Blog dell'azienda VI4331 Sensore di imaging Direct Time-of-Flight (dToF) - Sensore di profondità 3DToF

VI4331 Sensore di imaging Direct Time-of-Flight (dToF) - Sensore di profondità 3DToF

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. — Fornitura a lungo termine di sensori di imaging Direct Time-of-Flight (dToF) VI4331 - Sensori di profondità 3DToF. I dettagli del prodotto sono i seguenti:

Architettura principale: sistema di rilevamento a singolo fotone altamente integrato
Il fondamento delle prestazioni del VI4331 deriva dalla sua sofisticata architettura integrata. Unendo perfettamente i moduli principali di rilevamento, elaborazione del segnale e controllo, raggiunge un'efficiente coordinazione end-to-end sull'intera catena di rilevamento-elaborazione-controllo. I suoi componenti principali sono costruiti attorno alla tecnologia di rilevamento a singolo fotone, formando un sistema chiuso di rilevamento della profondità completo.

Il core del sensore VI4331 incorpora un array di pixel a fotodiodo a valanga a singolo fotone (SPAD) da 240×96. Questo array ad alta risoluzione è fondamentale per ottenere una precisa acquisizione della profondità. Il dispositivo SPAD possiede una sensibilità di rilevamento a livello di singolo fotone, consentendo una precisa acquisizione di deboli segnali fotonici riflessi dagli impulsi laser. Questo fornisce la base hardware per la misurazione della profondità in ambienti a lungo raggio e a bassa illuminazione. In tandem con l'array SPAD c'è il convertitore tempo-digitale (TDC) front-end. Questo modulo registra la differenza di tempo di volo tra l'emissione e la ricezione dell'impulso laser con alta precisione, convertendo le informazioni temporali fisiche in segnali digitali per fornire dati di supporto fondamentali per il calcolo della profondità.

Per abilitare l'elaborazione della profondità in tempo reale, il VI4331 integra un processore DSP dedicato alla profondità. Questo incorpora il modulo di elaborazione del segnale di profondità DSP Gen2 proprietario di CoreVision, che esegue rapidamente operazioni complesse tra cui la conversione del tempo di volo, il filtraggio del rumore e la generazione di nuvole di punti. L'output è un'immagine di profondità a risoluzione 240×96 con una precisione sub-millimetrica. Questo design 'rilevamento-conversione-calcolo' integrato su chip riduce sostanzialmente la latenza di trasmissione del segnale, migliorando la reattività del sistema.

Caratteristiche tecniche: capacità di percezione full-link flessibili e controllabili
Il VI4331 subisce un'ottimizzazione completa nella progettazione dell'interfaccia, nel controllo dell'illuminazione e nella programmabilità, bilanciando alte prestazioni con flessibilità applicativa per soddisfare diverse esigenze di integrazione del sistema.

Diverse interfacce e formati dati
Il sensore VI4331 presenta un'interfaccia MIPI CSI-2 ad alta velocità come canale principale di trasmissione dati. Questo non solo supporta l'output di imaging di profondità ad alta frequenza di fotogrammi a 30 fps, ma supporta anche due formati di dati pixel: Modalità Istogramma e Modalità DSP. La Modalità Istogramma emette dati grezzi sulla distribuzione del tempo di volo dei fotoni, offrendo agli sviluppatori opportunità di ottimizzazione del segnale di basso livello; mentre la modalità DSP emette direttamente informazioni di profondità precise ed elaborate, semplificando la complessità dell'integrazione del sistema. Questo design a doppia modalità soddisfa i requisiti di sviluppo secondario in scenari professionali, soddisfacendo al contempo le esigenze di integrazione efficiente dei prodotti prodotti in serie.

Controllo intelligente dell'illuminazione ed espansione multicanale

Per soddisfare i requisiti di controllo collaborativo per i sistemi di illuminazione laser, il VI4331 incorpora un controller di illuminazione integrato e quattro trigger laser indipendenti, supportando configurazioni VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) indirizzabili su un massimo di quattro canali di illuminazione. Il suo array fotosensibile facilita la scansione unidirezionale unidimensionale, con ogni segnale di pilotaggio laser corrispondente a un quarto dell'array di imaging. Ciò consente la sincronizzazione precisa con il tempo di scansione interno del sensore, consentendo soluzioni di scansione a stato solido efficienti se abbinato a laser indirizzabili. Questo design non solo migliora l'uniformità dell'illuminazione e la stabilità della portata, ma fornisce anche capacità di regolazione della luce flessibili, adattandosi ai requisiti di rilevamento su distanze e scenari variabili.

Programmabilità migliorata e compatibilità del sistema

Il microcontroller (MCU) integrato del VI4331 offre una potente programmabilità, consentendo l'ottimizzazione delle prestazioni e l'espansione funzionale tramite patch software. Ciò facilita l'adattamento a nuovi scenari applicativi e aggiornamenti degli algoritmi senza modifiche hardware. Inoltre, l'interfaccia SPI integrata del sensore svolge due funzioni principali: configurare direttamente i driver dei diodi laser (LDD) a valle per un controllo preciso del sistema di illuminazione, consentendo al contempo l'accesso diretto ai dati di calibrazione e al codice firmware all'interno della memoria del modulo (ad esempio, EEPROM o Flash). Ciò semplifica le procedure di inizializzazione e calibrazione del sistema, migliorando la coerenza della produzione di massa e la convenienza della manutenzione.

Scenari applicativi: potenziare gli aggiornamenti della percezione intelligente in più domini
Sfruttando le sue alte prestazioni, il fattore di forma compatto e l'economicità, il VI4331 dimostra un ampio potenziale applicativo in diversi settori, affermandosi come la soluzione di rilevamento preferita per l'elettronica di consumo e gli ambienti industriali.

Nel campo della robotica di servizio, il VI4331 funge da componente principale che abilita la mappatura interna basata su SLAM e l'evitamento degli ostacoli per dispositivi come gli aspirapolvere robotici. Il suo output di nuvole di punti ad alta precisione soddisfa simultaneamente due requisiti: in primo luogo, fornisce fotogrammi di navigazione e posizionamento con un massimo di 16 linee e un raggio di 10 metri, supportando una pianificazione precisa del percorso; in secondo luogo, emette fotogrammi di riconoscimento dell'evitamento degli ostacoli con alta risoluzione e un ampio campo visivo, rilevando accuratamente i minimi ostacoli. Questo risolve i problemi di navigazione a scatti e di evitamento impreciso degli ostacoli comuni nei robot tradizionali.

All'interno delle applicazioni di sorveglianza di sicurezza e di rilevamento comportamentale, la combinazione di un'elevata frequenza di fotogrammi a 30 fps e di un ampio campo visivo consente il tracciamento preciso di obiettivi dinamici e l'analisi comportamentale. La precisione sub-millimetrica cattura minime variazioni di movimento, fornendo un supporto dati affidabile per i sistemi di sicurezza intelligenti. Inoltre, il sensore VI4331 trova applicazione nei radar laser 2D/3D dToF a stato solido di livello consumer, nell'evitamento degli ostacoli dei droni e nei terminali interattivi intelligenti. Le sue capacità di integrazione flessibili e le prestazioni stabili guidano gli aggiornamenti intelligenti su diversi dispositivi.

Mingjiada Electronics mantiene la fornitura a lungo termine dei seguenti chip:
VI4331
SIF7010
OPN8018
OPN8008P
OPN8001C
NP2F3202
NP2F2401
SIF2610
S15743-01WT
OPT8241
SPD1178API
MPQ3425DL
EPC2051
LMG1020YFFR
LMH32401IRGTR
TPC112S8U

Per ulteriori informazioni sul prodotto relative al sensore 3D ToF VI4331 o per richiedere campioni, visitare Mingjiada Electronics (https://www.integrated-ic.com/) per ulteriori dettagli sulla fornitura.