ADI深度传感(ToF)技术

ADI的ToF技术属于脉冲ToF CCD系统(图8),使用高性能ToF CCD和集成了12位ADC、深度处理器(将来自CCD的原始模拟图像信号处理成深度/像素数据),以及高精度时钟发生器(为CCD和激光器生成驱动时序)的TOF模拟处理前端ADDI9036。时序发生器的精确时序内核支持在45 MHz时钟频率下按照大约174 ps分辨率调整时钟和LD输出。

基于3D深度传感ToF技术的基本原理解析

图8. ADI ToF系统功能框图。

与其他解决方案相比,ADI的ToF系统具备以下优点

● 使用了分辨率为640×480的ToF图像传感器,其分辨率比市面上大部分其他ToF解决方案的分辨率高4倍。

● 使用了对940nm波长高度灵敏的传感器。如之前所述,环境光将显著降低反射信号的信噪比,特别是在强烈的环境光下。940nm激光器已经变得很普遍,因为这种波长在太阳光光谱中占据了一席之地,在该光谱中,光子通量的幅度相对较低(图9)。ADI ToF系统使用对940nm光敏感的ToF CCD,因此能够在室外环境或具有强环境光的区域采集到更多的有效信号。

基于3D深度传感ToF技术的基本原理解析

图9. 光子通量与太阳光的波长。

深度处理器采用伪随机化算法和特殊的图像处理功能,可以消除多机干扰(如前所述)。因此,可以在同个环境中使用多个ADI的ToF系统。

基于3D深度传感ToF技术的基本原理解析

图10. 户外图像的深度图比较。

在图10显示的示例中,在户外使用三个不同的深度测量系统来测量距离。值得注意的是,使用850 nm光源的CMOS ToF系统很难分辨出人与三脚架,而ADI的CCD ToF系统却能够清晰地分辨出两者。

W哪些应用正在使用ToF技术?

如引言所述,在2D图像中加入深度信息可以提取出更多的有效信息,从而显著提高场景信息的质量。例如,2D图像检测无法区分真人和照片。提取深度信息可以更好地区分人体,跟踪面部和身体特征。ToF深度传感可以提供高质量且可靠的人脸识别方案,用于身份安全验证。分辨率和深度精度越高,分类算法 的性能越好。它可以用于实现简单功能,例如允许访问移动设备/私人家庭空间,也可以实现高端应用,例如在商业敏感区域提供门禁控制。

基于3D深度传感ToF技术的基本原理解析

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