3D相机的设计难点及安森美的解决方案

1   在AGV/AMR、物流测量的完整布局

安森美(onsemi)在AGV/AMR、物流测量方面有完整的产品布局，在客户端有非常多成功的应用案例。安森美有高性价比、小尺寸、高帧率的AR 系列的全局快门图像传感器，支持彩色黑白，特别适合用在VSLAM（视觉同时定位与建图）应用。同时，安森美也有高性价比、高分辨率、高帧率、大像元尺寸、高NIR QE的Hyperlux LH and Hyperlux LP系列卷帘快门图像传感器，广泛应用于物流行业高拍扫码。再有，安森美也还重磅推出了iToF 产品，给3D 应用行业带来了革新的选择。

2   工程师应用的痛点是什么

目前市场上的3D相机产品主要是双目相机、结构光相机、ToF相机，每种设计都有其局限性。例如，双目相机在低照度下精度不佳，面对特征点少的平坦墙壁也存在挑战，对计算能力要求较高；结构光则需要复杂的光源系统，测量距离偏短；ToF 则存在多路径反射，分辨率普遍较低，在室外阳光下存在挑战。各种挑战归纳如下。

a) 工程师在开发过程中会遇到镜头选型设计的难点，比如景深、光圈、角度、畸变、MTF、成本之间的平衡，往往为了一个最佳的产品需要进行镜头的定制。

b) 在AGV/AMR 等移动设备上，双目相机的设计往往还需要考虑体积，需要选择芯片封装较小且高性能的GS图像传感器芯片，2颗芯片的控制和输出需要严格同步。同时双目相机在组装精度方面也有较高的要求。同时因为是电池应用，对于低功耗的需求也是非常重要的。

c) 在进行ToF产品设计的时候，电源设计以及VCSEL驱动电路设计往往会存在挑战，如何能确保VCSEL能达到满意的反光功率是需要重点考虑，存在一版不成功需要改版的风险；iToF 相机的内参校正硬件治具设计和方案往往也是工程师比较头疼的地方。

3   安森美的解决方案

a)安森美每颗传感器都会提供推荐的镜头选型表，包括市场上常用的镜头，以及配合客户进行镜头定制、镜头性能测试评估。

b)安森美不仅仅提供优异图像传感器芯片，其完整的参考设计文档和应用手册更是能帮助客户简化设计，节约产品设计周期。安森美图像传感器支持多种相机同步模式，且功耗水平往往优于市场上同类产品；值得一提的是，安森美针对主流应用的市场，都进行了PRISM模组的设计与生产，客户在前期评估的时候，可以直接从安森美购买到模组，大大节约了开发成本和开发时间。

c)针对目前市场上iToF 产品普遍分辨率不高，测量距离不太长、抗阳光干扰性能不佳的痛点，安森美推出了全新的1.2 M 像素的iToF 产品AF0130, 这是一款小尺寸的（1/3 寸）的BSI 全局快门传感器芯片，芯片内部集成了深度计算模块、可以直接输出深度信息；内部有缓存模块从而大大降低了运动物体的artifact；其特有的Smart iToF 模式以及940 nm >40% 的QE，使其在室外阳光下也有比较好的测量精度。同时，AF0130 的校正方法也比较简单，无需客户进行复杂的物体移动治具来进行校正，大大降低了开发成本跟生产效率。

（本文来源于《EEPW》202411）