ToF应用像打开的潘多拉盒子，空间巨大亟待挖掘

作者：王莹时间：2020-02-07来源：电子产品世界收藏

这两年，随着手机、无人机等采用了ToF（飞行时间），引起了业界对ToF应用的极大关注。实际上，能实现3D测距的ToF有着广阔的应用潜力。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/202002/409702.htm

不久前，ADI系统应用工程经理李佳女士向电子产品世界等媒体介绍了ToF的应用潜力，三种3D测距方案的对比，以及ADI ToF的解决方案。

ADI系统应用工程经理李佳

1 ToF的应用市场

ToF的需求无处不在。包括VR/AR，SLAM（即时定位与地图构建），即怎样通过技术方法，把现在我们肉眼能够看见的3维信息通过科技的手段，再重新建模，可以作为导航的应用，用于服务应用、家庭机器人、仓库AGV（自动导引运输车）、工业交互应用等。还有监控应用、工业机器人、无人机等。

上述是工业上的方向。在车载方面，有车内和车外两大技术。

2 三种3D测距的比较

● 模仿人眼的双目。应用之一是手机，从传统的单目，慢慢发展为手机的摄像头越来越多，来模拟深度的场景，实现深度信息的提取。特点是实现的方式较为简单，也比较接近人类的感知。其缺点是无法精确地提取到深度的数据。

● 结构光。已有约10年的历史，可以得到准确的距离信息。但是缺点是只适用于近距离，诸如1.2 m以内的近距离，因而是特定场景下的3D数据信息采集的应用。典型的应用诸如苹果iPhone X率先在手机中推出的人脸识别应用。

● 3D ToF。其适配范围会更广，从近距离覆盖到了更远的距离，可以提取到很准确的深度信息。因此今后很多的应用会从双目、结构光慢慢转到ToF上。

那么，一些手机厂商从结构光又转到ToF上，是出于成本还是什么原因呢？

实际上，结构光只能在近距离、一些特定场景以及特定应用的时候，它的表现性能是比较优异的。苹果最早发布的人脸解锁，在五六十厘米的范围内非常合适。但随着技术不断的发展，可能在手机里植入一个3D摄像头，仅仅作为前摄人脸解锁的功能，已不能满足广大用户对3D技术的应用需求，所以想开拓更多更广的应用，因此ToF的场景不局限，适配距离更远一些。

关于成本，ToF是上下游连在一起的信号链，需要从光学、电子以及后面的应用算法都一起来考虑，是一类适配性很强的应用，例如如果用到汽车上，对于这些器件的可靠性要求非常高，它的成本不能跟手机这样的成本来直接衡量。所以关于成本，要看每种应用的具体情况。

3 ADI的ToF的优势

ADI ToF的解决方案从人脸支付到中距离20 m，甚至到远距离30 m应用场景。

ADI采用的是高感光度器件，对室外抗干扰性有很大的优势。因为ADI的方案是与CCD传感器来搭配的，CCD是全局曝光的器件；而且CCD是窄快门的曝光原理，对于外界抗干扰的性能很强，因而对数据噪声有很高的抑制作用。

ADI需要与很作伙伴合作（例如国内的模组厂合作），来共同打造小型化、集成度高的产品。如下图，ADI提供主芯片——ADDI9033/5/6。前端（左侧）是合作伙伴的传感器。ADI芯片采集前端过来的信号做转换，同时做一些深度计算，把深度的信息直接送到后面（右侧）的SoC去做相应的滤波处理，之后的数据就可以提供给算法公司做后面的应用。

4 ADI ToF的落地应用

1）车载领域

分为三大方向。

● 车内，车内传感器的适配距离是40~200 cm，主要用于手势操控，还有驾驶员与副驾驶、后排乘客体态的监控。现在欧洲一些车厂已经把这种应用规定作为标准了，用途是在发生意外的时候，保险公司要来看当时的司机或者乘客的即时状况。

● 车外近距离，例如B柱人脸解锁方案，不用钥匙用人脸解锁的应用方向。

● ToF可以探测远距离，从而可以从ToF方案来拓展到车外的辅助驾驶的方向上。例如，ADI的ToF可以实现20 m的探测距离。

2）人脸支付

现在在一些商超/无人商超里，除了二维码支付之外，还有人脸支付——通过二维的人脸数据比对，但会存在被破解的安全隐患，例如拿一张照片是否就可以破解这个功能。所以在支付行业里一定要引入3D的技术，用3D技术进行活体采集。所以在支付这种比较敏感、安全性要求较高的应用里，3D技术是一种类似于强制性的引入技术。