Блог компании SONY IMX637-AAMR-C диагональный 3,9 мм сенсор зрения на основе событий

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. поставляет SonyIMX637-AAMR-C, событийно-управляемый датчик изображения диагональю 3,9 мм.

СониIMX637-AAMR-Cпредставляет собой многоуровневый событийно-управляемый датчик изображения (EVS) размером 3,9 мм (1/4,5 дюйма), разработанный совместно Sony Semiconductor и Prophesee. Он разработан для обеспечения легкости, низкой задержки и широкого динамического диапазона, преодолевая ограничения выборки с фиксированной частотой кадров, присущие традиционным датчикам изображения на основе кадров. Датчик, основанный на асинхронном считывании на уровне пикселей, собирает только информацию об изменениях яркости изображения, отбрасывая избыточные статические данные изображения. Он сочетает в себе компактные размеры, высокую скорость отклика и эффективный вывод данных, что делает его широко подходящим для сценариев высокоскоростного динамического видения, таких как промышленная автоматизация, интеллектуальная робототехника, наблюдение за безопасностью и точные измерения. Он служит основным аппаратным решением для высокоточного динамического захвата изображения в приложениях малого и среднего размера.

Я.IMX637-AAMR-CПозиционирование продукта и характеристики оборудования

В IMX637-AAMR-C используется лучшая в отрасли многоуровневая архитектура с оптическим форматом диагональю 3,9 мм (Тип 1/4,5). Являясь легким датчиком промышленного класса, который сочетает в себе компактный размер и зону охвата изображения, он идеально соответствует требованиям интеграции миниатюрных устройств. Его основные аппаратные параметры точно адаптированы к сценариям высокоскоростного динамического видеозахвата, а его ключевые характеристики следующие:

- Характеристики пикселей: количество эффективных пикселей примерно 0,32 МП, разрешение 640(Г) × 512(В), полнопиксельный активный режим без избыточных битых пикселей; размер пикселя 4,86 ​​мкм × 4,86 ​​мкм, что представляет собой один из самых маленьких размеров пикселей среди датчиков этого типа, что еще больше снижает общую занимаемую площадь датчика.

- Корпус и источник питания: используется 156-контактный корпус LGA размером 13 × 13 мм, подходящий для компактных устройств; имеет трехканальную архитектуру источника питания (аналоговый 3,0 В, цифровой 1,1 В, вспомогательный 1,8 В), обеспечивающий стабильную подачу питания и контролируемое энергопотребление для удовлетворения требований длительной непрерывной работы.

- Интерфейсы передачи: поддерживает двухрежимный высокоскоростной выход; Интерфейс MIPI позволяет переключаться между 1 и 2 каналами, а интерфейс SLVS поддерживает переключение между 2 и 4 каналами. Он совместим с основными протоколами передачи промышленного изображения и адаптируется к системам устройств с различной полосой пропускания.

- Форматы данных: совместимы с двумя основными форматами вывода событий, EVT 2.1 и EVT 3.0, поддерживают 64-битный базовый вывод и 16-битный высокоэффективный кодированный вывод соответственно, что позволяет передавать сжатые данные о событиях для снижения требований к полосе пропускания системы.

II.IMX637-AAMR-CОсновной принцип работы: асинхронное обнаружение, управляемое событиями

В отличие от режима работы традиционных датчиков CMOS, которые выдают полные кадры с фиксированной частотой кадров, IMX637-AAMR-C использует механизм асинхронного обнаружения событий на уровне пикселей. Каждый пиксель может независимо отслеживать изменения яркости изображения в режиме реального времени без необходимости глобальной синхронизации времени. Датчик включает в себя встроенную схему логарифмического преобразования I/V, блок обнаружения изменения освещенности и схему арбитража, что позволяет ему автономно определять, превышают ли изменения яркости пикселей заданные пороговые значения.

Когда пиксель обнаруживает допустимое увеличение или уменьшение яркости, он немедленно выводит координаты пикселя (X/Y), высокоточную временную метку и информацию о полярности изменения яркости в асинхронном режиме; для статических пикселей без изменений яркости данные не выводятся ни на каком этапе. Этот режим работы исключает огромное количество недействительных данных статического изображения в источнике, реализуя эффективную логику сбора данных, заключающуюся в «фиксации только динамических изменений и нулевой избыточности для статических изображений», тем самым значительно повышая эффективность обработки визуальных данных.

III.IMX637-AAMR-CОсновные преимущества производительности

1. Сверхнизкая задержка, высокоскоростной динамический захват

Датчик может похвастаться лучшими в отрасли характеристиками с низкой задержкой. При стандартном освещении 1000 лк максимальная задержка в стандартном сценарии обнаружения пикселей 9×9 составляет всего 100 мкс, а пиковая задержка составляет всего 50 мкс; даже в условиях низкой освещенности (5 лк) максимальная задержка может сохраняться в пределах 1000 мкс, а для дальнейшей оптимизации задержки поддерживается режим субдискретизации 1/5. Его сверхбыстрая скорость отклика позволяет точно фиксировать мгновенные изменения быстро движущихся целей, устраняя проблемы с размытием изображения и задержкой, связанные с традиционными датчиками кадра, что делает его пригодным для таких приложений, как отслеживание высокоскоростного движения и мгновенное обнаружение неисправностей.

2. Сверхвысокий динамический диапазон, подходящий для всех сценариев.

Благодаря встроенной схеме логарифмического фотопреобразования выходное напряжение датчика логарифмически коррелирует с интенсивностью падающего света, обеспечивая сверхвысокий динамический диапазон 110 дБ. Это позволяет одновременно захватывать детали как в ярких, освещенных областях, так и в тусклых, затененных областях. Будь то прямые солнечные лучи на открытом воздухе, в помещении с чередующимся светом и тенью или в мастерских с подсветкой и в условиях низкой освещенности, он может точно идентифицировать динамические изменения в изображении без проблем с передержкой или недодержкой, демонстрируя исключительную адаптируемость к окружающей среде.

3. Высокоточная защита от помех, стабильный и надежный выход.

Датчик оснащен множеством запатентованных функций калибровки и защиты от помех. В стандартных условиях эксплуатации типичный порог контрастности составляет 25 % с неоднородностью порога ≤6 %, что обеспечивает чрезвычайно высокую точность обнаружения пикселей. Он также включает в себя такие функции, как аналоговая фильтрация шумоподавления, защита от мерцания, фильтрация событий и регулировка времени мертвой зоны. Они эффективно подавляют ложные выходные сигналы событий, вызванные мерцанием окружающего света и шумами в цепи. При стандартной освещенности 1000 лк частота кадров фонового шума составляет всего 0,1 Гц, что значительно снижает помехи от неверных данных и обеспечивает точность динамического распознавания событий.

4. Многофункциональный и настраиваемый, подходит для настройки в различных сценариях.

Устройство поддерживает комплексную настройку параметров, включая основные настройки, такие как порог контрастности, продолжительность задержки и мертвое время, что позволяет точно настроить чувствительность обнаружения в соответствии с требованиями конкретного сценария. Он также имеет расширенные функции, такие как обрезка ROI пикселей, цифровое маскирование пикселей, инверсия полярности событий, синхронизация главного и подчиненного нескольких датчиков и внешний запуск. Благодаря встроенному термометру и люксметру он может отслеживать рабочую среду и условия освещения в режиме реального времени, отвечая требованиям промышленной настройки и координации нескольких устройств.

IV. Ключевые технические моментыIMX637-AAMR-C

IMX637-AAMR-C достигает множества технических прорывов за счет использования зрелого многоуровневого CMOS-процесса Sony и алгоритмов, управляемых событиями, Prophesee. Во-первых, сверхмалый размер пикселя (4,86 мкм) обеспечивает точность обнаружения, одновременно значительно уменьшая занимаемую площадь датчика, что делает его предпочтительным выбором для компактных интеллектуальных устройств; Во-вторых, асинхронная архитектура, управляемая событиями, полностью устраняет ограничения частоты кадров, предлагая временное разрешение, намного превосходящее разрешение традиционных кадровых камер, способных фиксировать динамические изменения на уровне миллисекунд и микросекунд; В-третьих, упрощенный режим вывода данных значительно снижает вычислительную нагрузку на внутренний чип, устраняя необходимость обработки огромных объемов статических пиксельных данных, тем самым снижая энергопотребление устройства и затраты на оборудование.

Кроме того, датчик поддерживает многорежимный вывод со сжатием событий; Формат кодирования EVT 3.0 значительно уменьшает объем данных, тем самым снижая пропускную способность передачи и потребление ресурсов хранения, обеспечивая при этом целостность эффективной динамической информации, что делает его пригодным для встроенных устройств с ограниченными вычислительными возможностями.

V. Основные сценарии примененияIMX637-AAMR-C

Благодаря своим всеобъемлющим преимуществам компактного размера, низкой задержки, высокой стабильности и низкого энергопотребления,IMX637-AAMR-Cидеально подходит для различных сценариев высокоскоростного динамического визуального восприятия. Его основные области применения следующие:

- Промышленная автоматизация: высокоскоростной контроль материалов на сборочной линии, динамическое отслеживание траектории роботизированных манипуляторов, мониторинг микродвижений прецизионного оборудования и динамический контроль дефектов в промышленных условиях. Он подходит для высокоскоростных производственных сред, повышая точность и эффективность контроля.

- Интеллектуальная робототехника: предотвращение препятствий в реальном времени, динамическое восприятие окружающей среды и коррекция траектории пути для сервисных роботов и промышленных AGV; быстрая реакция на изменения окружающей среды, повышение стабильности движения робота

- Интеллектуальная безопасность: всепогодное динамическое обнаружение вторжений и оповещение о движении в беспилотных зонах; фильтрация помех от статических изображений для точной идентификации действительных событий движения, снижая уровень ложных тревог; подходит для сложных условий освещения днем ​​и ночью

- Прецизионные измерения и исследования: микроскопическое измерение динамических перемещений, запись траектории высокоскоростного движения объектов и высокоточный последовательный сбор визуальных данных в лабораториях; обеспечивает точность измерений благодаря задержке на уровне микросекунд и широкому динамическому диапазону

- Smart Interaction и киберспорт: захват движения для устройств, реагирующих на движение; высокоскоростной отклик и распознавание устройств взаимодействия с киберспортсменами, обеспечивающее взаимодействие человека и машины без задержек.

VI.IMX637-AAMR-CКраткое описание продукта

Компактный датчик технического зрения диаметром 3,9 мм, управляемый событиями, SonyIMX637-AAMR-Cидеально сочетает в себе четыре основных преимущества: компактный размер, низкую задержку на уровне микросекунд, сверхширокий динамический диапазон и малое энергопотребление и высокоэффективный вывод данных. По сравнению с традиционными датчиками изображения на основе кадров, его операционная логика, которая отбрасывает ненужные данные и фокусируется на динамических событиях, лучше соответствует современным требованиям к высокоскоростному, легкому интеллектуальному зрению в реальном времени. Стабильная производительность промышленного уровня, широкие возможности настройки и совместимые интерфейсы расширения делают его основным компонентом для легкого и высокоскоростного видеозахвата в таких областях, как промышленная автоматизация, интеллектуальная робототехника и высококлассная безопасность, обеспечивая эффективную и надежную аппаратную поддержку для решений динамического зрительного восприятия в реальном времени.