次世代 SWIR 3D カメラ向けの画期的な感覚技術ソリューション

高パフォーマンスの需要, 信頼できる, 自律技術は複数の業界で加速している. 精密農業から自動運転車や自律移動ロボットに至るまでのアプリケーションはすべて、大幅なパフォーマンス向上を目指しています, しかし、いくつかの重要な技術的課題が残っています.

SWIR (短波赤外線) イメージ セン1xbet 出金 反映と SWIR レーザー光源の開発における最近の進歩により、高い周囲光耐性を備えた 3D カメラの設計が可能になり、深度センシングの分野全体に新たなイノベーションが引き起こされています. SWIR テクノロジーを活用した次世代 3D カメラ — 既存のセン1xbet 出金 反映の機能を補完— 大幅に優れたパフォーマンスを実現します, 特に明るい日光や混合照明設定の場合.

視覚データのキャプチャを拡張することで、より正確かつ一貫した位置特定を実現, SWIR テクノロジーは環境意識の向上に役立ちます. この進歩は自律システムの進化における重要なマイルストーンを表します; 周囲を安全かつ効率的に移動する能力. SWIR テクノロジーによって強化された 3D カメラは、中程度の周囲光耐性に関する業界標準を再定義し、衝突回避を向上させるセン1xbet 出金 反映 アプリケーションの新しいパラダイムの到来をもたらします, 障害物の検出, すべての自律システムにわたる正確な位置特定.

SWIR テクノロジー— なぜ今なのか?

SWIR カメラは、SWIR 範囲の光子を検出するために特殊な素材を備えたイメージ セン1xbet 出金 反映を使用します, 肉眼では見えない範囲. SWIR イメージングの波長範囲は通常 1100 ～ 1600 ナノメートル (nm) ですが、使用するアプリケーションとセン1xbet 出金 反映技術に応じて 2500nm まで拡張できます.

InGaAs (インジウム ガリウム ヒ素) セン1xbet 出金 反映は、高感度が必要な SWIR イメージング アプリケーションで広く使用されています, 生命科学など, 軟組織を貫通して生体内構造の高解像度画像を生成できるため. これらのセン1xbet 出金 反映は、さまざまな使用例で非常に優れたパフォーマンスを発揮します, 湿度測定を含む, 表面フィルムの配布, およびさまざまな並べ替えタスク, 天然素材からポリマーを分離するなど.

有利な動的材料費

従来の SWIR セン1xbet 出金 反映に関連する高コスト, 特に InGaAs を使用するもの, 歴史的にその広範な採用は制限されてきました. これらのセン1xbet 出金 反映は製造コストが高い, 多くの中量から大量のアプリケーションでは実用的ではありません. GeSi (シリコン ゲルマニウム) イメージ セン1xbet 出金 反映の最近の導入は、重要なマイルストーンをマークします, InGaAs同等品と比較してコストを10倍以上削減.

コンポーネント供給の改善

最近の進歩が起こるまで, 1130nm および 1380nm の波長で動作するレーザー ソリューションは容易に入手できませんでした. さらに, 太陽光に強い 3D カメラに対する市場の需要は、今増え始めたばかりです, フォトニクス業界の主要サプライヤーによる投資の創出. 現在, 多くの大手レーザー会社が SWIR 領域の照明源をリリースしています. ロボット工学, 精密農業, 自動車業界は、より優れたパフォーマンスの環境光技術の商品化を熱望している市場のほんの一部にすぎません.

スペクトル曲線のギャップをターゲットにして信号対雑音比を改善する

カメラの性能は反射光の SNR (信号対雑音比) によって決まります. 多くの企業は、可視およびNIR (近赤外線) スペクトル内での緩やかな改善を通じて SNR 問題の解決に取り組んできました. 歴史的に, 3D カメラは、850nm に最適化された照明源とイメージ セン1xbet 出金 反映で動作しました, 905nm, および 940nm の波長. ただし, これらの波長の 3D カメラは、太陽光と競合するため、屋外環境ではパフォーマンスの課題に直面しています;の太陽放射照度.

最適な波長の特定

ジャビル’s 光学; R&D チームは、SNR パフォーマンスを向上させるためにスペクトル曲線上の潜在的な波長を特定することで、アクティブな照明と競合するノイズを除去する、より革新的なソリューションの開発に着手しました. 太陽光が吸収される1130nmと1380nmの波長をターゲットにしました, 散らばった, または地球を通して濾過されたもの;の雰囲気.

以下に示すグラフは、太陽の太陽スペクトルと対応する太陽の大きさを示しています。;の放射照度, 波長別, 地球で’の表面。 候補波長は太陽スペクトルの SWIR 領域に現れる, 1130nm および 1380nm.

図 1 (出典: ASTM International からのデータ: ASTM-G173 › 基準太陽スペクトル放射照度の標準表)

太陽のように’の放射照度は、SNR に影響を与えるノイズの主な要因です, ジャビル’のエンジニアは、太陽がほとんど含まれない波長を特定することを認識しました;の光子が地球に到達;の表面は SNR を改善します.

画像のパフォーマンスと範囲の改善

R&D チーム’の次のステップは信号の大きさを増やすことでした. 人間の目で見た図に示されているように, 網膜は可視およびNIR範囲の波長による損傷を受けやすい, ただし SWIR 波長からではない. 網膜'SWIR 波長に焦点を合わせることができないということは、アクティブな照明信号の出力を増加できることを意味します. ジャビル'の 1380nm SWIR カメラは、940nm の同様のシステムと比較して、レーザーの目の安全限界をほぼ 100 倍増加します. これにより、イメージング性能が向上するだけでなく、SWIR レーザー ソリューションの動作範囲も拡張されます, カメラをさまざまな要求の厳しい用途に適したものにする.

図 2: レーザーの目の安全性と人間の目

Jabil が SWIR カメラの 2 つの主要な革新を先駆者

Jabil は現在、SWIR カメラ設計の最前線に立っています, 2 つの主要な 3D カメラの導入によるこの分野の先駆的な進歩.

間接飛行時間 (iToF)

間接飛行時間型 (iToF) テクノロジーベースのカメラ (図 3 を参照) は、物体に向かって光を放射し、反射光の位相変化を測定します, 正確な深さ測定を可能にする. これらのカメラは通常、NIR 波長を利用したアクティブフラッド照明を備えたアレイイメージセン1xbet 出金 反映を使用します.

このテクノロジーは、同時ローカリゼーションとマッピング (SLAM) などのアプリケーション向けに信頼性が高く効率的なデータを開発するために不可欠, 先進運転支援システム (ADAS), 物体検出, および障害物の識別— そのすべてが自動車業界で多大な価値を持っています, 農業, 工業用, ヘルスケア, 物流, および消費者市場.

図 3: 間接飛行時間

ジャビル オプティクス’ R&D チームは、GeSi セン1xbet 出金 反映 テクノロジーに基づいて複数の iToF 3D カメラを設計しました. 主要なバリエーションは、さまざまな波長 (1130nm または 1380nm) と照明出力 (4W ～ 32W) に基づいています, および視野. 顧客およびエコシステム パートナーとの共同テストにより、iToF テクノロジーの適応性と多用途性が検証されました.

以下のリストは、Jabil と共鳴する主な利点を強調しています;の顧客:

• 100K ルクスを超える直射日光環境でも優れたパフォーマンスを保証, 屋外運用能力の拡張 (図 4 を参照).
• 柔軟性と機能性の向上 — 混合および変動する光条件での精度の向上.
• 湿気検出を改善, 検査と農業用途の拡大.
• レーザーによる目の安全性を強化, 消費者および産業用アプリケーションの安全性を高める.
• 照明用のレーザー出力の増加が可能, 視認性と動作範囲の向上.

図 4: 直射日光下での 3D カメラのパフォーマンス

レーザー三角測量

レーザー三角測量は、3D データをキャプチャするための最も一般的な方法の 1 つ, これは最も単純な方法の 1 つでもあります. 製造分野での応用例, 農業, 物流, その他多くの業界, この技術は、距離の測定や物体の表面プロファイルの作成に使用されます.

ジャビル’の SWIR 波長で機能するレーザー三角測量ソリューションの先駆的な使用は業界初, レーザー三角測量の利点を、太陽光に関する制限により以前は達成できなかった新しい市場や用途に拡大, 費用, またはレーザーによる目の安全. 検査, プロフィール スキャン, 既存のレーザー三角測量ソリューションにとって伝統的に不利な環境でも深さ測定を実装できます.

レーザー三角測量— 仕組み

1. レーザー放射: レーザーは測定対象物に向けられます.
2. 三角測量プロセス: 物体に衝突したとき, レーザーは目に見えるスポットを作成します. カメラまたはセン1xbet 出金 反映, 既知の角度に配置, この場所を占領します.
3. 角度測定: レーザーと観測装置の既知の角度を利用する — それらの間のベースライン距離とともに— レーザーから物体までの距離を決定するために三角関数の計算が導入されています'の表面。
4. 深さの計算: 前のステップで識別された距離は、レーザー接触点での表面の深さまたは高さを評価するために使用されます. この操作は、オブジェクトの 3D 表現またはマップをコンパイルするためにさまざまな点にわたって実行されます.

図 5: レーザー三角測量プロセス

レーザー三角測量によって提供される主なパフォーマンス機能:

• 100K ルクスを超える直射日光環境でも優れたパフォーマンスを保証, 屋外運用能力の拡張 (図 6 を参照).
• 柔軟性と機能性の向上 — 混合および変動する光条件での精度の向上.
• レーザーによる目の安全性を強化, 現在のクラス 2 またはクラス 3 ソリューションをクラス 1 にできるようにする.
• 照明用のレーザー出力の増加が可能, 精度とパフォーマンス範囲の向上 (図 7 を参照).

図 6: 100K ルクス (直射日光) で撮影された金属物体	図 7: 物流パッケージの測定値

業界全体の自律性向上の影響

ジャビルは今日の最前線にいる’の 3D テクノロジー革命, 最先端の SWIR カメラ アプリケーションを活用して、さまざまな業界の自律性を強化. 危険にさらされた照明環境には、手ごわい技術的課題が存在します, しかしジャビル’の革新的な SWIR テクノロジー ソリューションは、いくつかの主要産業の厳しい要求を満たす準備ができています.

自動車

厳しい天候または照明条件, 無警戒または居眠り運転の運転者, 気を散らす乗員の行動はすべて、自動車の安全性能に悪影響を与える可能性があります. Jabil によって強化された高度なドライバー監視システム (DMS);SWIR 3D カメラはドライバーの注意力の検出を大幅に改善します, および車両内外の潜在的に危険な環境要因の特定.

精密農業

農家は、照明条件が変化するため重大な課題に直面している, 正確な作物の監視を妨げる可能性があります, 雑草と害虫の検出, そして収穫効率. SWIR テクノロジー’水分を検出し、健康な作物と不健康な作物を区別できる可能性がある能力は特に有益です. たとえば, SWIR カメラは、肉眼では見えないリンゴなどの果物の傷を明らかにすることができます, 最高品質の農産物のみが消費者に届くようにする.

ロボット工学

電子商取引の台頭により、ラストワンマイル配送ソリューションの需要が急増. 自律型ロボットはこの需要を満たす最前線にいます, しかし、安全に動作するには信頼性の高いナビゲーションと障害物検出機能が必要です, 複雑な都市環境でも. SWIR 3D カメラは次の機能を提供します, さまざまな照明条件でも非常に優れたパフォーマンスを発揮. これは配送部門にとって非常に重要です, ロボットが屋内と屋外の両方の環境をシームレスに移動する必要がある場合.

検査

倉庫は正確な在庫管理と安全検査が最も重要な動的な環境. SWIR カメラ技術’の深度センシング性能は、製品の欠陥や異常の検出に最適. 正確で信頼性の高いデータの取得は、品質管理措置を強化し、欠陥製品が消費者に届くリスクを軽減するのに役立ちます.

建設

建設現場は、光センシング技術にとって厳しい環境であることで知られています. 塵, 瓦礫, 照明の変動により、標準カメラのパフォーマンスが低下する可能性があります. SWIR テクノロジー’太陽光の下で知覚能力が向上するため、建設管理者は情報に基づいた意思決定を行うことができます, 遅延や修理に伴う時間とコストを最終的に節約.

将来への明確なビジョン

ジャビル’の世界の発展'1130nm および世界初の 3D SWIR iToF カメラ;初の SWIR レーザー三角測量カメラは、光学センシング技術の応用において刺激的かつ重要な進歩をもたらしました. エコシステム パートナー間の共同開発により、現在の課題を解決し、将来の進歩に向けた道筋を確立しました. お客様および開発パートナーとともに, Jabil は高度なセンシングの未来に対応し、明日の風景を形作ることに熱心です'の産業能力.

Bluetooth® ワードマークおよびロゴはBluetooth SIGが所有する登録商標です, 株式会社. および Jabil Inc によるかかるマークの使用. ライセンスを受けています. その他の商標および商号はそれぞれの所有者のものです.