攝像機陣列的成本通常最低,其開發(fā)工作主要在軟件方面。雙攝像頭解決方案已經(jīng)廣泛應用于許多智能設備和移動電話中。ToF傳感器的成本適中,而結(jié)構(gòu)光的成本最高。但是,隨著ToF的批量生產(chǎn),預計其成本在不久的將來會大大降低。
●可擴展性
通過展望這些技術的潛力,我們可以更好地利用它們來滿足未來的需求。
ToF是半導體技術,并且具有最佳的可伸縮性。它的深度精度可以通過片上時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器/混合電路進行縮放,其深度圖分辨率可以通過傳感器尺寸進行縮放,其測量范圍可以通過光源功率/調(diào)制方案進行縮放,并且其功耗可以通過用半導體技術擴展規(guī)模。
另一方面,結(jié)構(gòu)光具有不錯的可伸縮性。光學系統(tǒng)是結(jié)構(gòu)光的關鍵組成部分,光學系統(tǒng)可以隨著封裝技術而擴展(盡管不如半導體快)。
最后,縮放攝像機陣列主要依賴于軟件:我們將需要更好的算法來縮放其深度感應性能。它更像是一個數(shù)學問題,而不是工程問題,而改進硬件并沒有太大幫助。即使使用分辨率更高的相機,點匹配問題仍然存在。
資料來源:德州儀器
建議僅使用結(jié)構(gòu)光來執(zhí)行生物識別任務,因為它具有最佳的深度精度。游戲應用需要中等深度分辨率和快速響應,因此ToF傳感器似乎是最合適的。對于其他應用程序(包括定位,識別,測量和增強現(xiàn)實),所有技術都可以做到,但是某些技術比其他技術更適合特定的應用場景。例如,相機陣列可能最適合在需要深度測量范圍的開放空間中的AR應用,而ToF傳感器最適合可以控制環(huán)境亮度的室內(nèi)AR.
深度傳感器的應用
1. AR / VR:用于感知真實的3D環(huán)境并在虛擬世界中重建它們
深度信息對于VR / AR設備的人機交互也是必需的。設備必須準確響應用戶的3D運動,因此肯定需要高性能的深度傳感器。
例如,谷歌的Project Tango使用深度傳感器來準確地測量實際環(huán)境,并通知其圖形算法將虛擬內(nèi)容放置在適當?shù)奈恢谩EcPokemon Go的AR模式相反,由于算法沒有環(huán)境深度信息,因此用戶經(jīng)??梢钥吹絇okemon放置在不正確的位置。
2.機器人:用于導航,定位,地圖繪制和避免碰撞
許多倉庫已經(jīng)利用了將物品從一個地方運輸?shù)搅硪粋€地方的全自動駕駛汽車。車輛自行行駛的能力需要深度感應,以便能夠知道它在環(huán)境中的位置,其他重要事物的位置,最重要的是,它如何安全地從A移到B.類似地,任何用于拾取目的依賴于深度感應來了解目標對象在哪里以及如何獲取它。
這些相同的應用對于任何自動駕駛汽車的成功都是必不可少的。實際上,目前無人駕駛汽車面臨的最重大挑戰(zhàn)之一是為汽車配備精確的深度傳感器和CV系統(tǒng),而不會大幅增加成本。這仍然是一個競爭激烈的市場,許多新創(chuàng)公司都在爭奪領導地位。
3.面部識別:在防止欺詐的同時提高便利性
大多數(shù)人臉識別系統(tǒng)使用2D相機捕獲照片并將其發(fā)送給算法來確定人的身份。但是,這存在很大的漏洞:糟糕的演員會欺騙系統(tǒng),因為他們無法分辨是看到的是真實的3D面孔還是2D照片。為了使人臉識別安全,必須使用具有深度感應功能的3D相機。
除了阻止漏洞外,3D人臉建模還可以傳達人臉的更多特征,以實現(xiàn)更準確的識別。
4.手勢和接近檢測:用于游戲,安全性等
飛行時間(ToF)深度傳感器已被許多設備用于這些目的。在簡單的實現(xiàn)方式中,深度傳感器僅需要檢測一個點的深度信息,例如用于手勢檢測的手或用于接近度檢測的臉部。因此,具有簡單的光學器件(和較窄的視場)的深度傳感系統(tǒng)就足夠了。隨著手勢檢測的發(fā)展,使用了更復雜的深度感應系統(tǒng),例如Microsoft的Kinect.
深度傳感器的創(chuàng)業(yè)機會
在未來幾年中,深度感應將成為一個巨大的市場。當前,深度感測中的許多技術仍有很大的改進空間,這可能是技術初創(chuàng)公司的機會。此外,初創(chuàng)公司可以嘗試將當前的深度感應技術用于新興應用。
1、深度感測技術與CV應用程序的結(jié)合
深度感測系統(tǒng)可以與當前的計算機視覺應用程序結(jié)合使用,以大大提高其性能并滿足實際部署的需求。這也有助于減輕極端情況的影響——2D中的許多極端情況實際上可能是3D世界中的正常情況。
深度感測可以使CV算法執(zhí)行我們生活中更重要的事情,其中一些甚至可以是破壞性的創(chuàng)新,從而創(chuàng)造更多的市場,例如面部識別。
2、ToF傳感器——以合理的價格使用脈沖激光
當前,用于移動設備的ToF傳感器通常使用低成本的基于調(diào)制的光源。如前所述,基于調(diào)制的光源具有范圍模糊性,并且其性能通常不如脈沖激光器。脈沖激光器已經(jīng)成功地用于LiDAR中,但其成本,功耗和尺寸仍然不適用于移動設備。