3D相機的設(shè)計難點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（視覺同時定位與建圖）應(yīng)用。同時，安森美也有高性價比、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)用的痛點是什么

目前市場上的3D相機產(chǎn)品主要是雙目相機、結(jié)構(gòu)光相機、ToF相機，每種設(shè)計都有其局限性。例如，雙目相機在低照度下精度不佳，面對特征點少的平坦墻壁也存在挑戰(zhàn)，對計算能力要求較高；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)計的難點，比如景深、光圈、角度、畸變、MTF、成本之間的平衡，往往為了一個最佳的產(chǎn)品需要進(jìn)行鏡頭的定制。

b) 在AGV/AMR 等移動設(shè)備上，雙目相機的設(shè)計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。同時雙目相機在組裝精度方面也有較高的要求。同時因為是電池應(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)計的時候，電源設(shè)計以及VCSEL驅(qū)動電路設(shè)計往往會存在挑戰(zhàn)，如何能確保VCSEL能達(dá)到滿意的反光功率是需要重點考慮，存在一版不成功需要改版的風(fēng)險；iToF 相機的內(nèi)參校正硬件治具設(shè)計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)計文檔和應(yīng)用手冊更是能幫助客戶簡化設(shè)計，節(jié)約產(chǎn)品設(shè)計周期。安森美圖像傳感器支持多種相機同步模式，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)計與生產(chǎn)，客戶在前期評估的時候，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，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，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）