3D-Tiefenmessung: dToF-LiDAR-Modul und iToF-Sensor

SENSORIK

Time-of-Flight-Sensorik für die 3D-Tiefenmessung hat STMicroelectronics unter anderem für Anwendungen wie Kameraassistenz, Virtual Reality, 3D-Webcams, Robotik und Smart-Building-Applikationen entwickelt.



STMicroelectronics hat ein direct Time-of-Flight (dToF) 3D-LiDAR-Komplettmodul (Light Detection And Ranging) mit einer Auflösung von 2,3k angekündigt und ein Projekt mit seinem kompakten indirect Time-of-Flight-Sensor (iToF) mit 500k Pixeln bekanntgegeben.


Das LiDAR-Modul

Der VL53L9 ist ein direct ToF 3D-LiDAR-Baustein mit einer Auflösung von bis zu 2,3k Zonen. Mit seiner integrierten Dual-Scan-Ausleuchtungstechnik kann der LiDAR-Sensor kleine Objekte und Kanten detektieren und sowohl 2D-Infrarotbilder (IR) als auch 3D-Tiefenkarten erfassen. Das Produkt wird als Modul mit eingebauter dToF-Verarbeitung angeboten, das keine externen Bauelemente benötigt und ohne Kalibrierung auskommt. Zusätzlich bietet das Modul Entfernungsmessungs-Fähigkeiten in einem Bereich von 5cm bis 10m.


Wozu kann es genutzt werden?

Die Ausstattung des VL53L9 ist für Kameraassistenz-Funktionen vom Makro- bis in den Telebereich vorgesehen. Das Modul ermöglicht Laser-Autofokus, Bokeh und Kinoeffekte für Standbilder und Videoaufnahmen mit 60 fps (Frames pro Sekunde). VR-Systeme (Virtual Reality) können sich die Tiefeninformationen und 2D-Bilder zunutze machen, um eine verbesserte räumliche Zuordnung zu erzielen und dadurch immersivere Gaming- und VR-Erfahrungen wie virtuelle Besuche oder 3D-Avatare möglich zu machen. Die Fähigkeit des Sensors zum Detektieren von Kanten kleiner Objekte sowohl in geringer als auch in sehr großer Distanz erlaubt seinen Einsatz nicht nur in VR- sondern auch in SLAM-Anwendungen (Simultaneous Localization And Mapping).


Der ToF-Sensor

Der ToF-Sensor VD55H1 wird u.a bei Lanxin Technology, einem in China ansässigen Unternehmen für Tiefenerfassungs-Systeme für mobile Roboter, eingesetzt. Das Tochterunternehmen MRDVS nutzt den VD55H1, um 3D-Kameras durch Tiefenerfassungs-Funktionen zu ergänzen. Die mit dem Sensor ausgestatteten Kameras kombinieren die Fähigkeiten der 3D-Bildgebung mit Edge-AI-Features, um mobilen Robotern ein intelligentes Umfahren von Hindernissen und ein präzises Andocken zu ermöglichen.


Weitere Anwendungen

Abgesehen von Machine-Vision-Applikationen, eignet sich der VD55H1 für 3D-Webcams und PC-Anwendungen, die 3D-Rekonstruktion für Headsets sowie das Zählen von Personen und die Aktivitätserkennung in Smart-Home- und Smart-Building-Applikationen. Der Baustein bündelt 672 x 804 Pixel auf einem Chip und kann dreidimensionale Oberflächen vermessen, indem die Entfernung zu mehr als einer halben Million Punkte ermittelt wird. Der Sensor wird im Stacked-Wafer-Fertigungsprozess von ST hergestellt. Er eignet sich für das Erstellen von 3D-Inhalten für Webcams sowie für VR-Anwendungen wie virtuelle Avatare, Handmodellierung und Gaming.


Verfügbarkeit

  • Erste Muster des VL53L9 sind bereits verfügbar, der Beginn der Massenfertigung ist für Anfang 2025 geplant.
  • Die Produktion des VD55H1 ist bereits in vollem Umfang angelaufen.

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