I+D Usando una matriz de sensores ópticos para capturar la luz refle- jada por un objeto y un procesador para comparar eso con el patrón original, permite a ToF usarse de la misma manera que en una cámara tradicional, pero para ofrecer una alta resolución de percepción de profundidad en lugar de simplemente contraste. Con la incorporación de ópticas adecuadas, la tecnología puede ofrecer un amplio campo de visión y proporcionar excelentes resultados en varias aplicaciones. Aprovechando ToF ToF ahora está siendo utilizado por los fabricantes de automóvi- les para proporcionar la detección y monitorización de ocupantes de manera discreta. Uno de los requisitos previos para ToF es la fuente de luz modulada y, cuando trabaja en la parte no visible del espectro, esto generalmente significa un LED IR o VCSEL (Vertical Cavity Surface-Emitting Laser). Junto con LUMILEDS y BECOM Bluetechnix, Melexis ha desarrollado un kit de evalua- ción completo (EVK75024) para sus soluciones ToF, que ofrece a los ingenieros la capacidad de evaluar el rendimiento y la idonei- dad de las tecnologías LED y VCSEL para su aplicación. El EVK se basa en dos dispositivos clave; la matriz de sensores de tiempo de vuelo MLX75024 y el chip de acompañamiento de tiempo de vuelo MLX75123BA. En resumen, el MLX75024 es un sensor de imagen ToF con resolución QVGA (320 x 240 píxeles) en un encapsu- lado BGA de vidrio de tipo oblea que está calificado para AEC-Q100 (Grado 2). Utiliza la tecnología de píxeles DepthSense de Sony y es ade- cuado para monitorización del habitáculo, reconocimiento de gestos y visión artificial, así como para otras aplicaciones. El MLX75123BA es el chip complementario dedicado para la matriz de sensores ToF e integra ADCs de alta velocidad para proporcionar datos de sensores digitales a través de un puerto de cámara paralelo. También genera la señal de control utilizada para conducir la fuente de luz. Usando ToF en la práctica La elección de si usar VCSEL o LED como la fuente de luz para la detección de ToF dependerá de la aplicación. En algunos casos, la fuente de luz VCSEL más costosa puede ser necesaria para pro- porcionar una mayor refracción a la luz solar, gracias a su ancho de banda de irradiación que permite el uso de un filtro. Donde la refracción de la luz solar no es tan crítica, los LED pueden ser más apropiados. El ancho de banda más amplio de los LED también puede proporcionar un mayor nivel general de irradiancia, todo lo cual puede ser utilizado por el receptor. Figura 1: Diagrama de bloques del EVK75024. Otra diferencia clave es el tiempo de subida y caída comparativo de las dos fuentes de luz. Los VCSEL tienen un tiempo de subida / caída más corto que los LED, lo que permite una mayor frecuencia de modulación. Con un tiempo de subida / caída naturalmente más largo, los LED están limitados en su amplitud de modulación y, por lo tanto, en la frecuencia de modulación. Sin embargo, al sobrecar- gar los LED es posible acortar los tiempos de subida / caída de los LED, ampliando así su frecuencia de modulación sin ninguna degra- dación significativa en la modulación. El chip complementario ToF de MLX75123BA, como se usa en el EVK, admite frecuencias de modulación de entre 12 MHz y 40 MHz. El kit EVK75024 permite a los ingenieros comprender mejor los parámetros clave involucrados al diseñar una aplicación ToF basada en el sensor Melexis y el chip complementario, utilizando LED IR o VCSEL. El procesamiento posterior de los datos de imagen digital proporcionados por el conjunto de chips se realiza en gran parte por el firmware de EVK, que se ejecuta en un procesador de cuatro núcleos i.MX6, que se aloja en una PCB independiente y se suministra como parte de EVK. En la Figura 1 se muestra un dia- grama de bloques del kit. El EVK está diseñado para ser utilizado con un paquete de soft- ware complementario que se ejecuta en una PC conectada al kit. El software proporciona una GUI para controlar el kit y visualizar las imágenes que produce, tanto en tiempo real como con la capaci- dad de realizar y reproducir grabaciones de video. La GUI también proporciona acceso a los parámetros utilizados para configurar el EVK, dos de los cuales son el tiempo de integración del sensor (también conocido como tiempo de exposición) y la potencia de salida de las fuentes de luz IR. La combinación de estos dos parámetros define el rendimiento del sensor para una escena o entorno dado, basado en gran parte en las dimensiones de la escena. Por ejemplo, el tiempo de integración dependerá de la distancia de interés entre el sensor y el objeto que se detecta. Aunque se capturará la escena completa, independien- temente de la distancia desde el sensor, los objetos en el campo de visión que se encuentran dentro de los parámetros sintonizados se detectarán con la mayor precisión en términos de resolución. 25 INDUSTRIA AUTOMOCIÓN