3D相機(jī)的設(shè)計(jì)難點(diǎn)及安森美的解決方案
1 在AGV/AMR、物流測量的完整布局
安森美(onsemi)在AGV/AMR、物流測量方面有完整的產(chǎn)品布局,在客戶端有非常多成功的應(yīng)用案例。安森美有高性價(jià)比、小尺寸、高幀率的AR 系列的全局快門圖像傳感器,支持彩色黑白,特別適合用在VSLAM(視覺同時(shí)定位與建圖)應(yīng)用。同時(shí),安森美也有高性價(jià)比、高分辨率、高幀率、大像元尺寸、高NIR QE的Hyperlux LH and Hyperlux LP系列卷簾快門圖像傳感器,廣泛應(yīng)用于物流行業(yè)高拍掃碼。再有,安森美也還重磅推出了iToF 產(chǎn)品,給3D 應(yīng)用行業(yè)帶來了革新的選擇。
2 工程師應(yīng)用的痛點(diǎn)是什么
目前市場上的3D相機(jī)產(chǎn)品主要是雙目相機(jī)、結(jié)構(gòu)光相機(jī)、ToF相機(jī),每種設(shè)計(jì)都有其局限性。例如,雙目相機(jī)在低照度下精度不佳,面對特征點(diǎn)少的平坦墻壁也存在挑戰(zhàn),對計(jì)算能力要求較高;結(jié)構(gòu)光則需要復(fù)雜的光源系統(tǒng),測量距離偏短;ToF 則存在多路徑反射,分辨率普遍較低,在室外陽光下存在挑戰(zhàn)。各種挑戰(zhàn)歸納如下。
a) 工程師在開發(fā)過程中會遇到鏡頭選型設(shè)計(jì)的難點(diǎn),比如景深、光圈、角度、畸變、MTF、成本之間的平衡,往往為了一個(gè)最佳的產(chǎn)品需要進(jìn)行鏡頭的定制。
b) 在AGV/AMR 等移動設(shè)備上,雙目相機(jī)的設(shè)計(jì)往往還需要考慮體積,需要選擇芯片封裝較小且高性能的GS圖像傳感器芯片,2顆芯片的控制和輸出需要嚴(yán)格同步。同時(shí)雙目相機(jī)在組裝精度方面也有較高的要求。同時(shí)因?yàn)槭请姵貞?yīng)用,對于低功耗的需求也是非常重要的。
c) 在進(jìn)行ToF產(chǎn)品設(shè)計(jì)的時(shí)候,電源設(shè)計(jì)以及VCSEL驅(qū)動電路設(shè)計(jì)往往會存在挑戰(zhàn),如何能確保VCSEL能達(dá)到滿意的反光功率是需要重點(diǎn)考慮,存在一版不成功需要改版的風(fēng)險(xiǎn);iToF 相機(jī)的內(nèi)參校正硬件治具設(shè)計(jì)和方案往往也是工程師比較頭疼的地方。
3 安森美的解決方案
a)安森美每顆傳感器都會提供推薦的鏡頭選型表,包括市場上常用的鏡頭,以及配合客戶進(jìn)行鏡頭定制、鏡頭性能測試評估。
b)安森美不僅僅提供優(yōu)異圖像傳感器芯片,其完整的參考設(shè)計(jì)文檔和應(yīng)用手冊更是能幫助客戶簡化設(shè)計(jì),節(jié)約產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期。安森美圖像傳感器支持多種相機(jī)同步模式,且功耗水平往往優(yōu)于市場上同類產(chǎn)品;值得一提的是,安森美針對主流應(yīng)用的市場,都進(jìn)行了PRISM模組的設(shè)計(jì)與生產(chǎn),客戶在前期評估的時(shí)候,可以直接從安森美購買到模組,大大節(jié)約了開發(fā)成本和開發(fā)時(shí)間。
c)針對目前市場上iToF 產(chǎn)品普遍分辨率不高,測量距離不太長、抗陽光干擾性能不佳的痛點(diǎn),安森美推出了全新的1.2 M 像素的iToF 產(chǎn)品AF0130, 這是一款小尺寸的(1/3 寸)的BSI 全局快門傳感器芯片,芯片內(nèi)部集成了深度計(jì)算模塊、可以直接輸出深度信息;內(nèi)部有緩存模塊從而大大降低了運(yùn)動物體的artifact;其特有的Smart iToF 模式以及940 nm >40% 的QE,使其在室外陽光下也有比較好的測量精度。同時(shí),AF0130 的校正方法也比較簡單,無需客戶進(jìn)行復(fù)雜的物體移動治具來進(jìn)行校正,大大降低了開發(fā)成本跟生產(chǎn)效率。
(本文來源于《EEPW》202411)
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