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透過晶片上處理實現的最快 3D 雷射三角測量感測器

挑戰:提升 3D 感測器的資料傳輸速度

雷射三角測量是高速應用的理想方法,特別是在需要快速處理以跟上生產產能的在線量測領域。為了滿足對速度日益增長的需求,必須持續提高 3D 感測器的資料傳輸速率。

3D 感測器的輪廓偵測速度取決於影像感測器的幀率。然而,傳統的影像偵測器面臨著固有的速度限制。


傳統影像感測器的限制

提高標準影像感測器讀出速率/幀率的唯一方法,是提高時脈速度和/或增加輸出通道數量。雖然這些改動能帶來些微改善,但同時也伴隨著顯著的缺點:
  • 高功耗
  • 帶寬需求增加
  • 笨重的外觀設計
即使進行了這些變更,處理速率仍僅限於約 2–3 Gpixels/s。

解決方案:晶片上處理

為了克服這些限制並提升效能,必須將智慧處理功能直接整合至感測器晶片中。此方法可將處理速率提升至令人驚嘆的每秒 20 至 30 十億像素。

感測器晶片內處理技術透過大幅減少從感測器傳輸至 FPGA 的像素數量來實現此目標。與其處理整張影像,系統僅傳輸雷射光線周圍的像素,同時忽略背景像素。

標準的 2D CMOS 感測器無法實現此功能。這需要一款專為此目的量身打造、具備特殊功能的客製化偵測器。


晶片上處理的主要優勢

與傳統的 3D 感測器相比,此方法具有以下幾項主要優勢: 

  • 輪廓偵測率至少高出 10 倍 相較於傳統 3D 感測器 
  • 由於處理效率更高,平台成本得以降低
  • 降低功耗,使其更具能源效率

需要在晶片上進行處理的應用

對於需要極高資料傳輸速率的應用而言,晶片上處理至關重要,包括:

  • 電子元件檢測:檢測小型且結構複雜的元件時,必須進行高速精密測量。
  • 交通應用:例如,在道路路面掃描方面,這項技術使安裝於卡車或廂型車上的感測器能夠以高速公路行駛速度運作,並高效地收集數據。
  • 長型產品的測量:在線材或管材製造等應用中,能夠針對長型物件進行高速數據擷取,這項能力帶來顯著優勢。
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