Блог компании Поставка/переработка VisionICs VI4310 высокоинтегрированный однофотонный 3D ToF датчик изображения

Поставка/Переработка VisionICs VI4310 Высокоинтегрированный однофотонный 3D ToF датчик изображения

На фоне стремительного развития технологий 3D-изображения и дальнометрии, конвергенция детектирования одиночных фотонов (SPAD) и методов прямого измерения времени пролета (dToF) подталкивает индустрию сенсоров к миниатюризации, низкому энергопотреблению и высокой точности.Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd.поставляет VI4310 высокоинтегрированный однофотонный 3D датчик изображения с измерением времени пролета. Являясь первым в Китае датчиком dToF SPAD с разрешением QQVGA, он стал эталонным продуктом в твердотельных LiDAR и приложениях 3D-изображения благодаря своей полностью интегрированной системной конструкции, выдающимся характеристикам и широкой адаптируемости, обеспечивая основную поддержку технологических улучшений в различных отраслях.

【Основные технологии VI4310: одночиповое интегрированное решение полного стека】

Конкурентное преимущество VI4310 обусловлено его высокоинтегрированной конструкцией System-on-Chip (SoC), объединяющей все критически важные модули 3D-изображения в одном чипе. Это принципиально снижает сложность проектирования системы и производственные затраты. Этот датчик включает в себя массив детекторов SPAD с разрешением 19K пикселей (160×120), в сочетании с фирменной сверхвысокоточной схемой измерения дальности Xinshijie. Он также интегрирует несколько алгоритмов оптимизации точности измерения дальности, алгоритмы защиты от засветки, а также модули цифровой обработки сигналов (DSP) и обработки сигналов изображения (ISP) на заднем плане, обеспечивая прямой вывод данных облака точек 3D и карт глубины без необходимости внешней помощи ISP. Это обеспечивает полностью автономную обработку по всей цепочке от обнаружения фотонов до вывода данных.

В конструкции основного фоточувствительного устройства VI4310 проходит специализированную оптимизацию для ближнего инфракрасного (NIR) диапазона волн, достигая эффективности обнаружения фотонов (PDE), превышающей 10% при критической длине волны 940 нм. Это наделяет его исключительными возможностями обнаружения при слабом освещении. Используя чувствительность обнаружения на уровне одиночных фотонов, датчик улавливает слабые сигналы фотонов во время обратных поездок лазерных импульсов. В сочетании с наносекундно точным измерением времени пролета он обеспечивает сантиметровую точность измерения дальности, закладывая основу для высокоточного 3D-изображения. Кроме того, встроенный алгоритм защиты от помех чипа эффективно противодействует сильным помехам от окружающего освещения. Он поддерживает стабильную точность измерения дальности даже при наружном солнечном свете 100 кЛюкс, преодолевая экологические ограничения традиционных датчиков.

【Анализ производительности VI4310: эталонная конфигурация, балансирующая точность, скорость и энергопотребление】

VI4310 достигает многомерной точности в своих параметрах производительности, удовлетворяя как высокие требования к точности профессиональных приложений, так и требования к низкому энергопотреблению потребительской электроники. Что касается характеристик изображения, он использует конструкцию с разрешением QQVGA 160×120 пикселей с фоточувствительной областью 3900×3000μm² и шагом пикселя 21,4μm (по горизонтали) × 18,8μm (по вертикали), обеспечивая вывод детализированных 3D-изображений. Частота кадров поддерживает программную настройку, со стандартной конфигурацией 30 кадров в секунду и максимальным увеличением до 120 кадров в секунду, удовлетворяя требованиям динамической визуализации в реальном времени и обеспечивая обнаружение и отслеживание целей в высокоскоростных сценариях движения.

Измерение расстояния является определяющей силой VI4310, с эффективным диапазоном, простирающимся до 15 метров. Он достигает разрешения до 0,75 см и поддерживает точность в пределах ±1% погрешности. В пределах 5 метров в помещении он обеспечивает среднеквадратическую ошибку (RMSE) всего 1%, полностью удовлетворяя требованиям точного измерения дальности и моделирования. Управление энергопотреблением особенно впечатляет, общее энергопотребление (включая работу алгоритма DSP и ISP) ограничено 200 мВт. Его гибкое решение питания 1,5 В/3,3 В/28,5 В обеспечивает совместимость с портативными устройствами с батарейным питанием. Кроме того, датчик работает в диапазоне рабочих температур от -20°C до 65°C и диапазоне температур хранения от -40°C до 105°C, демонстрируя исключительную экологическую адаптируемость для обеспечения стабильной работы в сложных условиях.

С точки зрения дизайна интерфейса, VI4310 использует интерфейс I²C (200 кГц) для конфигурации датчика и интерфейс DVP (75 МГц) для вывода данных ToF. Этот стандартизированный подход к интерфейсу упрощает совместимость с различными терминальными устройствами, облегчая быструю интеграцию. Полученный модуль VM4310 имеет размеры всего 22×23×5,5 мм, что позволяет легко встраивать его в компактные устройства.

【Сценарии применения VI4310: межотраслевой активатор】

Используя свои основные сильные стороны: высокую интеграцию, низкое энергопотребление и высокую точность, VI4310 нашел применение в различных секторах, включая потребительскую электронику, системы умного дома, автономное вождение и робототехнику. Он стал ключевым компонентом, стимулирующим интеллектуальные улучшения в этих отраслях.

В потребительской электронике VI4310 предоставляет высокопроизводительные решения для 3D-изображения для смартфонов, планшетов и аналогичных устройств, обеспечивая такие приложения, как лазерная автофокусировка для камер, распознавание лиц и взаимодействие AR/VR. Его компактный размер и низкое энергопотребление идеально соответствуют требованиям к дизайну мобильных устройств, в то время как его сантиметровая точность измерения дальности обеспечивает точное слияние виртуальных объектов с реальным миром в сценариях AR, улучшая взаимодействие с пользователем.

В умном доме и сервисной робототехнике VI4310 служит основным компонентом, обеспечивающим автономную навигацию и восприятие окружающей среды в таких устройствах, как роботы-пылесосы. Генерируя данные облака точек 3D в реальном времени, роботы достигают высокоточного картографирования помещений, точного обхода препятствий и обнаружения движения вдоль стен. По сравнению с традиционными 1D датчиками ToF, его возможности 3D-изображения значительно улучшают адаптивность робота к окружающей среде и эффективность уборки.

В автономном вождении VI4310 обеспечивает основную поддержку чипов для твердотельных систем LiDAR. Твердотельный LiDAR предлагает превосходную надежность и стабильность из-за отсутствия механических вращающихся компонентов. Высокая интеграция и низкое энергопотребление VI4310 точно соответствуют требованиям к миниатюризации и увеличению срока службы батареи в автомобильных приложениях. Системы LiDAR, основанные на этом датчике, обеспечивают обнаружение дорожной обстановки на большие расстояния с высокой точностью, предоставляя критически важную поддержку данных для принятия решений о безопасности автономного вождения.

Кроме того, VI4310 находит широкое применение в геодезии и моделировании, промышленном контроле и других областях. Его высокая устойчивость к сильным световым помехам и стабильная производительность измерения дальности оказываются жизненно важными в сценариях картографирования на открытом воздухе и обнаружения дефектов на производственной линии, продвигая соответствующие отрасли к автоматизации и точности.

[Отраслевая ценность VI4310: новаторские прорывы в отечественной технологии 3D ToF]

На фоне того, что мировой рынок 3D-датчиков ToF уже давно доминирует иностранными производителями, запуск VI4310 представляет собой технологический прорыв для отечественных датчиков dToF SPAD с высоким разрешением, заполняя значительный пробел в этой области. Его основные технологии полностью основаны на независимых исследованиях и разработках Xinshijie. От разработки детектора SPAD и оптимизации алгоритма измерения дальности до полной интеграции чипа, компания создала всеобъемлющие технологические барьеры, предоставляя бесценный опыт для автономной разработки отечественных датчиков.

Что еще более важно, высокоинтегрированная конструкция VI4310 существенно снижает барьер стоимости для решений 3D-изображения. Это позволяет более широко использовать твердотельные LiDAR и 3D-камеры глубины в терминальных устройствах среднего и низкого уровня, ускоряя широкое внедрение технологии 3D-изображения. С продолжающимся расширением автономного вождения, робототехники, AR/VR и других отраслей, высокопроизводительные, экономичные датчики, такие как VI4310, станут ключевыми компонентами в цепочке поставок. Их технологическая эволюция и расширение применения будут способствовать дальнейшему развитию всего сектора 3D-изображения.

Заключение:Являясь флагманским продуктом высокоинтегрированной однофотонной технологии 3D ToF, VI4310 не только демонстрирует техническое мастерство CoreVision в области оптоэлектронного обнаружения, но и переопределяет парадигму проектирования датчиков 3D-изображения. С постоянным технологическим совершенствованием VI4310 и его последующие итерации достигнут прорывов в более специализированных областях, обеспечивая надежную «визуальную» тягу для наступления интеллектуальной эры.