机器视觉正快速扩展至消费电子、汽车电子和工业控制等新应用领域。

作为实现工业自动化和智能化的核心技术，机器视觉毫无疑问已经成为人工智能发展的主要分支。对于人工智能而言，机器视觉的价值与人类眼睛类似。其中，激光光源是机器视觉中非常关键的部分，直接影响着图像质量和感知精度，为机器视觉赋予着“智慧之光”。

新应用和新功能推动了对激光光源更大功率，更高效率和更小体积的需求。9月16日至18日中国光博会（CIOE 2021）在深圳举办，坐落于“深圳激光谷”的柠檬光子展示了多款应用于机器视觉的激光光源芯片及模组产品，这让许多参观者驻足围观。

激光雷达行业技术处于生命周期初期，多维度、多元化技术创新不断涌现。技术创新带来的产品升级是机器视觉行业规模扩大的核心驱动力。凭借其先进的激光芯片技术和光学设计能力，柠檬光子旨在打造一站式智能机器人行业激光雷达光源解决方案，他们的思考有几个。

▍应用场景的深度挖掘

扫地机器人是近年来增长迅猛的智能机器人领域，当前在扫地机器人移动导航领域的主流技术是 SLAM （Simultaneous Localization and mapping）即时定位与地图构建技术。按传感器种类来划分，SLAM 技术可以再主要细分为两类，一类是基于激光测距传感器的LDS SLAM 技术，另一类是基于机器视觉的VSLAM技术。目前LDS SLAM为市场主流。

将三种主流的LDS SLAM方案进行对比（如表一）可以发现具体原因：由于立体视觉方案凭借其在分辨率、测量精度、抗干扰性和成本等方面的综合优势，才成为被广泛采用的方案。而ToF方案的地图构建能力更强，但相对成本较高。结构光方案由于测量距离受限和抗干扰性相对较弱，应用也相对受限。

▍产品解决方案一览

在应用相对广泛的立体视觉和ToF方案中，传统的激光雷达光源一般采用边发射激光器（EEL）。针对于此，柠檬光子基于自主研发的高性能垂直腔面发射激光芯片（VCSEL）和水平腔面发射激光芯片（HCSEL），为主流的LDS SLAM系统提供性能更优异的激光光源方案。

分别是：

面向三角法测量立体视觉方案的VCSEL点激光准直模组

面向dToF方案的多结VCSEL点激光准直模组

面向结构光方案的大角度平顶光场VCSEL线激光模组

面向ToF方案的大角度平顶光场HCSEL线激光模组

下文是详细技术介绍。

1.面向三角法测量立体视觉方案的VCSEL点激光准直模组

柠檬光子的VCSEL系列点激光准直模组（如图一）采用定制的VCSEL单点芯片，相比于传统EEL准直模组，具有温漂系数小，光斑圆度和均匀度高，抗静电能力强，可靠性高，易于封装和性价比高等优势。该产品已通过多家激光雷达方案商和智能机器人终端客户性能及可靠性验证，并进入批量生产。

2.面向dToF方案的多结VCSEL点激光准直模组

在展会现场柠檬光子还推出了业界***的多结VCSEL芯片系列产品，该产品峰值电光转换效率可达56%（如图二）。

可以看出，该系列产品具有高功率密度、高可靠性和优异的高温性能等特点，广泛适用于短脉冲（ns级）和高峰值功率应用。多结技术代表着 VCSEL 行业的下一个飞跃，为机器视觉应用领域带来诸多优势。高功率密度可以减小封装尺寸，优化系统架构，而高电光转换效率可以降低整机热负载，高斜率效率则可以降低脉冲电流，进而提升驱动芯片的切换速度。

结合上文所述，VCSEL技术相较于EEL的诸多优势，基于多结VCSEL的点激光准直模组可望优势替代传统EEL模组，使得dToF激光雷达方案能够更广泛地应用于机器人视觉领域。

本文摘自：网络  日期：2021-09-17
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