覺傳感器是主要由激光投影模組、光學(xué)成像模組、深度引擎芯片以及其他電子器件、結(jié)構(gòu)件等組成的系統(tǒng)級(jí)產(chǎn)品。以公司Astra系列3D視覺傳感器為例，拆分內(nèi)部結(jié)構(gòu)來看，主要分為：

1）激光投影模組：

由激光發(fā)射器、透鏡、衍射光學(xué)元件等光學(xué)元器件構(gòu)成，整體結(jié)構(gòu)通過特殊散熱以及高度集成化設(shè)計(jì)使得具備小體積、高穩(wěn)定性、高性能特點(diǎn)；

通過對(duì)激光發(fā)射器、衍射光學(xué)元件的綜合光學(xué)優(yōu)化使得衍射光束功率分布均勻、零級(jí)強(qiáng)度弱化，確保發(fā)射端可以向三維空間投射出對(duì)人眼安全且高對(duì)比度的激光散斑，以對(duì)整個(gè)三維空間進(jìn)行編碼。2）光學(xué)成像模組：包括感光芯片、定制濾光片以及成像透鏡等主要器件；

通過設(shè)計(jì)與發(fā)射端光源波長一致的窄帶濾光片可以大幅降低環(huán)境光影響從而提升成像質(zhì)量；感光芯片用于接收由三維空間物體反射回的空間編碼信息，并輸入到深度引擎芯片進(jìn)行計(jì)算。3）深度引擎芯片：

內(nèi)部固化了深度引擎算法，可以在接收到感光芯片的空間編碼信息后進(jìn)行實(shí)時(shí)的深度解算以輸出3D數(shù)據(jù)，與傳統(tǒng)的通用處理器調(diào)用算法進(jìn)行深度計(jì)算相比，深度引擎芯片具備更快的計(jì)算效率以及更精確的計(jì)算能力，是實(shí)現(xiàn)3D視覺傳感器由實(shí)驗(yàn)室走向量產(chǎn)、產(chǎn)品化的核心。3D視覺感知技術(shù)產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)包括深度分辨率、深度幀率、視場(chǎng)角、測(cè)量范圍、精度、功耗等。1）深度分辨率/DepthResolution：體現(xiàn)了3D視覺傳感器每一幀3D圖像中包含的深度數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)，理論上深度分辨率越高，在視場(chǎng)角相同的前提下，傳感器可以提供測(cè)量細(xì)節(jié)越優(yōu)；2）深度幀率/DepthFPS：體現(xiàn)了3D視覺傳感器每一秒輸出的3D圖像幀數(shù)。理論上深度幀率越高，對(duì)動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的支持越好。3）視場(chǎng)角(H,V)/FieldofView：

體現(xiàn)了3D視覺傳感器可以覆蓋場(chǎng)景范圍，視場(chǎng)角越大，看到的范圍越大，大視場(chǎng)角需要更高深度分辨率支持。4）測(cè)量范圍/Depthrange：指3D視覺傳感器最佳工作距離，其中包括最小距離和最大距離。一般來說，測(cè)量范圍由光學(xué)系統(tǒng)的景深與算法等因素共同決定。5）精度/Accuracy：精度越高，3D數(shù)據(jù)越準(zhǔn)確。6）功耗/Powerconsumption：

決定3D視覺傳感器在不同硬件平臺(tái)的整合難度，功耗越低傳感器可以適配領(lǐng)域越廣。在使用電池設(shè)備中，其他參數(shù)固定的前提下，功耗越小，傳感器性能越優(yōu)異。從技術(shù)指標(biāo)對(duì)比來看，公司已量產(chǎn)上市的一些3D視覺傳感器產(chǎn)品與國際科技巨頭公司主要競(jìng)品在主要技術(shù)參數(shù)指標(biāo)上互有優(yōu)劣勢(shì)，產(chǎn)品性能相仿，處于可比的技術(shù)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)梯隊(duì)，與國內(nèi)公司相比則具有一定的優(yōu)勢(shì)。3.2短期看生物識(shí)別，中期瞄準(zhǔn)消費(fèi)類場(chǎng)景3D視覺感知技術(shù)最早應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，已成功實(shí)現(xiàn)向消費(fèi)級(jí)等應(yīng)用領(lǐng)域拓展。早期：最早主要用于工業(yè)設(shè)備與零部件的高精度三維測(cè)量以及物體、材料的微小形變測(cè)量等，為了滿足工業(yè)領(lǐng)域嚴(yán)苛的工作環(huán)境與高達(dá)微米級(jí)的測(cè)量精度，用于工業(yè)檢測(cè)的3D視覺測(cè)量設(shè)備一般為多種技術(shù)融合使用，致使設(shè)備成本高、體積大、功耗高，應(yīng)用普及緩慢。起步：隨著底層元器件、核心算法等技術(shù)的快速發(fā)展，3D視覺感知技術(shù)逐漸由工業(yè)領(lǐng)域向消費(fèi)級(jí)領(lǐng)域推廣。如2010年，微軟發(fā)布了第一代基于結(jié)構(gòu)光技術(shù)的3D視覺感知產(chǎn)品Kinect，用于捕捉三維空間中人體的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)通過體態(tài)的人機(jī)交互。英特爾于2013發(fā)布基于結(jié)構(gòu)光技術(shù)的產(chǎn)品RealSense，用于實(shí)現(xiàn)手勢(shì)識(shí)別、面部分析、背景移除及3D掃描等功能。谷歌于2014年公布了基于iToF技術(shù)的ProjectTango平板電腦和開發(fā)工具包，為用戶提供運(yùn)動(dòng)跟蹤、深度感知、區(qū)域建模等功能。奧比中光于2015年成功開發(fā)出3D深度引擎芯片MX400，量產(chǎn)了基于結(jié)構(gòu)光技術(shù)的消費(fèi)級(jí)3D視覺傳感器Astra，用于三維建模、骨架跟蹤、手勢(shì)識(shí)別等應(yīng)用。初級(jí)發(fā)展：隨著3D視覺感知技術(shù)的進(jìn)一步迭代與優(yōu)化，也逐漸向?qū)Τ杀?、功耗、體積等要求更加嚴(yán)格的應(yīng)用領(lǐng)域拓展，比如智能手機(jī)、移動(dòng)支付、AIoT等。如2017年蘋果發(fā)布iPhoneX，搭載了前置3D結(jié)構(gòu)光視覺傳感器，用于人臉解鎖、人臉支付等功能。這標(biāo)志著3D視覺感知技術(shù)在消費(fèi)級(jí)領(lǐng)域開始規(guī)?；占??；?D視覺感知的相關(guān)應(yīng)用如生物識(shí)別、三維重建、骨架跟蹤、AR交互、數(shù)字孿生、自主定位導(dǎo)航等應(yīng)用在消費(fèi)電子、金融、零售、餐飲、汽車、AIoT等行業(yè)落地應(yīng)用。加速增長：2018年以來，刷臉支付逐步成為一種規(guī)模應(yīng)用的支付新方式。除了刷臉支付，3D視覺傳感器在智能門鎖、3D看房等領(lǐng)域也在加速落地。3D視覺感知技術(shù)路線也越來越豐富，華為、魅族等廠商的智能手機(jī)都相繼搭載了基于iToF技術(shù)的后置3D視覺傳感器，2020年蘋果在其iPadPro及iPhone12Pro中搭建了全新的基于dToF技術(shù)的Lidar掃描儀；谷歌旗下Waymo公司搭載激光雷達(dá)及多傳感器的無人駕駛汽車已進(jìn)行多年測(cè)試，于2020年10月推出沒有安全員的無人駕駛出租車服務(wù)。大疆創(chuàng)新的無人機(jī)如PhantomPro/Pro+、Mavic2Pro/Zoom等型號(hào)產(chǎn)品搭載了雙目視覺系統(tǒng)，通過圖像測(cè)距來感知障礙物。奧比中光3D視覺感知技術(shù)產(chǎn)品2021年單年?duì)I業(yè)收入超過900萬元的應(yīng)用場(chǎng)景主要包括：生物識(shí)別領(lǐng)域的線下刷臉支付（2.6億元，占比56%）、智能門鎖場(chǎng)景（3000萬元，占比7%）；AIoT領(lǐng)域的空間掃描場(chǎng)景（2482萬元，占比5%）、服務(wù)機(jī)器人場(chǎng)景（5656萬元，占比12%）、智慧農(nóng)牧場(chǎng)景（1525萬元，占比3%）；消費(fèi)電子領(lǐng)域的智能手機(jī)場(chǎng)景（932萬元，占比2%）；工業(yè)三維測(cè)量領(lǐng)域（2145萬元，占比5%）上述主要應(yīng)用場(chǎng)景大多還處于發(fā)展期初期，增長空間較大。汽車應(yīng)用領(lǐng)域，公司還處于研發(fā)階段，未進(jìn)入商業(yè)化推廣階段。2019-2021年生物識(shí)別收入占比超過50%，其中90%+收入來自線下支付。2019-2021年，公司生物識(shí)別板塊收入分別為4.6億元、1.5億元、2.9億元，收入占比分別為78%、58%、62%。同期，線下支付收入分別為4.6億元、1.5億元、2.6億元，占到生物識(shí)別板塊幾乎所有收入。線下支付背靠螞蟻集團(tuán)，21年收入1.3億元，收入占比3成左右。2019-2021年，公司3D視覺感知產(chǎn)品最終應(yīng)用于支付寶刷臉支付應(yīng)用生態(tài)的客戶銷售收入占比分別為77.13%、51.70%和53.13%，占生物識(shí)別業(yè)務(wù)領(lǐng)域線下支付細(xì)分場(chǎng)景的收入占比分別為99.63%、92.30%和98.05%。2019-2021年，公司對(duì)螞蟻集團(tuán)的銷售收入分別為0.85億元、0.09億元和1.26億元，收入占比分別為14%、4%和27%；對(duì)阿里集團(tuán)的銷售收入分別為0.4億元、0.5億元和0.1億元，收入占比分別為7%、19%和3%。其他線下支付細(xì)分場(chǎng)景主要客戶商米科技、禾苗通信的銷售收入分別為2.1億元、0.1億元和0.5億元，收入占比分別為35%、6%和12%。2019年，受益于和螞蟻集團(tuán)的戰(zhàn)略合作，奧比中光線下刷臉出貨量超過百萬臺(tái)。3D刷臉支付為新興支付方式。起源于2018年，支付寶率先發(fā)布“蜻蜓”3D刷臉支付終端，2019年，微信和銀聯(lián)也發(fā)布相應(yīng)終端產(chǎn)品。3D刷臉無需輸入密碼即可完成支付驗(yàn)證，更為便捷高效。截至2020年末，在支付寶、微信支付、銀聯(lián)商務(wù)、拉卡拉

等第三方支付公司的積極推動(dòng)下，全國已合計(jì)完成超過百萬臺(tái)線下支付設(shè)備的鋪設(shè)。3D刷臉支付在滲透早期。更多的線下支付場(chǎng)景待滲透。便利店，無人自助場(chǎng)景（如自動(dòng)售賣機(jī)、智能快遞柜）以及部分新興的支付場(chǎng)景（如ATM/自動(dòng)取款機(jī)、醫(yī)院、學(xué)校等）。當(dāng)前滲透率較低。中國人民銀行統(tǒng)計(jì)，2021年我國聯(lián)網(wǎng)POS機(jī)數(shù)量達(dá)到3893.61萬臺(tái)，同比增長1.58%。2015年，我國智能POS機(jī)出貨量?jī)H9萬臺(tái)，2020年行業(yè)出貨量達(dá)到1500萬臺(tái)，2015-2020年期間年均復(fù)合增速超過100%。以百萬臺(tái)刷臉支付設(shè)備鋪設(shè)量計(jì)算，2020年末我國3D刷臉支付滲透率還很低。其他多個(gè)消費(fèi)類應(yīng)用市場(chǎng)均有較大成長空間。包括但不限于：3D門鎖/門禁：搭載3D人臉識(shí)別的門鎖門禁更加安全便捷。根據(jù)洛圖科技

（RUNTO），2021年中國智能門鎖市場(chǎng)規(guī)模1695萬臺(tái)，同比增長5.9%。預(yù)測(cè)2022年規(guī)模達(dá)1785萬臺(tái)，同比上升5.3%。奧比科技已經(jīng)與凱迪仕、德施曼、TCL等廠商合作，前兩家為行業(yè)份額Top3企業(yè)。據(jù)洛圖科技，2021年，小米、凱迪仕、德施曼CR3達(dá)46.6%。3D空間掃描：根據(jù)貝殼上市招股書，2019年貝殼VR看房吸引了約4.2億次線上觀看，截至2020年6月30日的前三個(gè)月，每天平均可促成約15.9萬個(gè)VR家庭展示。服務(wù)機(jī)器人：目前已實(shí)現(xiàn)落地的應(yīng)用包括掃地機(jī)器人、自動(dòng)配送機(jī)器人、引導(dǎo)陪伴機(jī)器人等，服務(wù)于家庭、餐廳、旅館、醫(yī)院等多個(gè)線下場(chǎng)景。根據(jù)億歐智庫，2020年中國商用服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模達(dá)106.4億元，同比增長83.03%，預(yù)計(jì)2025年將達(dá)到千億級(jí)別。智能手機(jī)/電視等：2017年9月以來，蘋果iPhoneX、iPhone11、iPhone12、iPhone12Pro

；安卓端包括華為Mate系列、P系列，OPPOFindX，魅族17Pro、18Pro等陸續(xù)有十余款智能手機(jī)分別在前置和后置視覺傳感器中使用結(jié)構(gòu)光和ToF技術(shù)。2020年3月，蘋果新款iPadPro平板搭載了激光雷達(dá)掃描儀；2020年4月康佳發(fā)布了APHAEA旗艦新品全球首款A(yù)I電視內(nèi)置3D視覺傳感器。奧比中光已經(jīng)與OPPO、魅族等手機(jī)展開合作。VR/AR設(shè)備等。消費(fèi)級(jí)應(yīng)用市場(chǎng)偏向于競(jìng)合關(guān)系。目前在消費(fèi)級(jí)應(yīng)用市場(chǎng)中，已開展相關(guān)技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)的主要企業(yè)包括蘋果、華為、微軟、英特爾、索尼、三星等科技巨頭企業(yè)，還包括英飛凌、瑞芯微、華捷艾米、奧比中光等企業(yè)。3D視覺傳感領(lǐng)域，國內(nèi)規(guī)模較小的創(chuàng)業(yè)企業(yè)還有的盧深視（2015年8月成立）、光鑒科技（2018年4月成立）、炬佑智能（2017年1月成立）、螳螂慧視（成立于2018年8月）、元橡科技（成立于2017年3月）等。3D視覺感知行業(yè)屬于新興行業(yè)，處于快速發(fā)展的階段，還沒有形成穩(wěn)定的競(jìng)爭(zhēng)格局，偏向于競(jìng)合關(guān)系，多數(shù)企業(yè)是基于自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)或產(chǎn)品需求進(jìn)行技術(shù)與業(yè)務(wù)布局。例如蘋果（2013年收購以色列3D傳感器公司PrimeSense）、華為、三星擁有智能手機(jī)等終端產(chǎn)品，目前大都采用自研的3D視覺感知技術(shù)方案，但不排除未來隨著產(chǎn)業(yè)鏈逐漸成熟，當(dāng)外購產(chǎn)品性能及成本更優(yōu)時(shí)會(huì)同步采用外部企業(yè)的產(chǎn)品。三星、索尼的圖像傳感器芯片也會(huì)向業(yè)內(nèi)其他企業(yè)供貨，使下游企業(yè)基于此研發(fā)面向特定應(yīng)用場(chǎng)景的傳感器產(chǎn)品。奧比中光與微軟強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，合作研發(fā)的ToF攝像頭產(chǎn)品預(yù)計(jì)2022可實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。微軟是業(yè)內(nèi)最早推出消費(fèi)級(jí)3D視覺傳感器的企業(yè)，2010年，微軟發(fā)布了第一代基于結(jié)構(gòu)光技術(shù)的3D視覺感知產(chǎn)品Kinect，用于捕捉三維空間中人體的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)通過體態(tài)的人機(jī)交互，在全球出貨量已經(jīng)超過3,500萬臺(tái)。2021年5月，奧比中光與微軟達(dá)成業(yè)務(wù)合作，與微軟聯(lián)合設(shè)計(jì)研發(fā)新的3D視覺傳感器，接入微軟Azure云計(jì)算平臺(tái)，并向微軟渠道客戶進(jìn)行產(chǎn)品銷售，首款產(chǎn)品預(yù)計(jì)于2022年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。目前微軟每年有大概5-10萬開發(fā)者用其傳感器做開發(fā)，這項(xiàng)合作將幫助奧比中光進(jìn)入微軟的開發(fā)生態(tài)，有望促進(jìn)海外銷售收入快速增長，3-5年內(nèi)海外收入占比有望提高至30-40%。3.3長期劍指汽車激光雷達(dá)3D視覺感知技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用主要分為車外和車內(nèi)應(yīng)用。車外應(yīng)用包括自動(dòng)駕駛及輔助駕駛360度3D環(huán)視、車外身份識(shí)別等；車內(nèi)應(yīng)用包括駕駛員檢測(cè)以及車內(nèi)交互。激光雷達(dá)需求端：當(dāng)前自動(dòng)駕駛處在L2向L2+、L3過渡階段，激光雷達(dá)作為智能化進(jìn)階之利器，是大部分主流車廠選擇的配置方案。汽車產(chǎn)業(yè)“新四化”即所謂的電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化和共享化。其中電動(dòng)化為基礎(chǔ)，網(wǎng)聯(lián)化可實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的收集，助力實(shí)現(xiàn)智能化出行，最終達(dá)到自動(dòng)駕駛的終極目標(biāo)。從自動(dòng)駕駛的硬件結(jié)構(gòu)來看，可分為感知層、決策層和控制層，其中感知層是前提和基礎(chǔ)。當(dāng)前自動(dòng)駕駛已經(jīng)逐步步入L2+、L3階段，對(duì)于車身周圍環(huán)境信息感知要求將明顯提高，對(duì)于除了特斯拉以外的大部分主流車廠，搭載激光雷達(dá)的配置方案是其共同選擇。激光雷達(dá)供給端：當(dāng)前激光雷達(dá)技術(shù)路徑不斷清晰，后續(xù)將更易符合車規(guī)要求，同時(shí)成本已實(shí)現(xiàn)明顯下降，加速汽車智聯(lián)化進(jìn)程。激光雷達(dá)需求確定，2022年為激光雷達(dá)量產(chǎn)元年。目前從中游激光雷達(dá)廠商的進(jìn)展情況來看，下游海外越來越多車廠選擇部署激光雷達(dá)傳感器（如寶馬、奔馳、通用、沃爾沃、奧迪、大眾等）并簽訂長周期量產(chǎn)合同，并且多款搭載激光雷達(dá)的車型將在2022年量產(chǎn)，其中包括了小鵬、蔚來、非凡汽車等眾多廠商。預(yù)計(jì)2025年車載激光雷達(dá)市場(chǎng)達(dá)到61億美元，2019-2025年CAGR超過90%。根據(jù)申萬宏源通信組深度報(bào)告《千億激光雷達(dá)，光學(xué)組件先行受益-激光雷達(dá)行業(yè)系列一暨智聯(lián)汽車系列深度十八》測(cè)算結(jié)果，2025年全球智能輔助駕駛領(lǐng)域激光雷達(dá)的市場(chǎng)規(guī)模約為60.75億美元，并根據(jù)第三方沙利文咨詢機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)，2019年車載激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模約為1.2億美金，2019-2025行業(yè)復(fù)合增速超90%。遠(yuǎn)期2030年來看，若激光雷達(dá)滲透率超30%，激光雷達(dá)市場(chǎng)空間超千億人民幣。激光雷達(dá)系統(tǒng)一般主要包括發(fā)射模塊、接收模塊、控制及信號(hào)處理模塊和掃描模塊（如有）。激光雷達(dá)按照測(cè)距方法可以分為飛行時(shí)間（ToF）3測(cè)距法、基于相干探測(cè)的FMCW4測(cè)距法、以及三角測(cè)距法等，其中ToF與FMCW能夠?qū)崿F(xiàn)室外陽光下較遠(yuǎn)的測(cè)程

（100~250m），是車載激光雷達(dá)的優(yōu)選方案。ToF是目前市場(chǎng)車載中長距激光雷達(dá)的主流方案，未來隨著FMCW激光雷達(dá)整機(jī)和上游產(chǎn)業(yè)鏈的成熟，ToF和FMCW激光雷達(dá)將在市場(chǎng)上并存。激光雷達(dá)目前按照技術(shù)架構(gòu)，可以分為機(jī)械式激光雷達(dá)、半固態(tài)激光雷達(dá)以及固態(tài)式激光雷達(dá)。1）機(jī)械旋轉(zhuǎn)式激光雷達(dá)：發(fā)展最早的激光雷達(dá)，難過車規(guī)，主要用于無人駕駛。其工作原理是通過內(nèi)部的馬達(dá)帶動(dòng)激光束進(jìn)行水平方向360°旋轉(zhuǎn)掃描，體積一般較大，難以實(shí)現(xiàn)集成，同時(shí)由于存在運(yùn)動(dòng)部件，激光雷達(dá)的可靠性差且壽命短，較難通過車規(guī)級(jí)認(rèn)證。目前主要用于主流無人駕駛項(xiàng)目。2）混合固態(tài)激光雷達(dá)：處于機(jī)械式和全固態(tài)之間，為當(dāng)前上車量產(chǎn)主流。其中轉(zhuǎn)鏡激光雷達(dá)是最早上車量產(chǎn)方案。MEMS雖然沒有機(jī)械式激光雷達(dá)探測(cè)角度范圍大，但其具備良好的性能、探測(cè)距離及高分辨率，同時(shí)體積減小、可靠性提高且成本可實(shí)現(xiàn)明顯降低，目前有望成為作為下一個(gè)上車量產(chǎn)方案。3）固態(tài)式激光雷達(dá)：激光雷達(dá)長期演進(jìn)方向。固態(tài)式激光雷由于內(nèi)部沒有需要旋轉(zhuǎn)和可動(dòng)的掃描部件，可實(shí)現(xiàn)高集成度，且更易滿足車規(guī)級(jí)設(shè)備在連續(xù)振動(dòng)、高低溫、高濕高鹽等環(huán)境下連續(xù)工作的要求。激光雷達(dá)走向固態(tài)，面臨技術(shù)不成熟問題。在全固態(tài)激光雷達(dá)領(lǐng)域，目前主流的技術(shù)路線包括OPA光學(xué)相控陣技術(shù)、Flash快閃技術(shù)以及焦平面（FocalPlaneArray）掃描技術(shù)（實(shí)質(zhì)也可歸類為Flash快閃方案）等。OPA光學(xué)相控陣技術(shù)最具代表性的廠商是Quanergy。但近幾年內(nèi)，因?yàn)榧夹g(shù)難度過高、成本居高不下，已逐步退出主流市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的舞臺(tái)。大陸集團(tuán)正在研發(fā)的激光雷達(dá)屬于Flash快閃技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)由于發(fā)射能量分散、接收端需要在設(shè)計(jì)復(fù)雜度和接收效率之間做出合理平衡，因此測(cè)距范圍較為受限。Ibeo及Ouster同樣布局單光子面陣技術(shù)。老牌激光雷達(dá)廠商ibeo推出了一項(xiàng)區(qū)別于OPA以及Flash的全新固態(tài)激光雷達(dá)技術(shù)方案——單光子面陣技術(shù)，采用的是焦平面

（FocalPlaneArray）掃描的方式?；谶@一方案，ibeo打造了號(hào)稱全球首款的4D全固態(tài)激光雷達(dá)ibeoNEXT，目前已經(jīng)確認(rèn)要在長城的量產(chǎn)車型上搭載。此外美國上市公司Ouster也推出了基于焦平面掃描方案的ES2全固態(tài)激光雷達(dá)，并計(jì)劃于2024年進(jìn)行量產(chǎn)。奧比中光持續(xù)對(duì)車用激光雷達(dá)加大研發(fā)投入，實(shí)現(xiàn)批量量產(chǎn)銷售仍需要數(shù)年時(shí)間。奧比中光子公司奧銳達(dá)（持股70%）專門從事汽車激光雷達(dá)的研發(fā)和銷售，還投資了SPAD廠商飛芯電子以及MEMS微振鏡