وبلاگ شرکت در مورد حسگر تصویربرداری مستقیم زمان پرواز (dToF) VI4331 - حسگر عمق 3DToF

سنسور تصویربرداری VI4331 Direct Time-of-Flight (dToF) - سنسور عمق 3DToF

شرکت الکترونیک شنژن مینگجیادا، با مسئولیت محدود — عرضه طولانی مدت سنسورهای تصویربرداری VI4331 Direct Time-of-Flight (dToF) - سنسورهای عمق 3DToF. جزئیات محصول به شرح زیر است:

معماری اصلی: سیستم تشخیص تک فوتونی بسیار یکپارچه
بنیان عملکرد VI4331 از معماری یکپارچه پیچیده آن ناشی می‌شود. با ادغام یکپارچه تشخیص اصلی، پردازش سیگنال و ماژول‌های کنترل، هماهنگی کارآمدی را در سراسر زنجیره تشخیص-پردازش-کنترل به دست می‌آورد. اجزای اصلی آن حول فناوری تشخیص تک فوتونی ساخته شده‌اند و یک سیستم حلقه بسته حس عمق کامل را تشکیل می‌دهند.

هسته سنسور VI4331 شامل یک آرایه پیکسل فوتودیود بهمنی تک فوتونی (SPAD) 240×96 است. این آرایه با وضوح بالا برای دستیابی به ضبط عمق دقیق بسیار مهم است. دستگاه SPAD دارای حساسیت تشخیص در سطح تک فوتون است که امکان ضبط دقیق سیگنال‌های فوتون ضعیف منعکس شده از پالس‌های لیزر را فراهم می‌کند. این پایه سخت‌افزاری را برای اندازه‌گیری عمق در محیط‌های دوربرد و کم نور فراهم می‌کند. در کنار آرایه SPAD، مبدل زمان به دیجیتال (TDC) قرار دارد. این ماژول تفاوت زمان پرواز بین انتشار و دریافت پالس لیزر را با دقت بالا ثبت می‌کند و اطلاعات زمان فیزیکی را به سیگنال‌های دیجیتال تبدیل می‌کند تا پشتیبانی داده‌های اصلی را برای محاسبه عمق فراهم کند.

برای فعال کردن پردازش عمق در زمان واقعی، VI4331 یک پردازنده DSP عمق اختصاصی را ادغام می‌کند. این شامل ماژول پردازش سیگنال عمق Gen2 DSP اختصاصی CoreVision است که به سرعت عملیات پیچیده‌ای از جمله تبدیل زمان پرواز، فیلتر نویز و تولید ابر نقاط را انجام می‌دهد. خروجی یک تصویر عمق با وضوح 240×96 با دقت زیر میلی‌متر است. این طراحی یکپارچه 'تشخیص-تبدیل-محاسبه' روی تراشه، تأخیر انتقال سیگنال را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد و پاسخگویی سیستم را افزایش می‌دهد.

ویژگی‌های فنی: قابلیت‌های ادراکی انعطاف‌پذیر و قابل کنترل با پیوند کامل
VI4331 بهینه‌سازی‌های جامعی را در طراحی رابط، کنترل روشنایی و قابلیت برنامه‌ریزی انجام می‌دهد و عملکرد بالا را با انعطاف‌پذیری کاربردی متعادل می‌کند تا نیازهای مختلف یکپارچه‌سازی سیستم را برآورده کند.

رابط‌ها و فرمت‌های داده متنوع
سنسور VI4331 دارای یک رابط MIPI CSI-2 با سرعت بالا به عنوان کانال انتقال داده اصلی خود است. این نه تنها از خروجی تصویربرداری عمق با نرخ فریم بالا 30 فریم بر ثانیه پشتیبانی می‌کند، بلکه دو فرمت داده پیکسل را نیز در خود جای می‌دهد: حالت هیستوگرام و حالت DSP. حالت هیستوگرام داده‌های توزیع زمان پرواز فوتون خام را خروجی می‌دهد و فرصت‌هایی را برای بهینه‌سازی سیگنال سطح پایین در اختیار توسعه‌دهندگان قرار می‌دهد. در حالی که حالت DSP مستقیماً اطلاعات عمق پردازش شده و دقیق را خروجی می‌دهد و پیچیدگی یکپارچه‌سازی سیستم را ساده می‌کند. این طراحی دو حالته نیازهای توسعه ثانویه را در سناریوهای حرفه‌ای برآورده می‌کند و در عین حال نیازهای یکپارچه‌سازی کارآمد محصولات تولید انبوه را نیز برآورده می‌کند.

کنترل روشنایی هوشمند و گسترش چند کاناله

با توجه به الزامات کنترل مشترک برای سیستم‌های روشنایی لیزر، VI4331 یک کنترل‌کننده روشنایی یکپارچه و چهار محرک لیزر مستقل را در خود جای داده است که از پیکربندی‌های VCSEL (لیزر ساطع‌کننده سطح حفره عمودی) قابل آدرس‌دهی در حداکثر چهار کانال روشنایی پشتیبانی می‌کند. آرایه حساس به نور آن اسکن یک‌بعدی یک‌طرفه را تسهیل می‌کند، به طوری که هر سیگنال درایو لیزر با یک چهارم آرایه تصویربرداری مطابقت دارد. این امکان همگام‌سازی دقیق با زمان اسکن داخلی سنسور را فراهم می‌کند و راه‌حل‌های اسکن حالت جامد کارآمد را هنگام جفت شدن با لیزرهای قابل آدرس‌دهی فعال می‌کند. این طراحی نه تنها یکنواختی روشنایی و پایداری برد را افزایش می‌دهد، بلکه قابلیت‌های تنظیم نور انعطاف‌پذیری را نیز فراهم می‌کند و با الزامات تشخیص در فواصل و سناریوهای مختلف سازگار می‌شود.

قابلیت برنامه‌ریزی پیشرفته و سازگاری سیستم

میکروکنترلر (MCU) یکپارچه VI4331 قابلیت برنامه‌ریزی قدرتمندی را ارائه می‌دهد و امکان بهینه‌سازی عملکرد و گسترش عملکرد را از طریق پچ‌های نرم‌افزاری فراهم می‌کند. این امر سازگاری با سناریوهای کاربردی جدید و ارتقاء الگوریتم‌ها را بدون اصلاح سخت‌افزار تسهیل می‌کند. علاوه بر این، رابط SPI داخلی سنسور عملکردهای هسته‌ای دوگانه را انجام می‌دهد: مستقیماً پیکربندی درایورهای دیود لیزر (LDD) پایین‌دستی برای کنترل دقیق سیستم روشنایی، در حالی که امکان دسترسی مستقیم به داده‌های کالیبراسیون و کد میان‌افزار را در حافظه ماژول (به عنوان مثال، EEPROM یا Flash) فراهم می‌کند. این روش‌های اولیه و کالیبراسیون سیستم را ساده می‌کند و سازگاری تولید انبوه و سهولت نگهداری را افزایش می‌دهد.

سناریوهای کاربردی: ارتقاء ادراک هوشمند را در چندین دامنه توانمند می‌کند
با بهره‌گیری از عملکرد بالا، فرم فاکتور جمع و جور و مقرون به صرفه بودن، VI4331 پتانسیل کاربردی گسترده‌ای را در بخش‌های مختلف نشان می‌دهد و خود را به عنوان راه‌حل حسگر ترجیحی برای لوازم الکترونیکی مصرفی و محیط‌های صنعتی معرفی می‌کند.

در زمینه رباتیک خدمات، VI4331 به عنوان جزء اصلی عمل می‌کند که نقشه‌برداری داخلی مبتنی بر SLAM و اجتناب از موانع را برای دستگاه‌هایی مانند جاروبرقی‌های رباتیک فعال می‌کند. خروجی ابر نقطه با دقت بالا آن به طور همزمان دو نیاز را برآورده می‌کند: اولاً، فریم‌های ناوبری و موقعیت‌یابی را با حداکثر 16 خط و برد 10 متر فراهم می‌کند و از برنامه‌ریزی مسیر دقیق پشتیبانی می‌کند. ثانیاً، فریم‌های تشخیص اجتناب از موانع را با وضوح بالا و میدان دید وسیع خروجی می‌دهد و موانع کوچک را با دقت تشخیص می‌دهد. این مشکلات لکنت ناوبری و اجتناب از موانع نادرست را که در ربات‌های سنتی رایج است، حل می‌کند.

در برنامه‌های نظارت امنیتی و تشخیص رفتاری، ترکیب نرخ فریم بالا 30 فریم بر ثانیه و میدان دید وسیع، امکان ردیابی دقیق اهداف پویا و تجزیه و تحلیل رفتاری را فراهم می‌کند. دقت زیر میلی‌متر تغییرات حرکتی کوچک را ثبت می‌کند و پشتیبانی داده قابل اعتمادی را برای سیستم‌های امنیتی هوشمند فراهم می‌کند. علاوه بر این، سنسور VI4331 در رادارهای لیزری 2D/3D dToF حالت جامد درجه مصرف‌کننده، اجتناب از موانع پهپاد و ترمینال‌های تعاملی هوشمند کاربرد دارد. قابلیت‌های یکپارچه‌سازی انعطاف‌پذیر و عملکرد پایدار آن، ارتقاء هوشمند را در دستگاه‌های مختلف هدایت می‌کند.

الکترونیک مینگجیادا عرضه طولانی مدت تراشه‌های زیر را حفظ می‌کند:
VI4331
SIF7010
OPN8018
OPN8008P
OPN8001C
NP2F3202
NP2F2401
SIF2610
S15743-01WT
OPT8241
SPD1178API
MPQ3425DL
EPC2051
LMG1020YFFR
LMH32401IRGTR
TPC112S8U

برای اطلاعات بیشتر در مورد محصول مربوط به سنسور VI4331 3D ToF یا برای استعلام نمونه‌ها، لطفاً از الکترونیک مینگجیادا (https://www.integrated-ic.com/) برای جزئیات عرضه اضافی دیدن کنید.