Billig 3D-billedsensor på vej til industri- og forbrugerprodukter

Om kort tid kan små apparater opfatte os og vores bevægelser med 3D-syn - på omtrent samme måde som vi selv opfatter verden.

Så glem alt om den hidtil avancerede kommunikation mellem menneske og maskine gennem de bevægelsesfølsomme fjernbetjeninger til spillekonsollen Nintendo Wii eller måske de smarte multi-touch-skærme på iPod. Det er snart passé.

Canesta Inc., et lille amerikansk sensorfirma, der har kæmpet for livet siden 1999, har nu fået kontrakt på, at det israelske chip-foundry Towerjazz vil massefremstille Canestas 3D-sensorchip.

Chippen er verdens første singlechip 3D-SoC sensor (System-on-Chip), som er udført i CMOS, og denne teknologi medfører, at den avancerede chip bliver billig nok til forbrugerprodukter, computere og underholdningselektronik, men også til industriprodukter, skriver de to firmaer i en fælles pressemeddelelse.

»Vi ser i øjeblikket de første versioner af naturlige bruger-interfaces, som opfatter, at man vinker til apparaterne. Vores chip vil gøre det muligt at bygge systemer, som har langt finere nærhedsstyring, og det bliver nøglen til fremtidens produkter. I de kommende ti år vil vi sikkert se nye, innovative anvendelser, som kræver en integreret 3D-billedsensor med avancerede egenskaber,« siger Canestas direktør, Jim Spare, i meddelelsen.

En vigtig årsag til at chippen bliver billig er, at den komplicerede matematik, som sædvanligvis bruges i 3D-systemer, er smidt væk. I stedet måles billedets dybdeinformation ved at måle lysets forsinkelse på vejen fra det fysiske objekt, der fotograferes, til billedsensoren.

Det er altså ikke afstandsmåling gennem stereoskopiske billeder som dem, vi selv foretrækker i hjernen. Netop stereoskopiske 3D-billeder har vist sig at være problematiske, hvis en maskine skal genkende for eksempel et terrorist-ansigt. Det kræver i reglen, at belysning og betragtningsvinkel er ens hver gang. Den problemstilling er simplere med Canestas monoskopiske billede.

Måling af lysets tøven lader sig kun gøre, hvis man kender fotonernes præcise starttidspunkt. Og det gør man her, for ved siden af sensoren skal der være en lyskilde med usynligt lys. Lyset fra lyskilden rammer objektet, og lyset reflekteres tilbage til sensoren, som måler tidsforsinkelsen i hvert billedpunkt.

Det giver billed- og forsinkelses-informationer nok til at opfatte objektet som et relief i tre dimensioner. Informationer sendes videre til et processor-område på samme chip, som behandler dem med Canestas egne, patenterede algoritmer, inden informationerne sendes videre til de apparater, som skal bruge dem.

Og det kunne så for eksempel være nye, grænsebrydende spillekonsoller, industrielle robotter, robotter til ældresektoren, rengøringsrobotter, sikkerhedsudstyr, pc'er, alarmer til søvnige lastbilchauffører eller udstyr til blinde.

Canesta har massemarkedets forbrugerelektronik i kikkerten. Blandt det lille firmas kunder og samarbejdspartnere er store firmaer som Hitachi, Honda, Optex, Optronic, Quanta og SMSC.

Dokumentation

Pressemeddelelse i Sensor
Canesta's korte beskrivelse af 3D-afstandsmåling
Canesta's white-papers