Modulo LiDAR 3D Direct Time-of-Flight per sistemi Edge

STMicroelectronics ha annunciato il VL53L9, un modulo LiDAR 3D Direct Time-of-Flight (dToF) progettato per fornire funzionalità di rilevamento ad alta risoluzione ai sistemi di intelligenza artificiale Edge a bassa capacità di calcolo. La soluzione hardware è destinata all'elaborazione di dati spaziali nei settori della robotica, dell'automazione industriale, degli edifici intelligenti, dei dispositivi per la realtà virtuale e delle applicazioni sanitarie.

Specifiche tecniche e capacità di rilevamento
Il modulo offre 2.268 zone di risoluzione disposte in una griglia da 54 x 42, abbinate a un campo visivo di 54° x 42°. Grazie all'impiego della tecnologia dei sensori SPAD (Single-Photon Avalanche Diode) impilati e retroilluminati e di elementi ottici metasurface, l'architettura consente un intervallo di rilevamento da meno di 5 centimetri fino a 9 metri, con un margine di precisione dell'1%.

L'hardware acquisisce dati spaziali a una velocità di 100 fotogrammi al secondo, consentendo ai sistemi di mappare ambienti tridimensionali e di rilevare continuamente oggetti di piccole dimensioni.

Architettura e integrazione con l'IA Edge
Il sensore utilizza un sistema di illuminazione flood a doppia scansione invece della tradizionale scansione a punti, al fine di ridurre gli artefatti di movimento, eliminare le zone morte e acquisire immagini complementari a infrarossi 2D e immagini di profondità 3D.

Integrando l'elaborazione Direct Time-of-Flight direttamente sul chip e un circuito integrato dedicato alla gestione dell'alimentazione, il modulo, che non richiede calibrazione, semplifica significativamente il carico di post-elaborazione. Ciò consente alle applicazioni di IA Edge di funzionare in modo efficiente anche su microcontrollori con risorse computazionali limitate.



Immagine del prodotto VL53L9CX

Aree applicative e casi d'uso
L'output continuo di dati di profondità 3D supporta numerose applicazioni industriali e consumer.

Nel settore della robotica, il modulo facilita la localizzazione e la mappatura simultanee (SLAM), oltre all'evitamento degli ostacoli per la navigazione autonoma. Nell'automazione industriale, consente una misurazione volumetrica accurata di serbatoi e contenitori, supportando il monitoraggio delle scorte.

Negli edifici intelligenti, il sensore rileva la presenza umana e conta gli occupanti senza acquisire immagini ottiche identificabili, preservando così la privacy.

Ulteriori casi d'uso comprendono il monitoraggio delle cadute in ambito sanitario e il tracciamento scheletrico delle dita per il riconoscimento dei gesti nei sistemi di realtà virtuale.

Progettazione hardware e compatibilità delle interfacce
I componenti sono integrati in un package rifondibile da 12,8 mm x 6,1 mm x 4,6 mm, compatibile con diversi materiali per il vetro di copertura.

Il modulo opera con doppia alimentazione a 1,2 V e 3,3 V e trasmette i dati tramite interfacce MIPI o I3C, garantendo la compatibilità con diverse architetture di processori.

L'hardware dispone della certificazione di sicurezza laser di Classe 1.

Alexandre Balmefrezol, Executive Vice President e General Manager dell'Imaging Sub-Group di STMicroelectronics, ha sottolineato che la combinazione di dati di profondità ad alta risoluzione, elevate frequenze di acquisizione e un'architettura completamente integrata in un unico modulo semplifica l'integrazione e riduce la complessità dei sistemi.

Le spedizioni in volumi e la produzione di massa sono previste per l'inizio di luglio 2026.



Immagine della scheda di valutazione VL53L9CX

Contesto aggiuntivo
Questa sezione illustra specifiche tecniche e confronti competitivi non inclusi nell'annuncio originale del prodotto.

Il mercato dei moduli Direct Time-of-Flight comprende diverse architetture di rilevamento progettate per l'IA Edge e la percezione spaziale.

Tra le tecnologie comparabili figura la serie TMF882x di ams OSRAM, che offre funzionalità multizona ma supporta generalmente fino a 64 zone, mentre il modulo di STMicroelectronics raggiunge 2.268 zone.

I sensori di immagine 3D REAL3 di Infineon utilizzano invece la tecnologia Indirect Time-of-Flight (iToF), offrendo alte risoluzioni per applicazioni automotive e mobili, ma richiedendo generalmente un'elaborazione esterna più complessa rispetto ai moduli Direct Time-of-Flight completamente integrati.

Grazie all'integrazione sul chip del circuito di gestione dell'alimentazione e dell'elaborazione dei dati, la soluzione di STMicroelectronics riduce il numero di componenti esterni necessari rispetto alle configurazioni concorrenti basate su sensori discreti.

A cura di Natania Lyngdoh, redattrice di Induportals, con il supporto dell’IA.

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