人机交互作为互联网，乃至物联网年代的重要技能方向之一，从最早的按键到之后的触控笔、触摸屏，极大地带动了PC及手机向便携和智能年代的跨过。而近年来的3D感知与微型投影技能将会进一步解放双手，估计将会完成按键、触控之后的第三次人机交互跨过。
3D感知和智能交互使用商场现状及开展
当下的3D感知和智能交互使用商场分为两个端，即输入端和输出端。
输入端经过3D景深能够完成智能交互，这对3D在智能硬件中的使用会有很大的推进作用。近些年也有很多典型智能交互事例，包含针对互联网购物、装饰都现已有很好的使用，未来的VR和AR也会结合印象、3D建模和3D展现将会有很大的开展空间。
图1 3D感知与智能交互体系的使用商场
跟着智能音箱引爆商场，咱们对输出端交给火急需求也开端呈现，其间，嵌入式商场是输出端首要增加范畴，其年复合增加率在30%以上，而在智能音响之后，估计未来跟着智能交互的需求度不断提高，将会有更多对视频展现的智能硬件呈现。特别跟着小型化技能的开展，输出端商场也会不断拓宽。别的，由于现在人眼视力遍及在下降，特别是孩子的视力下降现已不容忽视，因此，教育商场也是未来人机交互很重要的一个范畴。
据相关陈述显现，3D传感商场规划将从2016年的13.28亿美元增加到2022年的90.34亿美元，年复合增加率高达38%。而跟着世界巨子导入3D摄像技能，人脸辨认和手势辨认使用将首先锋芒毕露，商场空间有望迎来爆发式增加。而智能音箱、智能机器人、智能手机/平板、智能穿戴、AR等一系列交互式微投使用场景鼓起，微投影商场(特别是嵌入式微投)也将迎来快速增加。在不久的将来，3D感知与微投影智能交互或将成为智能终端的“标配”。
图2 3D传感商场商场分布图
3D感知交互技能
3D摄像现在有三条干流技能道路，即TOF、结构光和多角成像(也称双目立体视觉技能)。
TOF是经过主动发射调制后的接连光脉冲信号到方针面上，使用传感器接纳反射光，经过相位差进行运算，并终究转化得到间隔，也便是咱们需求的景深数据。
结构光是3D扫描的一个光学办法，它经过投射出一组用数学办法结构的光图形，依照必定次序照亮被丈量物体，然后经过一个到投影仪间隔已知的摄像头同步捕捉一组被照亮物体的图画，得到投影数据。而由于不同厂家的算法不同，得到的模型也会有所不同，因此根据结构光的传感器是与算法绑缚出售的。
多角成像(双目立体视觉技能)则是根据视差原理，使用成像设备从不同方位获取被测物体两幅图画，经过核算对应点间的方位误差来获取三维几许信息的办法得到景深数据。可是由于存在短板，暗光下的作用是很差的，所以多角成像技能在必定程度上进行边缘化，现在使用仍是会集在机器人、部分VR产品，以及一些特别场合使用。
3D摄像的三个技能的首要功用比照如表1所示，TOF技能呼应速度快，并且精度是毫米等级，别的，算法难度也相对低一些;结构光最大的优势在于功耗低、尺度小，例如苹果和华为在手机里嵌入了结构光技能来完成3D建模进程。而由于多角成像技能暗光体现比较差，精度也相对较差，因此在使用上也有很大的局限性。3D摄像技能估计在未来智能硬件中将会呈现新的使用趋势，并且尤以TOF体现亮眼。
表1 3D摄像技能优劣势比照
微投影技能
微投影技能首要有三种技能：LBS技能、DLP技能和LCOS技能，相关技能指标及各自特色如表2所示。
表2 三种微投影技能比照
由表中数据能够看出，相较而言，LCOS技能呈现的较早，可是在功用方面现已远远落后于LBS技能，估计会在未来渐渐筛选;DLP作为独立微投影技能，是现在的干流使用;而LBS技能呈现地也比较早，可是由于它对上游端的技能和零部件技能太高，曩昔几年一向未能开展起来。而跟着相关技能开展，包含AA制作技能的才干提高现已具有了能够满意当下智能消费电子范畴的规划需求，特别适用于作为嵌入式的微投影，使用在手机、AR、智能穿戴等产品中，这部分智能硬件小型化要求越来越高，一起用户需求有交互式的功用呈现，从这个视点来说LBS技能比DLP有更宽广的开展空间。
歌尔3D感知及微投影相关展品
作为我国规划最大的MEMS传感器供货商，歌尔股份有限公司(以下简称“歌尔”)业是此次2017 Sensor China上海展上最为亮眼的展商之一，此次展会，歌尔首要展现了其模组类产品，包含MEMS麦克风、3D传感及微投影交互模组及MEMS传感器整套声光电才智传感解决计划，一起，这三各方向也代表了歌尔在传感器范畴的布局。
其间，微投影作为歌尔此次展现的要点技能之一，其计划首要根据LBS技能，它相对于传统的DLP那些而言的话，首要优势在于它不需求调焦(在十米左右的空间里任何投影都是主动的)，分辨率高，尺度小，功耗低。该计划已使用到青橙VOGA手机上的微投影模组，以及LBS微投影+图画交互模组产品。这些产品选用LBS技能的投影计划，具有无需对焦、颜色饱和度佳、功耗低、尺度小等优势，而整合图画交互功用的微投影模组合作使用算法，能够将恣意的投影面变为带有触控功用的图画，拓宽了人机交互的方式，可广泛使用于移动投影、手机、虚拟增强/实际等消费电子产品中。
图3 歌尔使用在手机中的微投影模组作用实拍
而在MEMS传感器方面，歌尔本次则带来了气压传感器、组合式传感器以及心率传感器产品。其气压传感器产品选用了电容式MEMS技能计划，是现在业界封装尺度最小(2×2×0.76mm)，丈量精度最高(可达0.6Pa, 可勘探5cm的高度改变)的产品解决计划，现在已广泛使用于很多消费类电子范畴，在航模、无人机等高精度要求使用商场已占有领先地位。而在组合传感器方面，歌尔则创始性地将麦克风、气压计和温度传感器集成于一体，经过优化信号处理电路和后期校准算法，消除了多种传感器材间的彼此串扰，满意了产品多功用使用的需求，节约空间且降低成本。除此之外，歌尔开发的心率传感器经过将感光单元与ASIC电路集成封装，内、外置LED灵敏装备，并与自主研制的高精度算法合作，可完成手机，手表，手环等不同使用场景要求的心率监测。
歌尔成功奥妙——根据研制，善于制作
歌尔股份有限公司传感器与微体系事业部产品线总经理方华斌博士
在MEMS传感器范畴，歌尔是我国仅有一家进入全球20强的企业，当谈及歌尔成功的奥妙时，歌尔股份有限公司传感器与微体系事业部产品线总经理方华斌博士用八个字归纳了歌尔成功的奥妙——“根据研制，善于制作”。方华斌博士称，“歌尔的成功仍是来源于商场上的一些成功。所以咱们产品会紧跟商场潮流，由于商场潮流也是未来技能的开展潮流。歌尔一向声称咱们是根据研制，善于制作，便是咱们技能上要有很好的布局，然后咱们的制作才干也十分强，在消费类电子的话，一切的产品的量都是十分大的。那咱们有必要要有十分好的制作才干才干够在客户，在消费类电子这么快节奏的改变里边咱们才干跟上这个开展。”
