3D视觉成像方面的挑战及ST的解决方案

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1   工程师应用的痛点是什么？

工程师在选择和应用成像技术时面临多个挑战，没有一种传感器可以满足所有需求。因为应用场景和操作环境都会影响最合适的技术选择，并且需要考虑诸如分辨率、操作距离、精度、速度、视场、环境光、眼部安全、计算能力、功耗等参数。每种技术都有其优点和缺点。

在处理光学系统时，系统集成和生产对解决方案的成本具有显著影响。此类3D传感系统需要校准和对准以确保最佳性能。这增加了设计和工业化的复杂性，并且在生产线上可能非常耗时。

2   ST的两大类解决方案

ST支持多样化的产品组合，采用不同的集成方法，以提供针对应用需求量身定制的解决方案。

ST在成像产品方面主要有两个产品系列和品牌。

●   ST FlightSense产品系列包括从单区到多区（8x8或16x16）ToF模块、具有2300区分辨率的3D dToF模块以及支持SVGA分辨率的iToF传感器。

●   ST BrightSense产品系列包括RGB和NIR全局快门CMOS图像传感器，提供机器视觉的最佳性能。这些传感器可以用于使用结构光生成3D图像。ST正在大力投资成像传感器，预计其在个人电子产品、工业和汽车领域的需求也将增长。

为了使工程师能够克服痛点，并在各个行业中交付高性能的成像应用，ST对这两大类产品进行了解决方案的优化。

●   ST不仅提供VD55H1 iToF传感器的高分辨率3D传感器，也提供一体化模块VL53L9的方案。该模块集成了发射器、VCSEL驱动器、SPAD接收器，并嵌入了处理后处理的MCU。

模块化的好处是避免了系统集成、校准、激光安全认证和外部组件计算能力的负担，因为后处理是在芯片上完成的。这将显著缩短产品上市时间，因为它减少了集成多个离散元件的工程工作量，以及工业化的努力，因为它可以从硬件和软件角度直接使用现成的模块。

●   对于CMOS图像传感器，ST拥有一系列高灵敏度传感器，凭借其一流的量子效率（QE）和调制传递函数（MTF），为基于机器视觉的应用提供高精度成像。

3   ST成像子部门简介

ST拥有广泛的产品系列，包括微控制器（MCU）、电源管理、MEMS和成像传感器，涵盖了广泛的应用领域。

其中，成像子部门正在设计和制造飞行时间（ToF）传感器和CMOS图像传感器（CIS）。这些技术非常适合多个关键市场，包括自动导引车（AGV）/自主移动机器人（AMR）、资产追踪、人形机器人等。

对于AGV/AMR，成像传感器用于导航和障碍物检测、绘制周围环境的精确地图，并通过避免碰撞来确保安全操作。对于人形机器人，除了上述功能外，成像传感器还可用于识别人类的手势和动作，实现直观的人机交互，并用于面部识别等。