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ToF应用像打开的潘多拉盒子,空间巨大亟待挖掘

作者:王莹时间:2020-02-07来源:电子产品世界收藏

这两年,随着手机、无人机等采用了(飞行时间),引起了业界对www.yazhoucaipiao.com_【官方首页】-亚洲彩票应用的极大关注。实际上,能实现3D测距的有着广阔的应用潜力。

本文引用地址:http://68qudao.com/article/202002/409702.htm

不久前,系统应用工程经理李佳女士向电子产品世界等媒体介绍了ToF的应用潜力,三种3D测距方案的对比,以及 ToF的解决方案。

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系统应用工程经理 李佳

1 ToF的应用市场

ToF的需求无处不在。包括VR/AR,SLAM(即时定位与地图构建),即怎样通过技术方法,把现在我们肉眼能够看见的3维信息通过科技的手段,再重新建模,可以作为导航的应用,用于服务应用、家庭机器人、仓库AGV(自动导引运输车)、工业交互应用等。还有监控应用、工业机器人、无人机等。

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上述是工业上的方向。在车载方面,有车内和车外两大技术。

2 三种3D测距的比较

 模仿人眼的双目www.yazhoucaipiao.com_【官方首页】-亚洲彩票。应用之一是手机,从传统的单目,慢慢发展为手机的摄像头越来越多,来模拟深度的场景,实现深度信息的提取。特点是实现的方式较为简单,也比较接近人类的感知。其缺点是无法精确地提取到深度的数据。

 结构光。已有约10年的历史,可以得到准确的距离信息。但是缺点是只适用于近距离,诸如1.2 m以内的近距离,因而是特定场景下的3D数据信息采集的应用。典型的应用诸如苹果iPhone X率先在手机中推出的人脸识别应用。

 3D ToF。www.yazhoucaipiao.com_【官方首页】-亚洲彩票其适配范围会更广,从近距离覆盖到了更远的距离,可以提取到很准确的深度信息。因此今后很多的应用会从双目、结构光慢慢转到ToF上。

那么,一些手机厂商从结构光又转到ToF上,是出于成本还是什么原因呢?

实际上,结构光只能在近距离、一些特定场景以及特定应用的时候,它的表现性能是比较优异的。苹果最早发布的人脸解锁,在五六十厘米的范围内非常合适。但随着技术不断的发展,可能在手机里植入一个3D摄像头,仅仅作为前摄人脸解锁的功能,已不能满足广大用户对3D技术的应用需求,所以想开拓更多更广的应用,因此ToF的场景不局限,适配距离更远一些。

关于成本,ToF是上下游连在一起的信号链,需要从光学、电子以及后面的应用算法都一起来考虑,是一类适配性很强的应用,例如如果用到汽车上,对于这些器件的可靠性要求非常高,它的成本不能跟手机这样的成本来直接衡量。所以关于成本,要看每种应用的具体情况。

3 ADI的ToF的优势

ADI ToF的解决方案从人脸支付到中距离20 m,甚至到远距离30 m应用场景。

ADI采用的是高感光度器件,对室外抗干扰性有很大的优势。www.yazhoucaipiao.com_【官方首页】-亚洲彩票因为ADI的方案是与CCD传感器来搭配的,CCD是全局曝光的器件;而且CCD是窄快门的曝光原理,对于外界抗干扰的性能很强,因而对数据噪声有很高的抑制作用。

ADI需要与很作伙伴合作(例如国内的模组厂合作),来共同打造小型化、集成度高的产品。如下图,ADI提供主芯片——ADDI9033/5/6。前端(左侧)是合作伙伴的传感器。ADI芯片采集前端过来的信号做转换,同时做一些深度计算,把深度的信息直接送到后面(右侧)的SoC去做相应的滤波处理,之后的数据就可以提供给算法公司做后面的应用。

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4 ADI ToF的落地应用

1)车载领域

分为三大方向。

 车内,车内传感器的适配距离是40~200 cm,主要用于手势操控,还有驾驶员与副驾驶、后排乘客体态的监控。现在欧洲一些车厂已经把这种应用规定作为标准了,用途是在发生意外的时候,保险公司要来看当时的司机或者乘客的即时状况。

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 车外近距离,例如B柱人脸解锁方案,不用钥匙用人脸解锁的应用方向。

 ToF可以探测远距离,从而可以从ToF方案来拓展到车外的辅助驾驶的方向上。例如,ADI的ToF可以实现20 m的探测距离。

2)人脸支付

现在在一些商超/无人商超里,除了二维码支付之外,还有人脸支付——通过二维的人脸数据比对,但会存在被破解的安全隐患,例如拿一张照片是否就可以破解这个功能。所以在支付行业里一定要引入3D的技术,用3D技术进行活体采集。所以在支付这种比较敏感、安全性要求较高的应用里,3D技术是一种类似于强制性的引入技术。

3)闸机门禁

在机场安检、大厦安检里,我们可以看到闸机等门禁设备里也开始加入人脸识别系统,包括中远距离人的体重识别功能,都会采用3D技术。

上述主要应用是识别与活体检测。下面还有测距应用。

4)体积测量

这也是ToF的一个非常重要的应用领域。因为在体积测量的时候,我们除了2D的信息之外,还需要多知道一个深度的数据,即需要长宽高的数据。这也是ToF非常好的应用场景:可以快速地把3维信息采集到,从而可以快速地计算出包裹的体积。在物流行业里体积测量非常重要,甚至大于重量。

5)30 m远距离测量

ADI的方案因为有很强的感光度,所以它非常适合于户外的远距离应用,因此ADI的合作伙伴已经做到了30 m户外的AGV探测距离产品,该客户的产品在2020年的CES(美国消费电子展)上获得了创新奖(如下图)。此外,也可用于大型的扫地机。

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5 ADI的ToF成功案例

2014—2016年,ADI为国外某家大型AR眼镜公司特别定制3D ToF产品,2016年左右,这种AR眼镜产品成功落地。ADI的ToF在这种AR眼镜中主要实现人机交互和3D重建的功能。

2016—2017年,ADI的产品用在了汽车内手势识别的产品中。2019年年初,这款车型已经发布。

2018年,ADI ToF方案集成到中国一家大品牌的手机里,2019年年初成功落地发布。

综上所述,ADI的ToF产品涵盖了从消费到汽车的领域,目前把ToF慢慢在工业领域上铺开。

目前,ADI与合作伙伴采用CCD的方案,后续会转向完全由ADI主导的解决方案,分辨率也会有很大的提升,功耗及性能会有明显的提升。



关键词: ToF ADI

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