وبلاگ شرکت در مورد SONY IMX646-AAMR-C 1/2.5 اینچ حسگر دید مبتنی بر رویداد با سرعت بالا

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. سونی را تامین می کندIMX646-AAMR-Cسنسور تصویر 1/2.5 اینچی رویداد محور با سرعت بالا با تقریباً 0.92 میلیون پیکسل موثر.

سونیIMX646-AAMR-Cنسل جدیدی از سنسورهای بینایی رویداد محور با سرعت بالا (EVS) است که توسط Sony Semiconductor با همکاری Prophesee ساخته شده است و دارای فرمت اپتیکال 1/2.5 اینچی (مورب 7.1 میلی متر) است. به لطف معماری پیکسلی نوآورانه و مکانیزم حسگر رویداد، به طور کامل از محدودیت‌های نرخ فریم سنسورهای تصویربرداری مبتنی بر فریم سنتی رهایی می‌یابد. با مزایای اصلی مانند اکتساب رویداد ناهمزمان، تأخیر بسیار کم در سطح میکروثانیه، و محدوده دینامیکی فوق‌العاده بالا، به خوبی با نیازهای درک صحنه پویا با سرعت بالا سازگار است. این به عنوان یک جزء بصری هسته با کارایی بالا برای اتوماسیون صنعتی، رباتیک هوشمند، امنیت بالا، و برنامه های اندازه گیری و کنترل هوشمند عمل می کند.

I. موقعیت یابی هسته و مزایای معماری IMX646-AAMR-C

IMX646-AAMR-C یک سنسور با وضوح بالا و رویداد محور است که برای کاربردهای دید با سرعت بالا طراحی شده است. برخلاف سنسورهای سنتی CMOS که با نرخ فریم ثابت با نوردهی متوالی فریم و خروجی کلی کار می‌کنند، این سنسور از معماری تشخیص رویداد ناهمزمان در سطح پیکسل استفاده می‌کند. هر پیکسل به طور مستقل تغییرات روشنایی را در زمان واقعی نظارت می کند، مختصات پیکسل، مهرهای زمانی، داده های قطب روشنایی را تنها زمانی که تغییر ناگهانی در روشنایی تشخیص داده شود، خروجی می دهد. مناطق ایستا بدون تغییر روشنایی، داده‌های اضافی تولید نمی‌کنند، در نتیجه حالت سنجش «دستیابی به تقاضا، خروجی کارآمد» در سطح سخت‌افزار را تحقق می‌بخشند.

از لحاظ سخت‌افزاری، از فرآیند پیکسل‌های انباشته سونی استفاده می‌کند و دارای اندازه پیکسل فوق‌العاده کوچک پیشرو در صنعت 4.86 میکرومتر است. این امر وضوح بالای 1280×720 (تقریباً 920000 پیکسل مؤثر) را تضمین می کند و در عین حال ردپای فیزیکی سنسور را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد و دقت تصویربرداری را با نیاز به طراحی دستگاه فشرده متعادل می کند. این تراشه یک مدار تبدیل لگاریتمی I/V، یک واحد تشخیص تغییر روشنایی و یک مدار داوری را ادغام می‌کند و امکان تشخیص رویداد، فیلتر سیگنال و تهویه داده‌ها را بدون نیاز به تراشه‌های کمکی خارجی فراهم می‌کند. این به طور قابل توجهی یکپارچگی را افزایش می دهد و پیچیدگی توسعه سخت افزار را برای دستگاه های نهایی کاهش می دهد.

II.IMX646-AAMR-Cمشخصات سخت افزار اصلی و عملکرد استثنایی

این سنسور با بهره‌گیری از طراحی پیکسل اختصاصی و بهینه‌سازی مدار، به عملکرد پیشرو در صنعت در سه بعد اصلی دست می‌یابد: سرعت پاسخ، محدوده دینامیکی و عملکرد در نور کم. تمام پارامترهای اصلی برای اطمینان از مناسب بودن برای محیط‌های عملیاتی سخت، کالیبراسیون صنعتی را انجام داده‌اند.

1. تاخیر بسیار کم و پاسخ با سرعت بالا

راIMX646-AAMR-Cبر محدودیت‌های نرخ فریم حسگرهای سنتی غلبه می‌کند تا به حسگری در زمان واقعی کاملاً مبتنی بر رویداد دست یابد. در شرایط نوری استاندارد 1000 لوکس، تأخیر کلی پاسخ ≤800 میکرو ثانیه است و حداکثر تأخیر آن به 300 میکروثانیه می رسد. این امکان ثبت دقیق مسیرهای آنی اهداف متحرک با سرعت بالا را در فواصل میلی ثانیه ای فراهم می کند و تاری حرکت و تأخیر تصویر مرتبط با تصویربرداری سنتی را کاملاً از بین می برد. حتی در شرایط نور بسیار کم 0.3 لوکس، تأخیر در 9000 میکرو ثانیه باقی می‌ماند و واکنش سرعت بالا را با سازگاری در نور کم متعادل می‌کند. این باعث می شود که آن را برای سناریوهایی مانند بازرسی خط تولید با سرعت بالا، اجتناب از موانع پویا برای هواپیماهای بدون سرنشین و ردیابی حرکت با سرعت بالا کاملاً مناسب کند.

2. تصویربرداری با دامنه دینامیکی فوق العاده بالا

مجهز به یک مدار پیکسلی پاسخ لگاریتمی داخلی،IMX646-AAMR-Cمحدوده دینامیکی بیش از 110 دسی بل را به دست می آورد که محدوده نوردهی بسیار وسیعی از 30 میلی لوکس تا 100 کیلو لوکس را پوشش می دهد. این دستگاه قادر به مدیریت سناریوهای پیچیده شامل نور مستقیم قوی، مناطق سایه دار با نور کم، و انتقال سریع بین نور و تاریکی است. در شرایط نور پس‌زمینه، نظارت با شدت بالا در فضای باز، و محیط‌های صنعتی با شرایط نور و تاریک متناوب، به طور موثر جزئیات را در مناطق روشن و تاریک حفظ می‌کند و مشکلات نوردهی بیش از حد و کم نور را حذف می‌کند، با تحمل تصویر بسیار بیشتر از حسگرهای مبتنی بر قاب سنتی.

3. تصویربرداری پایدار و کم نویز

راIMX646-AAMR-Cسنسور سرکوب صدای پس زمینه عالی را ارائه می دهد. تحت نور استاندارد 1000 لوکس، نرخ رویداد پس‌زمینه فقط 0.1 هرتز است. در شرایط نور کم 0.3 lx، نرخ رویداد پس‌زمینه بالاتر از 5 هرتز نیست. عدم یکنواختی آستانه کنتراست پیکسل ≤6٪ است که به طور موثر خروجی رویدادهای نویز کاذب را کاهش می دهد، بار محاسباتی روی الگوریتم های فیلتر پایین دست را کاهش می دهد و از دقت درک و ثبات در صحنه های پویا با سرعت بالا اطمینان حاصل می کند.

4. مشخصات سخت افزاری اساسی

راIMX646-AAMR-Cدارای فرمت نوری استاندارد 1/2.5 اینچی، با وضوح پیکسل موثر 1280 (H) × 720 (V)، در مجموع حدود 0.92 میلیون پیکسل موثر، و اندازه پیکسل 4.86 میکرومتر × 4.86 میکرومتر. این دستگاه از یک بسته 156 پین LGA با ابعاد خارجی 13 × 13 میلی‌متر استفاده می‌کند که یک فرم فشرده مناسب برای ادغام در دستگاه‌های کوچک ارائه می‌دهد. منبع تغذیه از سه خط مجزا تشکیل شده است: 3.0 ولت برای آنالوگ، 1.1 ولت و 1.8 ولت برای دیجیتال، با کنترل مصرف برق عالی، که آن را برای عملکرد مداوم طولانی مدت مناسب می کند.

III. راIMX646-AAMR-Cویژگی های هوشمند گسترده

IMX646-AAMR-C چندین عملکرد اختصاصی پردازش تصویر و بهینه سازی رویداد را ادغام می کند. پارامترها را می توان به طور انعطاف پذیر از طریق رجیسترها پیکربندی کرد تا نیازهای ادراک سفارشی شده را در سناریوهای مختلف برآورده کند و عملکرد و قابلیت توسعه استثنایی را ارائه دهد.

- تنظیم پارامتر چند بعدی: از سفارشی سازی آستانه کنتراست، تاخیر پاسخ و زمان مرده پشتیبانی می کند. در ترکیب با فیلتر کاهش نویز آنالوگ، این امکان بهینه سازی دقیق خروجی رویداد را بر اساس نور صحنه و سرعت حرکت فراهم می کند و نیازهای تشخیص را با دقت متفاوت برآورده می کند.

- جذب ROI انعطاف پذیر: از سه نوع عملکرد ROI پشتیبانی می کند - تعریف منطقه دلخواه از طریق ماتریس، حالت پنجره، و برش دیجیتال - امکان قفل کردن مناطق شناسایی هدف و پوشاندن مناطق تصویر نامربوط، در نتیجه کاهش بیشتر حجم داده ها و افزایش کارایی تشخیص.

- عملکردهای پردازش رویداد حرفه ای: عملکردهای ضد سوسو داخلی، فیلتر رویداد و آمار نرخ رویداد به طور خودکار رویدادهای نامعتبر ناشی از سوسو زدن نور و تداخل محیطی را فیلتر می کنند. پشتیبانی از پوشش پیکسل و وارونگی قطبیت رویداد برای سازگاری با منطق پردازش الگوریتمی متنوع.

- مکانیسم همگام سازی چند دستگاه: از حالت master-slave برای عملکرد همگام چندین سنسور پشتیبانی می کند، امکان همگام سازی زمانی دقیق در سیستم های دید چند دوربینی را برای برآورده کردن نیازهای برنامه های کاربردی پیشرفته مانند بازسازی سه بعدی، محدوده استریو و تشخیص مشارکتی در مقیاس بزرگ فراهم می کند.

- کمک آگاهی از محیط زیست: دماسنج و لوکس متر یکپارچه (حالت های تشخیص دوگانه برای روشنایی مطلق و نسبی) امکان جمع آوری بیدرنگ دمای عملکرد دستگاه و داده های نور محیط را فراهم می کند و پشتیبانی از داده ها را برای تنظیم تطبیقی ​​پارامترهای تصویربرداری و افزایش سازگاری محیطی دستگاه فراهم می کند.

IV.IMX646-AAMR-Cرابط پرسرعت و مشخصات خروجی داده

برای برآورده کردن الزامات انتقال داده های رویداد با سرعت بالا،IMX646-AAMR-Cمجهز به یک رابط انتقال با سرعت دو حالته است که از سوئیچینگ پیکربندی انعطاف پذیر برای تطبیق دستگاه های ترمینال با نیازهای پهنای باند متفاوت پشتیبانی می کند. این رابط شامل دو حالت انتقال است: MIPI (قابل تعویض بین 1 کانال و 2 کانال) و SLVS (قابل تعویض بین 2 کانال و 4 کانال). پهنای باند انتقال با سرعت بالا خروجی بدون تأخیر حجم عظیمی از داده‌های رویداد آنی را تضمین می‌کند و مسائل مربوط به ازدحام و از دست دادن داده را حذف می‌کند.

همچنین با EVT 2.1 و EVT 3.0، دو فرمت اصلی خروجی رویداد سازگار است. EVT 3.0 از حالت فشرده سازی کدگذاری 16 بیتی استفاده می کند که به طور قابل توجهی پهنای باند انتقال داده و نیازهای ذخیره سازی را کاهش می دهد. این به طور موثر بار محاسباتی روی تراشه میزبان پشتیبان را کاهش می دهد، سرعت پاسخ و ثبات عملیاتی کل سیستم بینایی را افزایش می دهد و آن را برای استقرار در دستگاه های تعبیه شده سبک وزن مناسب می کند.

V. سناریوهای کاربردی اصلی ازIMX646-AAMR-C

این سنسور با بهره گیری از مزایای جامع سرعت بالا، تأخیر کم، محدوده دینامیکی بالا و مصرف توان محاسباتی کم، به طور ایده آل برای سناریوهای مختلف سنجش بینایی پویا با سرعت بالا، با طیف گسترده ای از حوزه های کاربردی اصلی مناسب است:

- تولید هوشمند صنعتی: تشخیص عیب خط مونتاژ با سرعت بالا، اندازه‌گیری ابعاد پویا قطعات دقیق، ردیابی مسیر حرکت در زمان واقعی بازوهای رباتیک، و نظارت بر ارتعاش و جابجایی تجهیزات. استفاده از تأخیر در سطح میکروثانیه برای دستیابی به کنترل کیفیت و کنترل حرکت با دقت بالا.

- رباتیک هوشمند: اجتناب از موانع پویا، مدل‌سازی محیطی در زمان واقعی و ردیابی انسان برای روبات‌های خدماتی و روبات‌های متحرک صنعتی. درک محیطی با سرعت بالا را بدون نیاز به قدرت محاسباتی بالا فعال می کند و حساسیت پاسخ حرکتی ربات را افزایش می دهد.

- نظارت امنیتی پیشرفته: گرفتن هدف پویا در روز و شب در فضای باز، ردیابی عابران پیاده و وسایل نقلیه با حرکت سریع، و نظارت در سناریوهای نور پس زمینه و با شدت بالا. با دامنه دینامیکی بسیار بالا و تأخیر کم، مشکلاتی مانند تاری حرکت در حرکات با سرعت بالا و شکست تصویربرداری در صحنه‌های با کنتراست بالا که سیستم‌های نظارت سنتی با آن مواجه می‌شوند را برطرف می‌کند.

- تحقیقات علمی و اندازه‌گیری تخصصی: مشاهده آزمایش‌های علمی با سرعت بالا، نظارت و کنترل دینامیکی ابزارهای دقیق، اجتناب از موانع با سرعت بالا در ارتفاع پایین برای هواپیماهای بدون سرنشین، و درک پویا برای بازی‌های تعاملی - همه سناریوهایی که عملکرد و دقت در زمان واقعی را می‌طلبند.

VI. مزایای رقابتی اصلیIMX646-AAMR-C

در مقایسه با سنسورهای تصویر مبتنی بر قاب سنتی و سنسورهای رویداد محور مشابه، مزایای اصلی سونیIMX646-AAMR-Cدر چهار حوزه کلیدی قرار دارد: اول، عملکرد بی‌رقیب در زمان واقعی، با تأخیر در سطح میکروثانیه که آن را از محدودیت‌های نرخ فریم برای ثبت جزئیات پویا زودگذر رها می‌کند. ثانیا، کارایی استثنایی داده، خروجی تنها رویدادهای دینامیکی معتبر و در عین حال کاهش شدید داده های اضافی، در نتیجه کاهش هزینه های محاسباتی و پهنای باند تا بیش از 50٪. ثالثا، سازگاری محیطی قوی: یک محدوده دینامیکی بسیار گسترده همراه با طراحی بسیار کم نویز، مناسب بودن را برای شرایط پیچیده عملیاتی، از جمله روز و شب، انتقال بین روشنایی و تاریکی، و محیط‌هایی با نور قوی و ضعیف تضمین می‌کند. چهارم، یکپارچگی بالا و سهولت اجرا: مجموعه کامل داخلی از مدارهای پردازش سیگنال و عملکردهای قابل تنظیم، همراه با رابط های استاندارد شده با سرعت بالا، چرخه تحقیق و توسعه را برای محصولات کاربر نهایی به طور قابل توجهی کوتاه می کند و تولید انبوه در مقیاس بزرگ را تسهیل می کند.

VII. خلاصه ای ازIMX646-AAMR-C

سنسور بینایی رویداد محور سونی IMX646-AAMR-C 1/2.5 اینچی با سرعت بالا، فناوری پیشرفته پردازش CMOS انباشته سونی را با فناوری سنجش رویداد بالغ Prophesee ترکیب می‌کند و کاستی‌های سنسورهای بینایی سنتی را در صحنه‌های پویا با سرعت بالا، شرایط نورپردازی پیچیده‌تر و محیط‌های کم‌پیچیده‌تر و نورپردازی کم‌تر برطرف می‌کند. وضوح با وضوح بالا، تأخیر بسیار کم در سطح میکروثانیه، محدوده دینامیکی فوق‌العاده بالا و یکپارچگی سبک وزن، آن را به عنصر اصلی ترجیحی برای سیستم‌های بینایی نسل بعدی در اتوماسیون صنعتی، روباتیک هوشمند و برنامه‌های امنیتی پیشرفته تبدیل می‌کند، که تکامل هوشمند بینایی ماشین را از «تصویربرداری مبتنی بر قاب» به «تصویربرداری مبتنی بر فریم» به سمت «تصویربرداری مبتنی بر فریم» می‌سازد.