Блог компании VI4331 Датчик прямого времени полета (dToF) - 3DToF глубинный датчик

VI4331 Датчик формирования изображения Direct Time-of-Flight (dToF) - 3DToF датчик глубины

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. — Долгосрочные поставки датчиков формирования изображения VI4331 Direct Time-of-Flight (dToF) - 3DToF датчиков глубины. Подробная информация о продукте:

Основная архитектура: Высокоинтегрированная система обнаружения одиночных фотонов
Основа производительности VI4331 заключается в его сложной интегрированной архитектуре. Бесшовно объединяя основные модули обнаружения, обработки сигналов и управления, он обеспечивает эффективную сквозную координацию во всей цепочке обнаружение-обработка-управление. Его основные компоненты построены на основе технологии обнаружения одиночных фотонов, образуя замкнутую систему измерения глубины.

Основной датчик VI4331 включает в себя массив пикселей SPAD (Single-Photon Avalanche Photodiode) 240×96. Этот массив высокого разрешения имеет решающее значение для достижения точного захвата глубины. Устройство SPAD обладает чувствительностью обнаружения на уровне одиночных фотонов, что позволяет точно захватывать слабые фотонные сигналы, отраженные от лазерных импульсов. Это обеспечивает аппаратную основу для измерения глубины в условиях большой дальности и низкой освещенности. В тандеме с массивом SPAD работает передний преобразователь время-цифра (TDC). Этот модуль записывает разницу во времени пролета между излучением и приемом лазерного импульса с высокой точностью, преобразуя физическую информацию о времени в цифровые сигналы для обеспечения основной поддержки данных для вычисления глубины.

Для обеспечения обработки глубины в реальном времени VI4331 интегрирует специализированный DSP-процессор глубины. Он включает в себя запатентованный модуль обработки сигналов глубины Gen2 DSP от CoreVision, который быстро выполняет сложные операции, включая преобразование времени пролета, фильтрацию шума и генерацию облака точек. Выход представляет собой изображение глубины с разрешением 240×96 с субмиллиметровой точностью. Эта интегрированная конструкция «обнаружение-преобразование-вычисление» на кристалле существенно снижает задержку передачи сигнала, повышая скорость отклика системы.

Технические характеристики: Гибкие, управляемые возможности восприятия по всей ссылке
VI4331 проходит всестороннюю оптимизацию в области дизайна интерфейса, управления освещением и программируемости, уравновешивая высокую производительность с гибкостью применения для удовлетворения различных требований системной интеграции.

Разнообразные интерфейсы и форматы данных
Датчик VI4331 оснащен высокоскоростным интерфейсом MIPI CSI-2 в качестве основного канала передачи данных. Это не только поддерживает вывод изображений глубины с высокой частотой кадров 30 кадров в секунду, но и поддерживает два формата данных пикселей: режим гистограммы и режим DSP. Режим гистограммы выводит необработанные данные о распределении времени пролета фотонов, предоставляя разработчикам возможности для оптимизации сигнала низкого уровня; в то время как режим DSP напрямую выводит обработанную, точную информацию о глубине, упрощая сложность системной интеграции. Эта двухрежимная конструкция учитывает требования вторичной разработки в профессиональных сценариях, удовлетворяя при этом требования эффективной интеграции массово выпускаемой продукции.

Интеллектуальное управление освещением и многоканальное расширение

Решая требования совместного управления для лазерных систем освещения, VI4331 включает в себя встроенный контроллер освещения и четыре независимых лазерных триггера, поддерживающих конфигурируемые VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) конфигурации вплоть до четырех каналов освещения. Его фоточувствительный массив облегчает одномерное однонаправленное сканирование, при этом каждый сигнал управления лазером соответствует четверти массива изображений. Это обеспечивает точную синхронизацию со временем сканирования внутреннего датчика, обеспечивая эффективные решения для твердотельного сканирования в сочетании с адресуемыми лазерами. Эта конструкция не только повышает равномерность освещения и стабильность дальности, но и предоставляет гибкие возможности регулировки освещения, адаптируясь к требованиям обнаружения на различных расстояниях и в различных сценариях.

Расширенная программируемость и совместимость системы

Встроенный микроконтроллер (MCU) VI4331 обеспечивает мощную программируемость, позволяя оптимизировать производительность и расширять функциональность с помощью программных патчей. Это облегчает адаптацию к новым сценариям применения и обновлениям алгоритмов без модификации оборудования. Кроме того, встроенный интерфейс SPI датчика выполняет двойные основные функции: прямое конфигурирование драйверов лазерных диодов (LDD) для точного управления системой освещения, а также обеспечение прямого доступа к данным калибровки и коду прошивки в памяти модуля (например, EEPROM или Flash). Это упрощает процедуры инициализации и калибровки системы, повышая согласованность массового производства и удобство обслуживания.

Сценарии применения: Расширение возможностей интеллектуального восприятия в нескольких областях
Используя свою высокую производительность, компактный форм-фактор и экономичность, VI4331 демонстрирует широкий потенциал применения в различных секторах, зарекомендовав себя как предпочтительное сенсорное решение для потребительской электроники и промышленных сред.

В области сервисной робототехники VI4331 служит основным компонентом, обеспечивающим картографирование в помещении на основе SLAM и обход препятствий для таких устройств, как роботы-пылесосы. Его высокоточный вывод облака точек одновременно удовлетворяет двум требованиям: во-первых, он предоставляет навигационные и позиционные кадры с до 16 линиями и дальностью 10 метров, поддерживая точное планирование пути; во-вторых, он выводит кадры распознавания обхода препятствий с высоким разрешением и широким полем зрения, точно обнаруживая мельчайшие препятствия. Это решает проблемы заикания навигации и неточного обхода препятствий, распространенные в традиционных роботах.

В приложениях видеонаблюдения и обнаружения поведения сочетание высокой частоты кадров 30 кадров в секунду и широкого поля зрения обеспечивает точное отслеживание динамических целей и анализ поведения. Субмиллиметровая точность фиксирует мельчайшие изменения движения, обеспечивая надежную поддержку данных для интеллектуальных систем безопасности. Кроме того, датчик VI4331 находит применение в твердотельных 2D/3D dToF лазерных радарах потребительского класса, обходе препятствий дронами и интеллектуальных интерактивных терминалах. Его гибкие возможности интеграции и стабильная производительность обеспечивают интеллектуальные обновления в различных устройствах.

Mingjiada Electronics поддерживает долгосрочные поставки следующих микросхем:
VI4331
SIF7010
OPN8018
OPN8008P
OPN8001C
NP2F3202
NP2F2401
SIF2610
S15743-01WT
OPT8241
SPD1178API
MPQ3425DL
EPC2051
LMG1020YFFR
LMH32401IRGTR
TPC112S8U

Для получения дополнительной информации о продукте, касающейся 3D ToF датчика VI4331, или для запроса образцов, посетите Mingjiada Electronics (https://www.integrated-ic.com/) для получения дополнительной информации о поставках.