Třetí rozměr s jedním megapixelem. To je modul ADTF3175

Stroje a zařízení, které dnes navrhujeme, dokážou své okolí naprosto běžně snímat a také „vidět“. A to nejen ve dvou směrech, ale také ve smyslu 3D. Pokud navíc sáhneme po nedávno představeném modulu od společnosti Analog Devices, dostaneme k dobru hned celý jeden megapixel. To se již počítá.

Když plocha nestačí

Výrobce ve své červnové zprávě [1] pro novinku zmiňuje aplikace ze světa strojového vidění, zasahující od klasické průmyslové automatizace až po logistiku, oblast péče o zdraví či rozšířenou realitu, tzn. systémy AR; vybavení moderních staveb nebo např. robotiku, spotřební i tu průmyslovou nevyjímaje. Zde všude mají co nabídnout relativně malé moduly ADTF3175 o velikosti 42 × 31 × 15,1 mm [2], které se uplatní napříč provozním rozsahem teplot od mrazivých dvaceti stupňů pod nulou až po +65 °C.

Ucelené 3D řešení s vysokým rozlišením a technologií iToF, tedy „indirect Time-of-Flight“, přitom vychází z CMOSového snímače ADSD3100 od stejného výrobce [3], který se díky čipu o rozměrech 5,364 × 9,799 mm dostane třeba i do chytrých telefonů. Takto řešený základ však nyní ve společnosti Analog Devices na straně zobrazovače dále rozšiřují o čočky s optickým filtrem typu pásmové propusti BPF v oblasti 940 nm a dále pak i o zdroj infračerveného záření zahrnující vhodnou optiku, laserovou diodu, její budič a fotodetektor, to vše doplněné o NVM paměť typu Flash pro boot-up sekvenci našeho prvku nebo regulátory napětí zajišťující lokální napájení. Vzniklý modul se čtvercovými pixely o rozměrech 3,5 × 3,5 μm a „výhledem“ Field of View 75 × 75 stupňů je navíc plně kalibrován pro použití s různými rozsahy, na krátké i delší vzdálenosti, a také v režimech zahrnujících rozlišení 1024 × 1024, resp. 512 × 512 bodů.

Obr. 1  Výměnou za bezmála dvě stovky dolarů dostanou nyní vývojáři do rukou kompletní modul snímače s technologií iToF a vysokým rozlišením 1024 × 1024 bodů [1]

Milimetry v řádu metrů

Výrobce zde poplatně šumu na maximální úrovni srovnatelné s 15 mm, pokud jde o „hloubku“, minimální odrazivosti 15 procent a ekvivalentu slunečního světla méně než 5 klux slibuje záběr 0,4 až 4 m. Napříč plným, výše zmiňovaným rozsahem by pak měla přesnost systému dle dokumentace činit ±3 mm.

Obr. 2  Díky kalibrovanému modulu odpadají starosti spojené se speciální optikou či elektromechanickým řešením celého systému. Opomíjena zde samozřejmě není ani bezpečnost očí [2]

Surová obrazová data z nového modulu ADTF3175 jsou pak ve výsledku externě zpracovávána systémovým host procesorem, příp. signálovým procesorem ISP. Elektrické rozhraní nám poplatně funkčnímu blokovému diagramu modulu dle obr. 3 zajišťují „4-lane MIPI CSI-2 Tx“ (Mobile Industry Processor Interface / Camera Serial Interface) s rychlostí 1,5 gigabitu za vteřinu na linku plus čtyřvodičové rozhraní SPI a dvoudrátové sériové rozhraní I²C, které zase využijeme během programování, resp. k řízení samotné činnosti prvku. Za zmínku zde rovněž stojí podobné řešení od společnosti STMicroelectronics, které jsme na webu představili o něco dříve [4].

Obr. 3  Zjednodušené vnitřní zapojení celé novinky ADTF3175 [2]

Odkazy:

[1] Tisková zpráva, https://www.analog.com/en/about-adi/newsroom/product-alerts/adi-launches-industrys-1st-high-resolutionmodule-3d-depth-sensing-vision-systems.html

[2] Modul ADTF3175, https://www.analog.com/en/products/ADTF3175.html#product-overview

[3] Senzory ADSD3100, https://www.analog.com/en/products/adsd3100.html

[4] Snímače ToF v režii ST. Nyní s rozlišením 0,5 Mpixelů, https://www.dps-az.cz/vyvoj/novinky/id:84961/snimace-tof-vrezii-st-nyni-s-rozlisenim-0-5-mpixelu