概述

ToF式距离图像传感器不仅能捕捉XY方向的图像,还能获取Z方向的信息,可实现“3D空间中的传感”。利用3D传感,可以满足基于体积、立体形状的检测,物体堆栈判别等检测需求,这些需求依靠传统2D图像是难以实现的。另外,预计还可满足利用实时相对距离实现自动控制、冲撞回避等方面的用途。

在产业设备领域,以生产线和物流系统为代表,在农业及畜牧业的智能化等多种应用场景中,自动化、少人化的趋势正在迅速扩大。小型且能够瞬间获取3D信息的ToF式距离图像传感器,可以满足不断增加的识别、测量、自动化等领域的需求,有望广泛应用于多种领域和用途。

iToF式距离图像传感器的介绍视频

技术说明

实现远距离测距的dToF方式与高速、高分辨率的iToF方式

ToF式距离图像传感器将激光、LED等光源产生的光照射到对象物上,检测光反射回传感器的时间差,以此测量与对象物之间的距离。这种传感器具体可分为Direct ToF方式(dToF)和Indirect ToF方式(iToF)2种。前者通过计算检测到反射光所需的时间来测量远处的对象物;后者则通过积蓄反射光产生的电荷并检测与发射光的相位差来测量距离。

Direct ToF方式(dToF)

该方式测量光源发出的光和检测到被对象物反射的光之间的时间差。像素上可使用SPAD(Single Photon Avalanche Diode)方式。利用具有“雪崩倍增效应”的像素结构,将单个入射光子的电子放大,从而形成雪崩式叠加,能检测到微弱的光。因此可测量远处的对象物。IMX560等本公司产品采用Direct ToF方式,能够获取远距离、大范围的高精度、低噪点距离信息。

dToF方式的示意图
dToF方式的示意图

Indirect ToF方式(iToF)

该方式将反射光产生的电荷积蓄在各个像素内,通过检测与发光时的相位差来测量距离。该方式可以使用传统的CMOS图像传感器结构,从而获得对象物的高分辨率3D信息。IMX556/IMX570等本公司产品采用Indirect ToF方式,尤其擅长获取近~中距离的高速、高分辨率3D信息。

iToF方式的示意图
iToF方式的示意图

应用

物流领域的各种自动化

可用于通过测量托板及货物的位置、尺寸、填充率来提高物料搬运的效率,还可实现AGV(无人搬运车)/AMR(自主搬运机器人)及最后一英里配送机器人等移动体的冲撞检测和外界状况的识别等,TToF式距离图像传感器具备多种用途将为实现自动化提供助力。

iToF式距离图像传感器非常适合近~中距离需要高分辨率的用途。SPAD ToF式距离传感器可以满足室内外的远距离成像需求。

相关领域

物流

物流领域的各种自动化

工厂自动化

ToF式距离图像传感器可有效用于多种应用领域,例如可根据填充度实施缺件管理、可在机器人分拣作业中实现对象物位置检测等的自动化、可通过现场作业者的作业监控来改善工程效率、可通过检测危险区域的侵入情况以确保安全等等。

相关领域

食品、医药品、化妆品制造

工厂自动化

在商业、公共设施中进行人员识别

在2D传感器难以判定的人群密集场景中,ToF式距离图像传感器可以轻松地对人进行识别。这意味着其可以有效用于掌握商店、机场和主题公园等设施的拥挤状况,识别自动门的开闭条件和进出管理等用途。另外,还可通过其对3D人体姿势的推测,在商店的客户行动数据分析等领域加以应用。

相关领域

研究、调查
安全监控

在商业、公共设施中进行人员识别

对畜牧业和农业领域的收获进行支援

可用于辅助奶牛的自动挤奶机,或监控家畜的体型、步态以及剩余饲料量,从而帮助提升品质管理水平和生产效率。在农业领域,可通过3D分拣进行自动摘取、收获果实,还可以通过对周围环境的3D监控,实现农业机械的自动运转等。

相关领域

农业、畜牧业

对畜牧业和农业领域的收获进行支援

土木施工的支援

可有效用于重型机械的ICT化,通过周边状况的监控,对驾驶员进行协助、实现自动化和确保施工安全。另外,在土木施工领域,通过对土量和建设工地的施工状况、基础设施的铺设状况等进行3D测量,有望应用于诸如工程状况的可视化及施工记录等多种用途。

在有危险的不适合人员进入的工程现场和地区,以及室内等GPS卫星测位系统难以定位的场所,SPAD ToF式距离传感器有望发挥重要作用。SPAD距离传感器可通过测定周围环境,轻松创建周边的3D地图。

另外,将SPAD距离传感器与RGB传感器相结合,还能获得带RGB信息的3D数据。这类带RGB信息的3D模型可用于确认工程进度或查看已建成的建筑内部。

相关领域

重工业·成套设备

土木施工的支援

铁路监控

SPAD ToF式距离传感器在智能基础设施领域也能发挥重大作用。例如,有望应用于铁路监控。
车站的站台和轨道容易受到外部光线的影响,成像的噪点也很多。在这样的环境下进行远距离监控具有一定难度。微弱光线下也能高精度成像的SPAD距离传感器,不容易受到室外阳光等外部光线的影响,而且可以捕捉远处的对象物。因此,可用于确认并监控轨道上有无人或障碍物、车门开关时是否受到伞、包等物品的妨碍等。

相关领域

基础设施检测

鉄道モニタリングのイメージ画像

保护个人隐私的监控

ToF式距离图像传感器可以将人和物体作为3D信息加以获取。由于该信息不会像RGB图像那样能够对个人身份进行判明,具有极高的隐匿性,因此可以在确保被护理者安全之类需要保护个人隐私的人物监控用途中加以应用。并且在家庭安防领域也具有极大的应用潜力。

相关领域

安全监控

保护个人隐私的监控

下载

搭载ToF式距离图像传感器的相机列表

下载搭载索尼ToF式距离图像传感器的相机列表

IMX560-AAMV 产品概要

介绍产品概要、特点及规格的资料。

IMX556PLR 产品概要

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IMX570PLR 产品概要

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