工业视觉传感器的高精度将成为与高速并列的重要需求

随着工业自动化进程的不断推进，工业技术已经开始向智能化、高度集成化和数字化方向发展，尤其是工业视觉技术。为了满足这三个要求，工业视觉必须在图像获取、处理和理解方面达到更高的精度，其中通过今天的边缘处理器和机器视觉算法，处理和理解已经满足了精度要求。至于图像获取的精度，它仍然与视觉传感器密切相关。

因此，在工业视觉传感器BDW83C领域，无论是传统的CMOS图像传感器，还是广泛使用的激光雷达，都开始朝着高精度、高速度的方向发展。我们基本上知道高速率的技术路线。例如，CMOS图像传感器追求全局快门，固体和机械激光雷达开始追求更快的扫描速度。为了实现更高的精度，图像传感器和激光雷达不断推出芯片，从设计上寻求创新。

图像传感器－高灵敏度和高像素

与车辆规格图像传感器不同，工业场景中的CMOS往往没有120dB的高动态范围，或者LED频闪抑制的需求。相反，全球快门带来的高速特性往往被视为首要要求。然而，为了进一步提高工业自动化的效率和良好的生产率，工业图像传感器对其他参数仍有许多要求。

与汽车的大光线相比，工业场景大多位于室内，因此对动态范围没有更高的要求。但是室内环境通常没有完全覆盖理想的光源，这就要求图像传感器的灵敏度越高越好。与我们常见的彩色图像传感器相比，黑白和单色图像传感器往往具有更好的灵敏度性能，从而具有更好的弱光精度性能。

除此优点外，黑白版图像传感器在分辨率相同的情况下，在检测图像边缘等任务方面效果更好，同时由于放弃了色彩信息，可以进一步提高读取速度，显著提高了工业线阵相机的检测效率。

去年，思特威推出了他们的第一个线阵CMOS图像传感器SC430LA，并采用了背照式和全局快门的设计方案，实现了4K的分辨率。SC430LA分为黑白和彩色两个版本，其中黑白版本有三种工作模式：一线、二线和三线，一线模式下可达200kHz的行频。SC430LA的彩色版本还支持传统的Bilinear和先进的Trilinear模式，以满足全彩成像的工业视觉应用，并提供更好的色彩信息。

事实上，我们在工业视觉场景中看到的超高像素图像传感器并不多，因为在很多场景中，精度和速度并不是两个可以兼得的参数。在过去，由于图像处理和理解技术的限制，许多应用场景的高精度并不是第一要务。

但为了追求更高的精度，特别是在长距离识别和大规模物体识别的应用中，高分辨率仍然是一个不可回避的话题。解决问题的关键是如何在保证更高分辨率的基础上保持更高的速度。

Teledyne给出了一个答案，即Emerald67M具有六千万像素。如此高的像素量已经完全覆盖了8K的分辨率，通过ROI特性可以随意捕捉到单个高分辨率图像中更多的物体。但是这么大的数据量通常意味着读取速度将面临巨大的考验，但是Teledyne的Emerald67M仍然实现了超高的性能。

Emerald67M分为高速版和超高速版，其中超高速版可以在10bit输出下实现65fps的超高帧率，读出噪声却只有2.5e-，500nm下的量子效率做到了66%。要知道超高像素的传感器往往在灵敏度上往往是处于劣势的，Emerald 67M在提供六千万像素的同时，依旧保留了供工业视觉应用的高灵敏度和高速特性。

激光雷达－新型结构和高线数

在所有的固态雷达中，Ouster的数字激光雷达可能是提高激光雷达精度的最特别的方法。Ouster采用半导体设计，将所有光电设备集成到芯片中，通过芯片技术和设计提高激光雷达的精度。

如此高的集成度也使Ouster能够在可靠性方面取得更大的进步，比其它机械激光雷达更容易解决冲击和振动带来的干扰，更适合复杂的工业场景，为AMR等工业机器提供更高的安全性，减少停机时间。

从Ouster的例子来看，他们通过提高数字激光雷达芯片的集成度来实现更高的线数。在激光雷达领域，线数往往决定角分辨率和精度，因此线数超过128的激光雷达一般称为高清激光雷达。

写在最后

随着半导体行业向更先进的技术发展，工业视觉传感器的高精度必然会成为与高速并列的重要需求，尤其是在芯片封装检测等高精度工作场景中。图像传感器也在慢慢推进自己的制造工艺，所以速度和精度也是一个良性循环，在保证高生产效率的同时，依然可以提供引人注目的性能。

虽然现在很多激光雷达厂商都在追求汽车规模的大规模生产，但是依靠单一的市场对于产品来说有很多风险。Ouster等机械激光雷达厂商在这方面做得更好。从Ouster上季度的财务报告来看，其收入占工业领域的38%，机器人领域的37%。虽然机械激光雷达上车进度不好，但在工业视觉领域还是一个受欢迎的选择。此外，许多激光雷达制造商已经开始布局多种技术路线。我相信，如果更多的激光雷达制造商进入工业视觉，其成本和精度将会得到提高。

传感器高精度需求视觉激光雷达图像

免责声明：本网信息来自于互联网，目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实，对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，并请自行核实相关内容。本站不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如若本网有任何内容侵犯您的权益，请及时联系我们，本站将会在24小时内处理完毕。