【導(dǎo)讀】隨著人工智能技術(shù)的普及，系統(tǒng)對環(huán)境深度信息的精度、速度和可靠性提出了更高要求。傳統(tǒng)圖像傳感器易產(chǎn)生光暈、拖影和運(yùn)動模糊等偽影，而激光雷達(dá)雖能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離測距，卻在分辨率和全視場覆蓋上存在局限。因此，為具體應(yīng)用挑選合適的深度感知技術(shù)，成為工程師面臨的核心挑戰(zhàn)。本文將探討安森美（onsemi）推出的Hyperlux ID間接飛行時間（iToF）深度傳感器如何通過創(chuàng)新技術(shù)，在中短距離應(yīng)用場景中實(shí)現(xiàn)高精度、高可靠性的深度感知，助力機(jī)器“看清”世界。
對機(jī)器視覺而言，要實(shí)現(xiàn)這種感知級別的識別能力，絕非易事。
當(dāng)機(jī)器執(zhí)行物體操作或規(guī)劃前方路徑時，其處理器需要在極短時間內(nèi)獲取盡可能多的深度數(shù)據(jù)點(diǎn)。傳統(tǒng)圖像傳感器會產(chǎn)生大量數(shù)字偽影，包括光暈、拖影、過飽和以及運(yùn)動模糊。這些偽影并非真實(shí)的環(huán)境信息，如果缺乏深度感知功能及深度數(shù)據(jù)的有效解析手段，機(jī)器的處理器將無法做出準(zhǔn)確推斷。我們固然可以寄希望于人工智能或機(jī)器學(xué)習(xí)算法，助力機(jī)器區(qū)分真實(shí)場景與虛假干擾。但這里真正需要的是一款性能強(qiáng)大且穩(wěn)定可靠的深度傳感器，從而讓機(jī)器無需再從不可靠的視覺證據(jù)中去推測真實(shí)場景。
本白皮書旨在探討如何為具體應(yīng)用挑選合適的深度傳感器。作為全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體器件制造商之一，安森美生產(chǎn)各類傳感器設(shè)備，包括基于CMOS的圖像傳感器、超聲波傳感器、短波紅外（SWIR）傳感器以及激光雷達(dá)。
正如本白皮書[PDF]中所闡述，激光雷達(dá)之所以能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離深度感知，是因?yàn)樗捎昧酥苯语w行時間（dToF）技術(shù)。當(dāng)應(yīng)用場景中最關(guān)鍵的數(shù)據(jù)需求是實(shí)時測距時，dToF技術(shù)能為激光雷達(dá)提供優(yōu)于其他深度感知方法的采集速率，并具備檢測激光回波路徑中多個物體的能力。通過采用二維單光子雪崩二極管（SPAD）和硅光電倍增管陣列（SiPM）技術(shù)，安森美激光雷達(dá)組件能夠探測最遠(yuǎn)300米范圍內(nèi)的單光子信號。
然而激光雷達(dá)在分辨率方面存在局限。為實(shí)現(xiàn)全視場覆蓋，激光雷達(dá)需對前方場景進(jìn)行掃描，就像用畫筆在整個畫布上逐步涂繪一樣。這種方式難以識別遠(yuǎn)方物體的特征，尤其在物體邊緣輪廓不夠清晰時，這一問題更為突出。
開發(fā)未來機(jī)器視覺應(yīng)用的工程師需要充分了解各類技術(shù)的差異，從而為自身的研發(fā)工作選擇合適的成像設(shè)備。
當(dāng)機(jī)器視覺系統(tǒng)檢測到其感知范圍內(nèi)存在物體時，它不僅需要判斷物體的距離，還需推斷物體的形狀與結(jié)構(gòu)。這要求系統(tǒng)通過更高密度的數(shù)據(jù)點(diǎn)采集，獲取前方場景的更多數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)更高的分辨率和保真度。例如：
工業(yè)安防系統(tǒng)聚焦大門或特定入口，探測約10米半徑內(nèi)的移動物體或活動跡象。
視頻會議系統(tǒng)拍攝畫面內(nèi)的人物，當(dāng)人物起身在室內(nèi)走動時，系統(tǒng)會自動調(diào)整構(gòu)圖與對焦。
倉庫和物流中心的庫存管理系統(tǒng)持續(xù)核驗(yàn)貨物庫存數(shù)量及其存儲位置。
工廠檢測系統(tǒng)對零部件不間斷檢測，排查潛在瑕疵和缺陷。
物流系統(tǒng)對貨物和包裹進(jìn)行常態(tài)化尺寸測量，以優(yōu)化運(yùn)輸方案并提升運(yùn)輸安全性。
車輛裝載系統(tǒng)持續(xù)不斷地將庫存貨架上的貨物轉(zhuǎn)移到運(yùn)輸車輛上。
此類應(yīng)用場景均需要高分辨率深度傳感器來識別前方的物體，并輔助軟件推斷抓取、搬運(yùn)或操作物體的最優(yōu)方案。通過物體的外形或結(jié)構(gòu)判斷其屬性，離不開深度感知技術(shù)的支持。這項(xiàng)任務(wù)的難點(diǎn)在于，圖像仍是二維平面信息。但借助一些技術(shù)手段，可從二維數(shù)據(jù)中推導(dǎo)三維空間信息。安森美最新推出的Hyperlux ID iToF深度傳感器，便集成了這類前沿技術(shù)。
安森美技術(shù)延伸閱讀
適用于汽車、物流等領(lǐng)域的遠(yuǎn)距離測距激光雷達(dá)組件。
面向自動駕駛車輛的先進(jìn)立體3D傳感技術(shù)。
用于自動駕駛及駕駛輔助車輛的超聲波傳感器，可輔助車輛規(guī)避障礙物（含泊車場景）。
適用于各種工業(yè)應(yīng)用的Hyperlux CMOS圖像傳感器，具備高動態(tài)范圍和優(yōu)異的低光性能。
深度感知的技術(shù)難題
距離屬于一維空間概念。激光束的特性恰好體現(xiàn)了一維空間感知方式的全部優(yōu)勢與局限。對于以激光束作為感知機(jī)制的設(shè)備而言，要確定傳感器前方的環(huán)境構(gòu)成，就必須通過多次掃描并整合掃描所得的數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)。盡管技術(shù)發(fā)展正不斷加快這一掃描過程，但此類設(shè)備仍然存在物理限制。
實(shí)現(xiàn)深度感知至少需要一張二維圖像，而若能獲得兩張及以上二維圖像，則可推斷出三維信息。具備深度感知功能的圖像傳感器，其有效感知范圍受限于傳感器自身的分辨率。而激光束則不存在這一局限。我們可以為近地軌道（LEO）衛(wèi)星搭載激光雷達(dá)設(shè)備，從上千公里高空對地表地形與海平面進(jìn)行精準(zhǔn)測繪。
正是這一本質(zhì)區(qū)別，界定了激光雷達(dá)與圖像傳感器在工業(yè)應(yīng)用中的不同適用領(lǐng)域。如今，日常生活中越來越多的自動化設(shè)備，開始采用基于CMOS的圖像傳感器來實(shí)現(xiàn)深度感知功能。在過去，基于CMOS的傳感器并不適用于消費(fèi)級數(shù)碼相機(jī)，尤其是專業(yè)攝影領(lǐng)域。這類傳感器對光學(xué)噪聲和電磁干擾十分敏感，而早期數(shù)碼相機(jī)所采用的電荷耦合器件（CCD），則能很好地解決這兩大問題。
智能手機(jī)時代的到來徹底改變了這一局面。業(yè)界借助NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室為航天項(xiàng)目研發(fā)的相關(guān)技術(shù)，優(yōu)化了CMOS傳感器的能效表現(xiàn)與實(shí)際應(yīng)用價值。如今，安森美基于CMOS的Hyperlux ID AF0130和AF0131傳感器，相比CCD圖像傳感器與激光雷達(dá)組件，展現(xiàn)出多方面優(yōu)勢，具體如下：
能效更高，適用于需要低直流電壓或電池供電的應(yīng)用場景。
更易集成到機(jī)器設(shè)計與組件封裝中。
熱特性大幅優(yōu)化，無需主動散熱系統(tǒng)。相較之下，激光雷達(dá)的光電探測器對溫度尤為敏感，尤其在35℃或以上環(huán)境中。
深度感知精度極高，依托120萬像素（MP）分辨率和背照式（BSI）技術(shù)，結(jié)合傳感器內(nèi)置的圖像處理能力，可顯著提升感知精度。
圖像曝光速度更快，通過優(yōu)化傳感器的圖像信號處理、存儲及讀取方式，實(shí)現(xiàn)更快的曝光效率。
可編程性更強(qiáng)，支持通過情景感知功能對圖像傳感器進(jìn)行微調(diào)，使其更好地適配具體應(yīng)用需求。
激光雷達(dá)和直接飛行時間
如您所知，激光雷達(dá)是將雷達(dá)原理應(yīng)用于光波領(lǐng)域的技術(shù)。它通過分析物體反射的光波波形，測量激光發(fā)射點(diǎn)與被測物體之間的深度和距離。在地質(zhì)勘探和衛(wèi)星遙感應(yīng)用中，激光雷達(dá)通常依靠GPS來實(shí)現(xiàn)精確定位。該技術(shù)的工作原理與聲吶頗為相似：聲吶通過捕捉反射的聲波來測算發(fā)射器與物體的距離，而激光雷達(dá)則將激光脈沖與雷達(dá)原理相結(jié)合來完成測距。
在各類激光雷達(dá)組件中，固態(tài)SiPM的功耗最低，同時還具備極強(qiáng)的抗電磁干擾與抗光學(xué)噪聲能力。即便是在60米外、反射率僅約10%的未授權(quán)移動物體，也能被它輕易識別；這一特性可為安防系統(tǒng)預(yù)留充足的響應(yīng)時間，及時封鎖入口并發(fā)出警報。
上圖展示了太陽輻射在地球大氣層內(nèi)（深色）與大氣層外（淺色）被探測到的光子相對數(shù)量。觀察圖表可以發(fā)現(xiàn)，隨著波長增加，在近紅外（NIR）波段的905nm與940nm處，以及短波紅外（SWIR）波段的1550nm處，光子數(shù)量均出現(xiàn)了斷崖式下降。太陽光中這些波段的光子占比極低，因此非常適合用于激光雷達(dá)。安森美大多數(shù)客戶的應(yīng)用場景均集中在905-940nm波段，該波段同時也是激光雷達(dá)高性價比組件的主要覆蓋區(qū)間。
當(dāng)應(yīng)用場景僅需通過光波判斷遠(yuǎn)處是否存在物體時，單點(diǎn)深度感知方案具有顯著實(shí)用性與高效性。氣象學(xué)家或地質(zhì)學(xué)家可能會關(guān)注激光雷達(dá)反射波的光譜分析能力，而在日常工業(yè)應(yīng)用中，當(dāng)系統(tǒng)僅需判斷前方有無物體這種二元狀態(tài)時，SiPM無疑是光傳感器件的出色選擇。
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Hyperlux ID與間接飛行時間技術(shù)
基于CMOS的圖像傳感器在深度感知范圍上存在局限，其無歧義測距范圍在常規(guī)條件下受限于單次光調(diào)制周期。該上限閾值Dmax的計算公式如下：
其中，常數(shù)c代表光速，fm代表調(diào)制光頻率。例如，如果傳感器采用60MHz的單頻調(diào)制方案，其無歧義測距范圍上限僅為2.5米。
Hyperlux ID專為工廠車間和包裝流水線等場景設(shè)計。在這類場景中，機(jī)器人系統(tǒng)需要精準(zhǔn)測量機(jī)械臂與食品等易損物料表面之間的距離。
在上述應(yīng)用環(huán)境中，采用間接飛行時間技術(shù)進(jìn)行深度測量，會更簡便、更具實(shí)用性。與激光雷達(dá)類似，iToF技術(shù)同樣會比較反射光與發(fā)射光，但區(qū)別在于，iToF通過推導(dǎo)計算來獲取距離信息。Hyperlux ID以940nm紅外激光二極管作為光源，借助全局快門技術(shù)，一次性完成所有入射光的采集。相較之下，卷簾快門的工作方式是自上而下逐行曝光傳感器，類似于傳統(tǒng)的機(jī)械焦平面快門。這種快門模式雖能滿足消費(fèi)級數(shù)碼相機(jī)的使用需求，但即便是iToF技術(shù)，也無法完全彌補(bǔ)卷簾快門的性能缺陷。
Hyperlux ID的全局快門技術(shù)支持同時完成八次曝光（兩種頻率各對應(yīng)四個相位），并將所有曝光數(shù)據(jù)整合存儲為單幀圖像。這樣可以幾乎完全消除運(yùn)動引起的相位誤差。
當(dāng)激光等恒定調(diào)制光源發(fā)出的光線經(jīng)物體反射后，反射光與發(fā)射光之間會產(chǎn)生微小的相位差。傳感器通過相位差的大小來判斷物體的距離，但具體距離數(shù)值需要通過數(shù)學(xué)運(yùn)算推導(dǎo)得出。具體而言，通過評估反射光在0°、90°、180°和270°四個象限邊緣處的波幅，計算出接收光波與調(diào)制光波之間的相位差。該相位差?Φ可通過以下雙參數(shù)反正切公式計算得出：
在相位差?Φ、激光調(diào)制頻率fm和光速c均為已知值的情況下，計算每個采樣點(diǎn)的距離d就會變得十分簡單，如下所示：
以上便是間接飛行時間技術(shù)從包含相位偏移的圖像數(shù)據(jù)中推導(dǎo)距離數(shù)據(jù)的方法。該技術(shù)之所以適用于深度感知應(yīng)用，是因?yàn)槠渫ㄟ^全局快門實(shí)現(xiàn)了相位數(shù)據(jù)的并行采集，而不是通過移動激光器進(jìn)行串行掃描。不過，使用單個調(diào)制器時，iToF技術(shù)僅適用于極短距離的測量。安森美通過一項(xiàng)名為智能iToF的創(chuàng)新專利技術(shù)，在一定程度上克服了這些限制。
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Hyperlux ID結(jié)合智能iToF技術(shù)如何攻克實(shí)際應(yīng)用挑戰(zhàn)
Hyperlux ID是一款基于iToF技術(shù)實(shí)現(xiàn)深度信息感知的圖像傳感器，因此屬于深度傳感器。與垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）等主動照明系統(tǒng)相結(jié)合，Hyperlux ID能夠同時計算VCSEL激光與自身發(fā)射光的反射光的相位偏移，并在該過程中對兩種光源的光強(qiáng)進(jìn)行調(diào)制處理。通過在單次曝光時間內(nèi)切換兩種不同的頻率，傳感器的無歧義測距上限D(zhuǎn)max得以提升，其計算方式采用了更小的分母參數(shù)——具體而言，就是這兩種頻率的最大公約數(shù)（GCD）：
在安森美評估套件的測試中，AF0130表現(xiàn)優(yōu)異：在熒光燈照明的淺色中性色調(diào)走廊環(huán)境下，可清晰識別30米處反射率為70%的目標(biāo)物體；在霧霾天氣的陰影環(huán)境中，即便光照強(qiáng)度高達(dá)20,000勒克斯，仍能清晰識別20米處的同規(guī)格目標(biāo)物體。在上方偽彩色深度圖中，圖像的色彩與反射物體的大致距離相對應(yīng)。
更精準(zhǔn)的深度計算方案
AF0130內(nèi)置嵌入式深度處理ASIC，可在片上處理所有深度感知運(yùn)算。對于傾向于使用自研深度處理算法的客戶，安森美提供了AF0131。其實(shí)時處理功能可讓深度數(shù)據(jù)即時投入應(yīng)用，滿足機(jī)器人定位與運(yùn)動控制、避障、安防預(yù)警和人體手勢識別等功能的需求。
為提高深度計算精度，智能iToF技術(shù)通過四幀獨(dú)立采集的圖像（每幀對應(yīng)波形的一個90度相位），估算每個像素的反射率。借助這些反射率數(shù)據(jù)，AF0130能夠?qū)⑺膸瑘D像的數(shù)據(jù)整合為一幀，生成深度圖。
對于深度圖中的每個給定點(diǎn)，像素響應(yīng)均與該給定點(diǎn)處物體的反射率相關(guān)，反射率Rpix可通過以下公式計算：
其中，ρ代表像素反射率，D代表圖像傳感器與該像素之間的距離，而A代表該點(diǎn)受到的環(huán)境光強(qiáng)度。物體的反射率反映了物體產(chǎn)生的光信號強(qiáng)度。可視化軟件能夠以顏色來表示相對深度——較近的物體位于光譜中偏向紅色的區(qū)域，較遠(yuǎn)的物體則位于光譜另一端的藍(lán)紫色區(qū)域。
強(qiáng)光環(huán)境下的高精度深度感知
環(huán)境光過強(qiáng)會導(dǎo)致像素接收的深度信號飽和甚至完全失效，這是iToF深度傳感技術(shù)的一大痛點(diǎn)。當(dāng)傳感器前方的場景處于強(qiáng)光照射下時（例如工業(yè)裝配車間環(huán)境），所有圖像傳感器，尤其是采用iToF技術(shù)的CMOS圖像傳感器，其判斷深度與距離的難度都將顯著增加。
要削弱環(huán)境光的影響，需采用環(huán)境光抑制的圖像處理技術(shù)。該技術(shù)巧妙運(yùn)用光學(xué)原理與波長調(diào)制方法，將光學(xué)信號視為聲學(xué)信號進(jìn)行處理，從而克服物體表面光信號過飽和的問題。環(huán)境光過強(qiáng)會給距離與反射率的測量帶來諸多挑戰(zhàn)，而Hyperlux ID則通過兩種方式克服了這些挑戰(zhàn)：一是在符合人眼安全標(biāo)準(zhǔn)的前提下優(yōu)化照明功率；二是調(diào)節(jié)積分時間，即在設(shè)定的測量周期內(nèi)，靈活調(diào)整傳感器的光積分量。
消除運(yùn)動偽影
采用iToF技術(shù)的CMOS圖像傳感器，面臨的另一大挑戰(zhàn)是消除運(yùn)動偽影。運(yùn)動偽影指傳感器在試圖捕捉運(yùn)動物體時，圖像中出現(xiàn)的失真或不真實(shí)的元素。在普通CCD數(shù)碼相機(jī)中，高速運(yùn)動的物體在畫面中會呈現(xiàn)為模糊影像。由于膠片相機(jī)也會產(chǎn)生類似的模糊效果，這種現(xiàn)象常被視為攝影的固有特性，甚至被用作藝術(shù)表現(xiàn)手法。
對于高速光電探測器而言，這類本應(yīng)表現(xiàn)為模糊的影像（例如旋轉(zhuǎn)的螺旋槳葉片，或傳送帶另一側(cè)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械臂），可能呈現(xiàn)為懸浮在空中的怪異虛影。這些虛影并非真實(shí)物體，因此需要圖像處理單元將其識別并忽略。
AF0130的偽影補(bǔ)償始于其全局快門技術(shù)，該技術(shù)可讓傳感器的所有像素同時曝光。
為了測試這種智能iToF技術(shù)的有效性，安森美開展了一項(xiàng)測試：使用一個裝有三塊不同厚度木塊的旋轉(zhuǎn)輪盤（木塊顏色越深則厚度越大）進(jìn)行成像。在競品傳感器拍攝的畫面中，輪盤上始終呈現(xiàn)出六塊木塊的影像——這是傳感器受環(huán)境光等因素影響，與光線發(fā)生異常作用而產(chǎn)生的光學(xué)錯覺。相比之下，AF0130拍攝的視頻雖也存在輕微的光學(xué)錯覺，但其每一幀畫面中僅顯示三塊木塊，只是木塊會出現(xiàn)位置小幅偏移和交替閃爍換位的現(xiàn)象。AF0130拍攝的每一幀畫面都更加貼近真實(shí)場景，基于這些畫面生成的深度圖，精度也遠(yuǎn)高于競品。
成像系統(tǒng)的典型幀曝光處理流程是，先將曝光數(shù)據(jù)寫入存儲器，然后分配時間執(zhí)行讀出階段。讀出階段的任務(wù)是，將傳感器采集到的像素值依次數(shù)字化并存儲到存儲器中。普通圖像傳感器被設(shè)定為曝光后立即開始讀出階段。如果傳感器需要對連續(xù)八幀圖像重復(fù)此過程，那么曝光間隔將過大，導(dǎo)致深度圖各部分?jǐn)?shù)據(jù)無法準(zhǔn)確匹配。這個問題會導(dǎo)致圖像中出現(xiàn)大量運(yùn)動偽影，對于繁忙的城市街道或裝配線傳送帶等實(shí)際應(yīng)用場景而言，這是不可接受的。
AF0130搭載的智能iToF技術(shù)通過先連續(xù)完成八幀曝光，再統(tǒng)一執(zhí)行所有幀的讀出操作，克服了這一挑戰(zhàn)。這一設(shè)計大大減少了運(yùn)動模糊現(xiàn)象，顯著提升了手勢識別系統(tǒng)的可靠性，這類系統(tǒng)需要準(zhǔn)確區(qū)分具有指令意義的手臂動作與模糊虛影。（各幀曝光之間仍存在微小的時間間隔，但這些間隔短到足以忽略不計。）
以下是AF0130典型曝光場景的計算過程：120萬像素傳感器的標(biāo)準(zhǔn)成像幀率約為29.97幀/秒；在MIPI存儲總線單通道吞吐量為1.2Gbps的條件下，其最優(yōu)曝光時間（首光子到末光子的響應(yīng)速度）為300μs。存儲幀中每個像素為12位，因此，當(dāng)兩條MIPI線路同時工作時，吞吐量應(yīng)該約為2億像素/秒。
一張120萬像素的圖像包含1280×960個像素，因此該圖像的讀出耗時為6.1ms。Hyperlux AF0130可在首次讀出階段開始前，將所有曝光數(shù)據(jù)存儲在傳感器內(nèi)。相較之下，競品傳感器會在前四幀之間穿插執(zhí)行三次讀出操作，因此其首光子到末光子的響應(yīng)速度為0.3ms×4+6.1ms×3=19.2ms。
相較之下，AF0130首光子到末光子的響應(yīng)速度為0.3ms×4+0.25ms×3=2ms。憑借這一簡單的流程調(diào)整，AF0130在29.97fps幀率下，運(yùn)動性能達(dá)到了競品的9.6倍。
再看另一種應(yīng)用場景：假設(shè)幀率提升至約60fps。為支持深度處理，每個MIPI通道的吞吐量需要達(dá)到2Gbps（此處假定該條件具備可行性）。在該吞吐量下，傳感器的像素處理能力可達(dá)3.33億像素/秒，單幀圖像的讀出耗時為3.7ms。AF0130首光子到末光子的響應(yīng)速度為0.1ms×4+0.25ms×3=1.15ms。而競品傳感器的這一數(shù)值為0.1ms×4+3.7ms×3=11.5ms。這意味著，安森美Hyperlux ID系列傳感器在60fps的幀率下，運(yùn)動性能達(dá)到了競品的10倍。
利用情景配置實(shí)現(xiàn)靈活適配與微調(diào)
通過校準(zhǔn)Hyperlux ID的全局快門，可以針對特定應(yīng)用對這款圖像傳感器進(jìn)行微調(diào)。例如，如果傳感器需適配僅兩米外的傳送帶場景，則可以將AF013x校準(zhǔn)為聚焦于四米范圍內(nèi)的反射光信號。這類用于微調(diào)傳感器工作特性的參數(shù)規(guī)格可以作為情景配置存儲在傳感器本地。這樣一來，當(dāng)應(yīng)用場景發(fā)生變化時，只需切換使用對應(yīng)的情景配置即可。
AF013x還具備動態(tài)調(diào)整能力。例如，當(dāng)反射物體距離過近，導(dǎo)致曝光強(qiáng)度過高、圖像細(xì)節(jié)丟失時，AF013x可自動縮短曝光時間；或者，如果全局快門原本針對遠(yuǎn)距離探測設(shè)定，而近處有物體進(jìn)入畫面，動態(tài)情景切換功能可讓傳感器立即重置參數(shù)，避免近處物體在畫面中呈現(xiàn)為大片模糊虛影。這一功能在安防監(jiān)控場景中尤為實(shí)用：例如，傳感器通常針對10米外的大門進(jìn)行參數(shù)調(diào)校，但仍能清晰捕捉在2米處進(jìn)入畫面的移動物體（即便是高速移動物體）。
降低系統(tǒng)復(fù)雜度與成本
對于采用iToF技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)單調(diào)制器圖像傳感器而言，深度感知的相關(guān)算法通常需要由外置微控制器或FPGA陣列來處理。而Hyperlux ID AF0130將這些功能直接集成到芯片內(nèi)部，使組件設(shè)計不再需要以下外置器件：
?片外微控制器或FPGA陣列（這類器件需要獨(dú)立的電源樹和電壓軌）。
?幀存儲單元（通常需要存儲器控制器）。
?用于連接圖像傳感器、微控制器和存儲器的高速接口。
將深度處理功能集成到圖像傳感器內(nèi)，不僅能降低系統(tǒng)帶寬占用與算力需求，還可簡化搭載該傳感器的組件設(shè)計、縮小組件尺寸，并降低組件的生產(chǎn)制造成本與運(yùn)維成本。
安森美技術(shù)延伸閱讀
?適用于AF0130和AF0131的AGB1NOCS-GEVK評估板
?視頻：間接飛行時間技術(shù)的進(jìn)展
Hyperlux ID量化結(jié)果
安森美Hyperlux ID AF0130與AF0131深度傳感器所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)突破，可以重塑工業(yè)機(jī)器視覺組件的設(shè)計范式，使這類組件更易于生產(chǎn)制造、維護(hù)保養(yǎng)、工程開發(fā)，同時具備更高的性價比。
?AF013x搭載的120萬像素BSI全局快門，可使CMOS圖像傳感器實(shí)現(xiàn)超高精度的深度感知能力。
?智能iToF技術(shù)與片上存儲結(jié)合，可減少甚至消除運(yùn)動偽影，助力需要高精度機(jī)器視覺的圖像與物體識別系統(tǒng)類AI軟件提升準(zhǔn)確性。
?片上集成算法處理功能，完全消除對外部微控制器的依賴，從而簡化組件設(shè)計、縮小組件尺寸，同時降低功耗。
?卓越的環(huán)境光抑制能力可提升傳感器的無歧義測距范圍，從而支持更廣泛的機(jī)器視覺新應(yīng)用。
?依托安森美行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DevWare X開發(fā)環(huán)境，可實(shí)現(xiàn)開放式軟件開發(fā)與可編程控制，并支持自定義情景配置。
技術(shù)愿景：邁向真正的機(jī)器視覺
在需要兼顧速度與精度、但無需超遠(yuǎn)距離感知的場景中，Hyperlux ID解決了機(jī)器視覺技術(shù)實(shí)用化與適配難題。現(xiàn)代機(jī)器需要“看清”自己的動作，只需在關(guān)鍵微秒內(nèi)獲取相關(guān)的深度與空間數(shù)據(jù)。曾幾何時，低功耗CMOS技術(shù)因易受溫度與噪聲干擾，并不適用于這類應(yīng)用場景。但如今，隨著工程設(shè)計的改進(jìn)與編程技術(shù)的優(yōu)化，CMOS技術(shù)不僅克服了自身的短板，更在性能上超越了CCD等傳統(tǒng)技術(shù)。
隨著機(jī)器視覺技術(shù)逐漸成為各類時空感知設(shè)備的標(biāo)配功能，工業(yè)設(shè)備也亟需在技術(shù)性能、可靠性、供應(yīng)鏈穩(wěn)定性與技術(shù)支持服務(wù)上均能滿足規(guī)模化應(yīng)用需求的圖像傳感器。安森美提供的元器件產(chǎn)品，正致力于推動機(jī)器視覺生態(tài)朝著更簡潔、更高效的方向發(fā)展。
