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应用领域持续拓展 3D视觉感知市场空间广阔 行业暂未形成稳定竞争格局

、3D视觉感知应用领域将持续拓展市场规模有望不断扩大

3D视觉感知技术最早应用于工业领域 ,主要用于工业设备与零部件的高精度三维测量以及物体、材料的微小形变测量等。汽车为主要增量市场。随着汽车自动驾驶的增长,全球汽车端预计在2025年达到36.73亿美元规模,是2019年的4.3倍,占3D成像和传感市场的25%。

3D视觉感知技术最早应用于工业领域 ,主要用于工业设备与零部件的高精度三维测量以及物体、材料的微小形变测量等。汽车为主要增量市场。随着汽车自动驾驶的增长,全球汽车端预计在2025年达到36.73亿美元规模,是2019年的4.3倍,占3D成像和传感市场的25%。

数据来源:观研天下数据中心整理

随着底层元器件、核心算法等技术的快速发展,3D视觉感知技术逐渐由工业领域向消费级领域推广,国内外一些公司先后推出了消费级3D视觉感知产品。预计2025年全球消费电子端的应用将达到81.65亿美元,是2019年的4.05倍,由原来40%的占比上升到全球3D成像和传感市场的54%。

随着底层元器件、核心算法等技术的快速发展,3D视觉感知技术逐渐由工业领域向消费级领域推广,国内外一些公司先后推出了消费级3D视觉感知产品。预计2025年全球消费电子端的应用将达到81.65亿美元,是2019年的4.05倍,由原来40%的占比上升到全球3D成像和传感市场的54%。

数据来源:观研天下数据中心整理

随着5G技术的普及,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,催生出更多的应用场景,各种技术快速进化迭代,推动行业发展。2019年全球3D视觉感知市场规模为50亿美元,预计在2025年达到150亿美元,2019-2025年复合增长率约为20%。

随着5G技术的普及,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,催生出更多的应用场景,各种技术快速进化迭代,推动行业发展。2019年全球3D视觉感知市场规模为50亿美元,预计在2025年达到150亿美元,2019-2025年复合增长率约为20%。

数据来源:观研天下数据中心整理

结构光、ToF和Lidar 3D视觉感知技术应用空间广阔

根据观研报告网发布的《中国3D视觉感知行业现状深度研究与未来投资预测报告(2024-2031年)》显示,目前主流3D视觉感知技术包括结构光、iToF、双目、dToF、Lidar、工业三维测量等。为了满足工业领域严苛的工作环境与高达微米级的测量精度,用于工业检测的3D视觉测量设备一般为多种技术融合使用,但结构光、ToF和Lidar技术基于其自身的技术特点,更能满足消费电子和汽车自动驾驶的场景应用需求,具有更大的市场应用空间。

3D视觉感知技术

技术 工作原理 特点
激光三角测量 采用激光线扫描物体表面,观察激光线的变形以获取物体表面的深度数据。 其精度非常高,可达微米级。但其扫描速度和工作范围有限。尽管如此,它在在线检测中仍得到了广泛应用,尤其是因为其高精度和动态测速性能。
结构光 根据投影光束形态的不同,结构光法又可分为光点式结构光法、光条式结构光法和光面式结构光法等。通过被测物体反射回来的光栅与参考光栅之间的几何关系,分析得到每一个被测点之间的高度差和深度信息。 计算简单,测量精度较高,对于平坦的、无明显纹理和形状变化的表面区域都可进行精密的测量。其缺点是对设备和外界光线要求高,造价昂贵。目前,结构光法主要应用在条件良好的室内。
飞行时间(ToF) 飞行时间(ToF) 与结构光相比,ToF不需要复杂的光模式解析,具有较高的鲁棒性。其深度图质量和精度都较好,但对于某些材质,如玻璃,可能存在挑战。ToF技术较为复杂,成本相对较高。
立体视觉法 使用两个或多个RGB 彩色相机获取图像,并通过双目匹配、三角测量等算法来得到深度信息。 这是一种被动的3D 测量技术,硬件需求相对较低,但计算复杂度高。在弱光或目标特征不明显的情况下,其表现可能不佳。在工业自动化和X86 系统中,双目相机得到了广泛的应用。

资料来源:观研天下整理

、3D视觉感知行业暂未形成稳定竞争格局

3D视觉感知行业属于新兴行业,暂未形成稳定的竞争格局,偏向于竞合关系,即有部分竞争关系也有潜在的合作关系,多数企业是基于自身的技术优势或产品需求进行技术与业务布局。例如苹果、华为、三星拥有智能手机等终端产品,目前大都采用自研的 3D 视觉感知技术方案,但不排除未来随着产业链逐渐成熟,当外购产品性能及成本更优时会同步采用外部企业的产品。

3D视觉感知行业主要企业基本情况

公司 主要技术 技术发展状况 市场地位(3D 视觉领域)
苹果 结构光 dToF 大力投入基于结构光和 dToF 的 3D 视觉传感器技术并应用于自身的终端产品。目前 3D 视觉技术已经深度融入了苹果公司的产品中(2017 年9 月以来,苹果的 iPhone X、iPhone 11、iPhone12 手机系列均搭载了前置结构光 3D 视觉传感器,并在 iPhone 12 Pro 上同步搭载了基于 dToF技术的后置激光雷达扫描仪)。 全球最大的内置 3D 视觉传感器的移动产品制造商,在手机、平板以及 VR、AR 领域基于 3D视觉感知技术的布局一直处于领先地位。
华为 结构光 iToF 自研 3D 视觉传感器,服务于自家产品。自 2018年来,已推出多款搭载结构光、iToF3D 视觉传感器的智能手机。 国内领军的高科技企业,在智能手机 3D 视觉传感器领域投入程度领先其他制造商。
微软 结构光 iToF 2010 年首次推出了消费级的 3D 视觉传感器Kinect,后续推出了 Kinect 2、Azure Kinect 等产品以及 Azure 云平台,在世界范围内有大量的开发者用户。 2010 年首次推出了消费级的 3D 视觉传感器Kinect,后续推出了 Kinect 2、Azure Kinect 等产品以及 Azure 云平台,在世界范围内有大量的开发者用户。
英特尔 结 构 光 双 目Lidar 2014 年至今,推出了基于结构光、iToF、双目视觉等技术的数款Realsense系列 3D视觉传感器,应用于机器人、物联网等领域。 目前世界上规模最大的消费级双目 3D 视觉传感器制造商
索尼 iToFdToF 2015 年通过收购 Soft Kinetic 公司及其 iToF 技术,自研 iToF、dToF 感光芯片并开放销售,同时为苹果等公司的dToF技术提供相关设计和制造服务 世界上最大的感光芯片供应商之一,由于技术及生产工艺等受到广泛信赖,其产品被苹果等大型企业广泛使用。
三星 iToF 自研发 iToF 感光芯片及 3D 视觉传感器。iToF感光芯片开放销售,3D 视觉传感器已应用于旗下的 Galaxy S10 等智能手机。 与 PMD 公司合作开发 iToF 感光芯片及 3D 视觉传感器,产品在手机、扫地机器人等领域落地。
英飞凌 iToF 与 PMD 公司合作开发 iToF 感光芯片及 3D 视觉传感器,产品在手机、扫地机器人等领域落地。 专注于低端 iToF 感光芯片及视觉传感器的开发与应用,历史悠久。在切入某些对低端 3D 视觉传感器有需求的领域处于领先地位。
瑞芯微 结构光 基于自研通用型移动处理器和外购投影器研发结构光 3D 视觉传感器。 瑞芯微的结构光 3D 视觉传感器刚刚对外公布不久,属于新兴的、潜在的竞争对手。
华捷艾米 结构光 自研结构光 3D 视觉传感器,主要应用于体感交互、刷脸支付、混合现实等领域 近年来主要服务于腾讯支付体系,有一定的量产能力。
奥比中光 结 构 光 双 目iToF/dToFLidar 自研 3D 视觉传感器以及消费级应用设备,面向下游客户提供标准品、定制品服务,结构光、双目、iTOF 技术相关产品已广泛应用,正在研发dToF、Lidar 等技术。依托本土市场布局优势,各个市场渗透及教育在逐步增强,越来越多成熟客户开始使用奥比产品和服务。 在 3D 传感器领域持续出货到手机、人脸、机器人、三维扫描等多个潜力领域,市场规模稳步扩大,在客户中的认可程度也逐步提高。

资料来源:观研天下整理(zlj)

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