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朱力:打好国产3D视觉技术「突围战」|3D视觉十人谈

发布时间:2024-02-11 11:13:36 人气: 来源:下载雷火电竞亚洲先驱

  如果说中国的2D视觉时代,是一段追赶史,那么国内外厂商站在同一起跑线D视觉时代,很可能是一段超越史。

  逆势而上过程中,行业也存在诸多热议的话题,关于投资、关于竞技、关于挑战、关于落地、关于盈利……

  这是一个关于3D视觉领域创业者的系列报道,也是中国3D视觉大浪蓬勃发展中群英荟萃的英雄史记。

  2018年,福布斯中国公布30位30岁以下精英榜单,「光鉴科技」创始人兼CEO朱力位列其中,引起科技圈的注意。

  前一年,苹果首次在iPhone X上采用 Face ID ,拉开了3D结构光在消费级市场规模化应用的序幕。

  遗憾的是,苹果对“VCSEL(垂直腔面发射激光器)+DOE”3D结构光方案全方位的专利保护,使得国内安卓厂商饱受成本过高、产能有限之苦。不少公司对苹果方案亦步亦趋的模仿,又存在极大风险和不确定性。

  而「光鉴科技」的“EEL(边发光激光器)+WFP(纳米光子芯片)”方案,则是通过在亚波长尺度实现对光场的调制,来实现3D结构光所需要的投射激光散斑功能,突破了苹果的技术专利壁垒,并在核心元器件上实现国产化。

  如今,「光鉴科技」的技术边界已不止于底层芯片,实现结构光、ToF技术并行,产品也落地到了消费电子(如手机 )、支付、汽车、机器人、AIoT等多个领域。

  2010年,朱力从清华大学电子工程系毕业,前往加州大学伯克利分校攻读博士,师从美国工程院院士、VCSEL领域开创者之一的常瑞华教授,学习VCSEL和纳米光子学。

  求学期间,朱力发表了30余篇科研论文,申请了6项美国专利,并且研发了世界上第一款人造柔性变色龙皮肤,以及第一个1550nm波段柔性VCSEL芯片。

  “用纳米结构做柔性可变色材料,难点在于将一层头发丝千分之一薄的大面积结构,从硅晶源转移到厚度小于1微米的薄膜材料上。”

  为了将半导体材料放入柔性结构,变成有功能价值的光源系统,朱力在实验室死磕了两年多。

  2012年夏天的某个深夜,朱力终于能够使可见光谱的色调,顺利在薄膜材料上呈现出变幻的瑰丽色彩。

  但朱力认为,时下的制造能力还不足以支撑人造柔性变色龙皮肤的产业化,这项技术的科研意义大于实际作用。因此拒绝了投资人的创业邀请。

  2016年下半年,完成博士学业的朱力入职苹果总部,负责深度相机的整个VCSEL部分。

  彼时,苹果第一批3D相机正处于试产的关键时刻,而负责摄像头模组设计的主管突然离职,整个项目急缺一位懂激光、电子、结构、工艺的人操盘试产。

  斟酌再三,苹果决定让朱力充当“消防员”,前往一线救火。朱力甚至连整个项目的文档都没有看完,就直接被送往机场,飞往亚洲。

  每天,朱力都必须赶在八点前到达,跟一线的技术和产品审核细节,设计和把控相机模组生产的每一道工序,确定保证产品能够稳定、持续地走下产线,和同事坚守在现场,直到凌晨一点才回酒店。

  这个项目给朱力积累了从0到1打磨产品的产业经验,以及对行业、产品的思考:

  科技领域不缺少好的idea,缺的是好的执行,将idea变成能可靠卖给无数消费者的可靠产品,这样的一个过程是真正稀缺的资源;

  把产品打磨到极致,涉及到的测试设计、验证方法、产品设计、评审等,需要遵循一套科学且严谨的执行方法。

  “3D视觉本身的市场需求拐点,是从给人服务变成每年给上百亿智能设备服务,潜在需求扩大了10倍。通过手机行业的推动改变,使3D深度相机的体积缩小了上千倍,成本降低了几十倍。”

  朱力敏锐地观察到,3D视觉向消费电子拓展,将形成一波新的技术浪潮,产生新的价值点。

  一次,朱力在深圳与投资人喝咖啡时,对方了解到他清华和伯克利背景,以及苹果的工作履历之后,便许诺投资2000万元支持他创业,甚至没有问他要做什么。

  汪博毕业于斯坦福大学电子系,曾担任硅谷无人驾驶公司 Zoox Inc (后被亚马逊收购)深度学习平台负责人,负责无人驾驶感知系统机器学习模型的训练与优化。

  吕方璐毕业于加州大学伯克利分校,在硅谷科技咨询公司Exponent担任高级咨询师,对硬件消费电子很熟。

  也就是说,创业前,朱力、汪博和吕方璐,分别从3D感知产业的产品、软件、硬件三个不同角度,参与到了3D视觉行业中。

  「光鉴科技」成立之后,团队研发出了一套能规避苹果知识产权风险的3D结构光方案,即“EEL+WFP纳米光子芯片”。这套方案已经在多个产品中得到验证,开始并应用于移动端。

  “这套方案的难点与苹果的3D结构光方案一样,核心问题都是如何将激光发射出去。”

  朱力表示,苹果采用的是成熟的衍射原理,将激光分束;光鉴采用的是21世纪初发展起来的纳米光学技术,实现结构光所需的红外随机散斑。

  相较之下,纳米光学技术能大幅度的提高激光投射的功能和效率,并且光源系统更简洁、边发光激光器的成本更低。

  朱力认为,这套方案一旦在消费端大规模量产,有很大的可能性掀起整个产业的再一次升级。

  但是将激光器中发射的光,通过光学器件,准确的投射到纳米光子芯片上,而后进行再次分光投射,其中对光学对准的要求非常高。

  为此,光鉴团队最早采用纯手工的方式,通过精密的结构调整,验证了将一束光分成九万束光的可行性,但手工完成一个摄像头模组,常常要一天时间。

  “我们花了两年左右的时间,寻找合适的生产工具,设计合适的软件系统,解决了很多工程上的问题,现在一台自动化设备每小时能做出300多个摄像头模组。”

  虽然结构光也能进行远距离识别,但体积较大,并且误差会随距离呈平方增长,而ToF技术则很适合远距离识别场景。

  在朱力看来,3D结构光和ToF则是两种非常互补的方案,一个解决近距离与人的交互,一个解决远距离与空间的交互。

  朱力表示,在屏下摄像头成为未来趋势的情况下,如何将3D结构光技术做到屏幕下方,是一个核心痛点。

  这件事情的难度在于,技术上要将激光系统的效率和性能提升20倍,需要在屏幕、激光、算法上做出全方位优化,包括与终端厂商之间的合作,涉及到整个生态的配合。

  当摄像头处于屏幕下方时,激光发射器的传递与接收,需要两次穿过屏幕,会导致透光率变低,图像信号传递变弱。在实际场景中,透光率受到的干扰会更大。

  光鉴科技从器件模组和算法两方面下手,弥补了光通过屏幕时所造成的能量损耗。

  元器件方面,在发射端增强光的能量。相较于VSCEL方案,光鉴科技将激光发射模组从电到光的整体转换效率提高了100%;同时基于EEL边缘发射激光器减短脉冲,将激光散斑亮度提升至VSCEL方案的20倍左右。

  算法上,光鉴科技通过自研算法实现对激光信息的构建,在保持同样效果的情况下缩减算力,不必依靠ASIC芯片,以减少计算成本。

  2021年初,光鉴初步解决了屏下3D结构光的技术问题,到2022年,在柔性屏幕上也实现了屏下3D技术,且所有元器件均实现了国产化。

  一部分人认为,当时考虑到行业内已经存在奥比中光这样已经实现规模化的企业,光鉴应当采取“农村包围城市”的战略,先打小仗、胜仗;反对的人则表示,光鉴应当“到大海里捞鱼”,立即进入正面战场。

  重点场景的竞争,并不遵循先来后到原则,后来者也能够最终靠更好的技术和产品取胜;

  创业公司若是一开始就回避竞争,自我边缘化,那么也同时意味着将更好的市场机会、融资机会,更多的供应链资源拱手让人。

  “在激烈的市场之间的竞争中,失败了也没什么大不了,只要自己不认输,把产品做好一点,仍旧能卷土重来。”朱力对雷峰网说。

  2019年底,光鉴科技做出了第一代产品,开始以送样测试的方式,进入市场。

  彼时,微信支付人脸识别产品正在向3D人脸支付升级迭代,光鉴将自身的相机模组送样之后,成功打入微信支付3D视觉供应链,成为供应商之一。

  2021年年底,微信支付和光鉴合作的第二款产品,在接近一年的研发之后,终于开始规模出货,为光鉴科技带来了规模性发展的第一桶金。

  目前,光鉴科技与微信支付联合研发的相机模组,已经覆盖交通出行、购物支付等多维场景,拿下了微信近乎100%的市场份额。

  朱力认为,3D视觉正在经历一个拐点,光学硬件的成熟,以及价格的日趋平民化,正使其慢慢渗透进各个行业。

  不同于定制化要求非常高的工业级应用,消费级应用可根据统一标准迅速复制;3D视觉技术已应用在物流、新零售、安防、智能终端、无人驾驶、机器人等场景。

  “未来几年,3D视觉在手机、汽车、机器人、AIoT等领域会得到更广泛的应用与落地。”

  不过,消费级市场需求的快速迭代,给勇于探索商业模式的公司带来很多机会,然而跑得太快,也可能掉进跑偏的陷阱,这样的一个过程需要时刻保持对市场的清醒认知。朱力表示。

  “有时,内部传导压力,团队感触并没那么深,但当外部施压时,大家反而会很快调整。”

  对手的产品迭代速度比光鉴快了很多,这给朱力带来很大震撼。在此之前,他自认为光鉴处在“一个比较好的推进速度上”。

  朱力意识到,想要在赛道中获得生存机会,仅凭技术优势还不够,还得在满足市场需求的前提下,压缩研发、生产、交付的速度。

  想要达到更好、更快的交付要求,就必须提高团队的执行能力,这是一个涉及组织架构、项目规划、产品研究开发、供应商配合等科学系统的工程。

  其中,最大的改变,就是使团队年龄结构更趋于“年轻化”,让更多有能力、有冲劲的年轻人,去开疆拓土。

  当时朱力从“无名小卒”直接空降为摄像头模组设计主管,并且出色完成了任务。

  这让朱力相信,将一个具备足够驱动力和能力的人,扔到真正的战场中,给予足够的装备,是可以成长为一名优秀的士兵乃至将领的。

  时间拨回到2006年7月,新加坡南洋理工大学举办的第37届国际物理奥林匹克竞赛上,朱力获得了一枚金牌。

  “人生最终的价值追求,应当是追求在短暂的生命周期内,留存下一些能够长期存在的东西。”

  如今,已过而立之年的朱力,作为一位3D视觉领域的创业者,对这样的一个问题有了全新的认知:

  本篇为3D视觉系列第四篇,感兴趣的读者欢迎添加作者微信MOON_ERS,分享你的企业故事和行业洞察。

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