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光學傳感芯片最新進展,有利機器人、自動駕駛等領域發(fā)展

Carol Li ? 來源:電子發(fā)燒友 ? 作者:李彎彎 ? 2024-06-20 00:06 ? 次閱讀
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電子發(fā)燒友網(wǎng)報道(文/李彎彎)光學傳感芯片是一種集成光譜傳感器的芯片,其工作原理主要基于光學傳感技術。它能夠測量光線的不同波長,并通過電子技術將這些波長的光線轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,從而實現(xiàn)光譜數(shù)據(jù)的測量和處理。

光學傳感芯片應用及市場

光學傳感芯片廣泛應用于多個領域,如光電測量,用于精確測量光線的各種參數(shù),包括強度、波長等;光電控制,在自動控制系統(tǒng)中,光學傳感芯片可以作為感知元件,實現(xiàn)對光線的自動控制和調(diào)節(jié);光電通信,在光通信系統(tǒng)中,光學傳感芯片用于接收和轉(zhuǎn)換光信號,實現(xiàn)信息的傳輸和交換。

還可以在智能手機、電視等消費電子產(chǎn)品,用于顏色測量、光學成像等功能,提升產(chǎn)品的性能和用戶體驗。在安防、智能家居等領域,用于環(huán)境光監(jiān)測、自動控制等功能,提高安全性和便利性。

近年來,光學傳感芯片技術不斷取得進展。如,最近清華大學研究團隊的展示了一項成果——新型智能光子傳感計算芯片(OPCA),可以在納秒級時間內(nèi)處理、傳輸和重建場景圖像。

這款名為光學并行計算陣列的芯片,在納秒級時間內(nèi)完成了圖像的處理、傳輸和重建,其處理帶寬高達一千億像素,響應時間僅為6納秒,比現(xiàn)有技術快了約六個數(shù)量級。速度提升的背后得益于該芯片獨特的集成傳感和計算功能設計。

OPCA芯片的工作原理是利用光子技術,在光域內(nèi)直接對圖像進行處理和分析。這不僅避免了信息損失和誤差,光子技術的并行處理能力也使得芯片能夠同時處理大量數(shù)據(jù),進一步提高了處理速度。

OPCA芯片有利于自動駕駛、工業(yè)檢測和機器人視覺等機器視覺應用的邊緣智能發(fā)展,在自動駕駛領域,它能夠?qū)崟r捕捉并處理道路信息,為車輛提供準確的導航和避障功能。

光學傳感芯片企業(yè)

機器人是光學傳感芯片應用較多的一個領域。如用于距離測量:光學傳感芯片通過測量光線傳輸?shù)臅r間、角度、強度等參數(shù),利用光線的反射、折射、擴散等原理,來獲取待測物體的位置、形態(tài)等信息。

圖像處理與識別:光學傳感芯片測量得到的光信號是離散的數(shù)字數(shù)據(jù),經(jīng)過合理的處理可以獲得圖像、顏色、形態(tài)等信息。在機器人中,圖像處理被用于識別物體、測量物體大小、位置和形態(tài)等。通過高級算法,如卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(CNN),可以實現(xiàn)目標的識別、運動跟蹤、邊緣檢測等功能。這些功能對于機器人的自主導航、目標拾取和操控等任務至關重要。

環(huán)境感知:機器人通過光學傳感芯片采集周圍環(huán)境的信息,實現(xiàn)環(huán)境感知。在目標識別與跟蹤方面,光電傳感器可以采集目標物體的光電信號,結(jié)合圖像處理算法,對目標進行識別并實現(xiàn)跟蹤和定位。

室內(nèi)導航:光學傳感技術可以實現(xiàn)機器人在室內(nèi)環(huán)境中的精確定位和路徑規(guī)劃。通過接收環(huán)境中的光信號,機器人可以確定自身位置,并根據(jù)地圖和規(guī)劃算法選擇最優(yōu)路徑進行導航。

室外導航與自主駕駛:盡管光傳感技術在室外導航的應用相對較少,但近年來研究表明,光傳感器可以通過感知環(huán)境中的光源和陰影變化,實現(xiàn)機器人在室外環(huán)境中的定位和路徑規(guī)劃。在自動駕駛領域,光學傳感技術也發(fā)揮著重要作用。

近日,美芯晟就表示,機器人產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)成豐富而復雜,主要涵蓋智能芯片、控制器、電機驅(qū)動器、伺服電機、減速器和傳感器等核心部件。特別是機器人的感知系統(tǒng),如激光雷達和攝像頭等,均配備了高精度光學傳感器,包括單點TOF和多點TOF等光傳感芯片。這些芯片在提升機器人的環(huán)境感知能力、定位精度以及運動控制穩(wěn)定性方面發(fā)揮著不可或缺的作用,確保了機器人在各類應用場景中能夠穩(wěn)定、可靠地運行。

目前公司已經(jīng)成功布局信號鏈光學傳感器芯片,相關產(chǎn)品不僅可以應用于機器人領域,還可廣泛應用于消費類電子和汽車電子領域,涵蓋環(huán)境光和接近傳感器、光學入耳檢測傳感器、光學表冠傳感器、車載應用的雨量和霧氣檢測傳感器等多種產(chǎn)品。

寫在最后

可以看到,近些年光學傳感芯片在性能提升、技術創(chuàng)新和應用拓展等方面都取得了顯著進展。未來,隨著技術的不斷發(fā)展和應用需求的增加,光學傳感芯片將在更多領域發(fā)揮重要作用。

在當下備受關注的機器人領域,光學傳感器也是多方面的,涵蓋導航、避障、抓取、操作控制以及視覺識別與定位等,這些應用不僅提高了機器人的智能化水平和工作效率,還使得機器人能夠在更多領域發(fā)揮重要作用。


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