視覺技術正經歷著從2D到3D的轉變~~
近年來，隨著3D感測器、人工智慧（AI）、大數據以及機器人流程自動化等領域的快速發展，現在我們能夠實現更即時且精確的3D目標檢測。
這不僅大大提升了機器人在物體辨識、偵測、分類等方面的能力，也加強了它們在視覺定位/導航及有效避障等方面的表現。
安森美(onsemi)即將推出的iToF（間接飛行時間）產品，為3D應用領域帶來了革新性的選擇。
近年來,2D成像技術的發展快速。解析度從數十萬像素發展到現在的十億像素，色彩還原更真實，在逆光環境下也能透過HDR技術提升影像品質。
然而，2D影像僅能提供紋理（色彩）訊息，無法提供實現更精準辨識、追蹤等功能所需的空間形貌、幾何尺寸、位姿等資訊。
3D視覺技術相對於2D技術提供了更豐富的被攝目標訊息，可以在六個自由度（x、y、z、旋轉、俯仰、橫擺）上定位被攝目標，還原人眼視角的三維立體世界。基於3D視覺感測器所採集的訊息，不但有色彩訊息，也增加深度訊息，也就是視場內的空間幾何尺寸資訊。
這樣圍繞著物件、空間掃描一圈，就能得到點雲圖和精確的1∶1還原的3D模型。
而有了這些資訊作為輸入，應用程式場景會大為增多，效能也會大幅提升!!
目前市面上的3D相機產品主要是雙眼相機、結構光相機、ToF相機。
每種設計都有其限制,例如 :
- 雙眼相機在低照度下精度不佳，面對特徵點少的平坦牆壁也存在挑戰，對運算能力要求較高。
- 結構光則需要複雜的光源系統，測量距離偏短。
- ToF則存在多路徑反射，解析度普遍較低，在戶外陽光下有挑戰。
>> 各種挑戰歸納如下：
- 工程師在開發過程中會遇到鏡頭選型設計的困難點，例如景深、光圈、角度、畸變、MTF、成本之間的平衡，往往為了一個最佳的產品而需要進行鏡頭的客製化。
- 在AGV/AMR等行動裝置上，雙眼相機的設計往往還需要考慮體積，需要選擇晶片封裝較小且高性能的GS影像感測器晶片2顆晶片的控制和輸出需要嚴格同步。同時雙眼相機在組裝精度方面也有較高的要求。同時因為是電池應用，對於低功耗的需求也是非常重要的。
- 在進行ToF產品設計的時候，電源設計以及VCSEL驅動電路設計往往會存在挑戰，如何確保VCSEL能達到滿意的反光功率是需要重點考慮，存在一版不成功需要改版的風險；iToF相機的內參校正硬體治具設計和方案往往也是工程師比較頭痛的地方。
由發射和反射光訊號之間的時間延遲來測量，給定固定的光速。為了精確地測量時延，經常使用短光脈衝。
這種技術與3D雷射感測器原理基本類似，只不過3D雷射感測器是逐點掃描，而ToF相機則是同時得到整幅影像的深度資訊。
特點是：和結構光方式相比，ToF並不需要對光的圖案做複雜解析，只需要反射回來即可，這大大提高了魯棒性 ( robustness)，
深度資訊還原度比結構光好很多，點雲的完整性更好。主要表現在：深度圖質量要高於結構光，抗強光的干擾能力也更強一些，精度也要更高一些。
但對於玻璃，是光技術的死穴，只能靠其他技術來彌補了。 ToF速度高，但精度只有毫米級。 ToF技術的難度較高，成本也較高。
ToF分為dToF和iToF。 dToF和iToF在感測器原件上的差異是：iToF是使用CMOS製程開發的影像感測器，而dToF則需要使用單光子雪崩二極體（SPAD）的感測器。
dToF有長距離與抗干擾性的特點，較適用於長距離的量測。而iToF由於有成本與空間影像解析度的優勢，很適合AI應用。
由於iToF除了對於距離與空間的重現具有高度的可靠性外，還有分辨率的優勢，近年來發展很快。
iToF之所以流行，因為相較於結構光、多目等3D感知方案，iToF是相對簡單的。
安森美提供了一套全面的解決方案，以支援3D視覺技術的發展。對於每款感測器，安森美都會提供一份推薦鏡頭選型表，涵蓋了市場上常用的鏡頭選項，並且能夠根據客戶需求進行鏡頭客製化及性能測試評估。
除了提供高性能的影像感測器晶片外，安森美還提供了詳盡的參考設計文件和應用手冊，幫助客戶簡化設計流程，縮短產品開發週期。
安森美的影像感測器支援多種相機同步模式，並且在功耗控制方面優於同類產品。
特別地，針對主流應用場景，安森美都進行了PRISM模組的設計與生產，使得客戶可以直接採購這些預先整合好的模組，從而大大節省了開發成本和時間。
此外，為了解決市場上iToF產品普遍存在的分辨率低、測量距離短以及抗陽光幹擾能力弱的問題，安森美即將推出全新的1.2 M 像素的iToF產品。此小尺寸（1/3吋）的背照式（BSI）全域快門感測器內建了深度計算模組，可以直接輸出深度資訊。內部緩存機制有效減少了運動物體產生的偽影。
其特有的Smart iToF模式加上940nm波長下超過40%的QE，即使在室外強光條件下也能維持良好的測量精度。
更重要的是，其採用了簡化的校準方法，無需複雜的移動治具即可完成校正，這不僅降低了開發成本，也提高了生產效率。
在3D感測技術的加持下，未來機器視覺將朝向3D視覺方向不斷發展與精進。
安森美將透過不斷更新的創新性解決方案，為3D視覺技術的應用提供強而有力的支援。
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