在人形機器人的各項設(shè)計方案中，3D 視覺技術(shù)已經(jīng)成為提升環(huán)境感知能力與智能決策水平的關(guān)鍵支撐。憑借對周圍環(huán)境的深度建模、動態(tài)目標(biāo)識別與追蹤，以及對物體的精準(zhǔn)操作，3D 視覺大幅增強了人形機器人在多樣化場景下的安全性與適應(yīng)性。

與其他傳感技術(shù)相比，3D 視覺傳感器具備高精度、豐富信息量及高度集成等顯著特點，有研究指出，機器人80%的環(huán)境信息獲取依賴視覺系統(tǒng)。市場方面，3D 視覺傳感器在機器人領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊，預(yù)計2025年市場規(guī)模約1.4億元，到2030年有望達到91.5億元，復(fù)合年增長率超過130%。

3D 視覺主流技術(shù)路線

當(dāng)前，業(yè)界在“如何高效獲取3D信息”和“高效處理3D數(shù)據(jù)”兩大方向下，逐步形成多路徑并行的格局，主要包括：

多目立體視覺

通過多臺相機模擬人眼視差原理，計算得出深度圖。該方法結(jié)構(gòu)簡潔、適合中距離應(yīng)用，但對計算資源消耗較大，并且在紋理較弱或低光照條件下精度會下降。多目視覺方案目前在不少人形機器人（如優(yōu)必選Walker X、普渡科技PUDU D9等）中應(yīng)用廣泛。

激光雷達（LiDAR）

利用激光掃描實現(xiàn)高精度三維建模，激光SLAM與視覺SLAM（VSLAM）因傳感器類型不同而細(xì)分。多線激光雷達在空間還原度與形態(tài)識別上有明顯優(yōu)勢，但整體硬件成本較高，現(xiàn)多見于工業(yè)場景與高端機器人。

結(jié)構(gòu)光

通過向物體表面投射已知光紋理，運用圖案畸變恢復(fù)三維輪廓，重復(fù)性與精度表現(xiàn)突出，適合0.1~2米內(nèi)的高精度需求，如物體識別與交互。不過，此技術(shù)易受環(huán)境光干擾，整體體積相對較大，戶外應(yīng)用受限。

飛行時間法（ToF）

以檢測光脈沖往返時間來估算距離，具備較強實時性和抗環(huán)境干擾能力，幀率可達100Hz以上，被小米、波士頓動力等廠商采用。ToF隨測距增長精度略有衰減，多路徑反射可能影響結(jié)果，其優(yōu)勢在動態(tài)場景與實時避障上尤為明顯。

單目視覺+深度學(xué)習(xí)

采用單相機結(jié)合深度學(xué)習(xí)估算場景深度，具備極低硬件成本與輕量化優(yōu)勢，常用于教育類及成本敏感型機器人。其精度嚴(yán)重依賴訓(xùn)練數(shù)據(jù)和模型能力，在無紋理或大遮擋區(qū)域易出現(xiàn)誤差。

目前，多數(shù)人形機器人通常結(jié)合不同3D視覺技術(shù)，通過多傳感器融合實現(xiàn)精度、成本與可靠性的平衡。例如，將雙目RGB與結(jié)構(gòu)光、ToF與多目視覺、激光雷達與單目視覺等組合應(yīng)用，以應(yīng)對復(fù)雜場景的多樣需求。

國內(nèi)3D視覺產(chǎn)業(yè)鏈及代表廠商

隨著3D視覺技術(shù)在消費電子、生物識別、機器人與汽車等領(lǐng)域的持續(xù)滲透，人形機器人有望成為又一爆發(fā)性增長點。據(jù)《人形機器人產(chǎn)業(yè)研究報告》，2025年中國人形機器人市場規(guī)模預(yù)計將達53億元，至2029年有望升至750億元，占全球份額近三分之一，2035年或突破3000億元。

國內(nèi)已建成較為完整的3D視覺產(chǎn)業(yè)鏈。上游包括感光芯片及各類核心元器件，中游3D感知方案開發(fā)商則通過算法與應(yīng)用定制化組合，下游為各類機器人及智能設(shè)備開發(fā)者。代表性企業(yè)如奧比中光、天準(zhǔn)科技、華捷艾米等，均具備較強的研發(fā)能力與行業(yè)影響力：

奧比中光 擁有涵蓋結(jié)構(gòu)光、雙目、iToF、dToF、LiDAR全技術(shù)路線，產(chǎn)品廣泛用于服務(wù)機器人、工業(yè)測量、3D支付等領(lǐng)域，在國內(nèi)服務(wù)機器人市場3D視覺傳感器市占率超過七成，是國內(nèi)3D視覺產(chǎn)業(yè)的重要代表。

華捷艾米 聚焦結(jié)構(gòu)光與AI算法與自研芯片的深度融合，形成了適用于消費電子、家居、教育等多場景的產(chǎn)品生態(tài)。

天準(zhǔn)科技 主攻工業(yè)視覺裝備，致力于將精密光學(xué)、AI算法及高端制造相結(jié)合，解決半導(dǎo)體、自動化、消費電子等行業(yè)痛點。

充實產(chǎn)業(yè)生態(tài)的還有華?？萍?、光鑒科技、深視智能、安思疆科技、馭光科技、靈明光子、禾賽科技、知微傳感、速騰聚創(chuàng)等一批創(chuàng)新公司。

結(jié)語

總體來看，人形機器人3D視覺方案不斷創(chuàng)新，主流技術(shù)各有優(yōu)劣：立體視覺注重成本與適應(yīng)性，激光雷達和結(jié)構(gòu)光追求高精度，ToF擅長動態(tài)感知，單目深度更突出性價比。當(dāng)前多方案融合已成為提升魯棒性與綜合性能的主流趨勢。隨著市場的逐步放量，3D視覺將持續(xù)突破技術(shù)與成本“雙高門檻”，助力人形機器人應(yīng)用落地與產(chǎn)業(yè)升級。