ADI 100 万像素高分辨率 ToF 传感器 ADTF3175 的三大核心优势与应用解析

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Macnica Engineer

ADI 100 万像素高分辨率 ToF 传感器 ADTF3175 的三大核心优势与应用解析

ADI 推出的 ADTF3175 ToF 传感器模块为行业提供了一种高精度的解决方案,有效解决了传统 ToF 传感器在分辨率和测量精度方面的局限性。它是一款完整的飞行时间 (ToF) 模块,适合高分辨率 3D 景深测量和视觉系统。该模块具备 100 万像素的高分辨率特性,可直接集成到各种设备中。使用高性能、多功能 ToF 传感器模块可提高应用的性能。ADTF3175 ToF 传感器可应用于:机器视觉系统、机器人、楼宇自动化、增强现实 (AR) 系统等应用。 

传统 ToF 传感器的挑战

ToF 传感器主要用于测量与物体的距离,具有多种功能,广泛应用于如 SLAM (即时定位与地图构建)、避障、手势控制和 3D 扫描等领域。传统的 ToF 传感器被用于智能手机和游戏机等消费类产品,但在注重精度和性能的应用开发时,会面临以下挑战:

  • 缺乏分辨率和精度,难以准确测量小物体
  • 检测范围窄,需要集成多个传感器
  • 数据分辨率低,影响图像处理 AI 的精度
  • 从芯片到光学设计的过程繁琐,耗时耗力

特别是在工业机械、机器人和安全系统等需要高可靠性的应用,需要更精确和高分辨率的 ToF 传感器。ADI 开发的 ADTF3175 ToF 传感器模块正是针对此类需求而设计的解决方案。该模块凭借业界领先的高分辨率和深度精度,可广泛应用于包括工业等应用。模块化架构使其易于集成并简化设计。下文将对该产品的功能特性进行详细分析。

ADTF3175 100 万像素高分辨率 ToF 传感器的卓越性能

下图 (图1) 为 EVAL-ADTF3175-NXZ 评估模块。ADTF3175 具有与传统的任何 ToF 传感器不同的卓越性能。

图1 EVAL-ADTF3175-NXZ 评估模块
图1 EVAL-ADTF3175-NXZ 评估模块

以下是其规格摘要:

  • 配备 3.5μm×3.5μm 的 1024×1024 像素的 ToF 成像器 
  • 视野 (FOV):75°×75°
  • 深度范围:40cm~4m
    • 条件:最大景深噪声 (1σ) 15mm,最小 19% 目标反射率,3klux 等效光照
  • 深度精度:±5mm (全深度范围)
  • 接口
    • 4 个 MIPI CSI-2 Tx 通道,每通道 1.5Gbps
    • 4 线 SPI
    • 2 线 I²C
  • 用于本地成像器和照明轨的电源调节器
  • 带校准功能

 在性能方面,它具有以下三个主要特点:

100 万像素高分辨率

ADTF3175 ToF 传感器具有突破性意义的 100 万像素 (1024×1024) 的高分辨率。由于可以获取高清数据,因此可以更准确地捕捉物体的形状、大小和运动。基于此高分辨率特性,可以实现的处理范围扩大,使得构建传统 ToF 传感器难以实现的高性能检测系统成为可能。

深度精度:±5mm (在全深度范围内)

ADTF3175 ToF 传感器支持 0.4~4m 的深度范围,深度精度高,仅 ±5mm,可以清楚地检测到 4 米距离的物体,可在各种距离条件下进行稳定测量。由于精度在整个深度范围内是恒定的,具有易于设计的优点。

75°×75° 宽视野 (FOV)

ADTF3175 ToF 传感器具有 75°×75° FOV 的先进宽视野。由于检测范围广,因此在需要监控大面积区域的应用中,只需使用较少的传感器即可完成监控。这不仅简化了设计,还降低了传感器的成本。

应用场景示例

ADTF3175 可显著提升以下应用的性能: 

  • 精确的手势控制:甚至可以识别指尖动作,以实现精细控制
  • 高精度 3D 扫描:扫描复杂的几何形状,例如对角线放置的盒子和圆柱形物体
  • 精确的机械臂操作:准确识别小零件或随机放置的零件,提高机械臂精度
  • 精确的分拣控制:识别相似的形状并提高分拣设备的精确度

图2 ToF 传感器应用场景示例
图2 ToF 传感器应用场景示例

即插即用的传感器模块

ADTF3175 的另一个优势在于其便捷的集成特性。作为完整的传感器模块,它可直接集成到各类应用中。基于 100 万像素 CMOS 间接飞行时间 (iToF) 成像器 ADSD3100,ADTF3175 还集成了用于成像器的透镜和光学带通滤波器、红外光源 (包含光学元件、激光二极管、激光二极管驱动器和光电探测器)、闪存和功率调节器以生成本地电源电压。该模块在多个范围和分辨率模式下进行完全校准。用户只需连接端子即可获得准确的数据,因此可以节省元件选型和光学设计的劳动力,并大大缩短开发周期。

此外,ADI 还提供了一个评估套件,如下图 (图3) 所示。它可以通过 USB 连接到 PC,实现即插即用的性能测试功能。开发人员无需复杂配置即可实时获取传感器数据并分析其工作特性。同时,官方还提供了配套的软件开发套件 (SDK),相关技术文档和示例代码已在 GitHub 开源平台发布。这套完整的开发工具能显著提升工程效率,加速产品研发进程。

图3 ADTF3175 评估套件
图3 ADTF3175 评估套件

总结

本文主要介绍了 ADI ADTF3175 高分辨率、高精度的 ToF 传感器模块,它的三大核心优势为:100 万像素高分辨率、深度精度:±5mm (在全深度范围内)、75×75 度视野 (FOV)。随着 ADTF3175 的出现,突破了传统 ToF 传感器的限制。欲了解关于更多 ADI 相关方案或技术信息,请与骏龙科技当地的办事处联系或点击下方「联系我们」,提交您的需求,骏龙科技公司愿意为您提供更详细的技术解答。

 

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