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(cè)量的完整布局

安森美(onsemi)在AGV/AMR、物流測(cè)量方面有完整的產(chǎn)品布局，在客戶(hù)端有非常多成功的應(yīng)用案例。安森美有高性?xún)r(jià)比、小尺寸、高幀率的AR 系列的全局快門(mén)圖像傳感器，支持彩色黑白，特別適合用在VSLAM（視覺(jué)同時(shí)定位與建圖）應(yīng)用。同時(shí)，安森美也有高性?xún)r(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(mén)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(lái)了革新的選擇。

2   工程師應(yīng)用的痛點(diǎn)是什么

目前市場(chǎng)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(duì)特征點(diǎn)少的平坦墻壁也存在挑戰(zhàn)，對(duì)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(cè)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(yáng)光下存在挑戰(zhàn)。各種挑戰(zhàn)歸納如下。

a) 工程師在開(kāi)發(fā)過(guò)程中會(huì)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(dòng)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(duì)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(dòng)電路設(shè)計(jì)往往會(huì)存在挑戰(zhàn)，如何能確保VCSEL能達(dá)到滿(mǎn)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(huì)提供推薦的鏡頭選型表，包括市場(chǎng)上常用的鏡頭，以及配合客戶(hù)進(jìn)行鏡頭定制、鏡頭性能測(cè)試評(píng)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(cè)更是能幫助客戶(hù)簡(jiǎn)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(chǎng)上同類(lèi)產(chǎn)品；值得一提的是，安森美針對(duì)主流應(yīng)用的市場(chǎng)，都進(jìn)行了PRISM模組的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)，客戶(hù)在前期評(píng)估的時(shí)候，可以直接從安森美購(gòu)買(mǎi)到模組，大大節(jié)約了開(kāi)發(fā)成本和開(kāi)發(fā)時(shí)間。

c)針對(duì)目前市場(chǎng)上iToF 產(chǎn)品普遍分辨率不高，測(cè)量距離不太長(zhǎng)、抗陽(yáng)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(mén)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(dòng)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(yáng)光下也有比較好的測(cè)量精度。同時(shí)，AF0130 的校正方法也比較簡(jiǎn)單，無(wú)需客戶(hù)進(jìn)行復(fù)雜的物體移動(dòng)治具來(lái)進(jìn)行校正，大大降低了開(kāi)發(fā)成本跟生產(chǎn)效率。

（本文來(lái)源于《EEPW》202411）