FMCW-Flash3D
Cartographiez instantanément la vitesse et la profondeur d'une scène avec précision, quelles que soient les conditions de lumière
L’imagerie flash 3D FMCW utilise un laser modulé en fréquence, divisé en deux faisceaux : l'un éclaire la scène ; l'autre sert de référence. En mesurant les faisceaux recombinés, on détermine la distance et la vitesse des points de la scène, capturant ainsi une image 3D, même en plein soleil.
Les solutions actuelles de cartographie de profondeur, comme celles utilisées dans les smartphones, utilisent généralement des technologies dites « temps de vol », avec un laser pulsé ou modulé en intensité, ou des technologies de triangulation actives utilisant une source de lumière structurée. Cependant, ces solutions présentent des inconvénients, notamment une sensibilité aux éclairages intenses et une incapacité à mesurer la vitesse instantanée des objets en mouvement. L'imageur 3D FMCW du CEA-Leti résout ces problèmes.
Applications
L’imageur 3D FMCW du CEA-Leti est une solution compacte, à faible coût et à hautes performances, qui offre des avantages cruciaux pour :
- systèmes virtuels et de réalité augmentée ;
- véhicules autonomes ;
- robotique ;
- reconnaissance faciale ;
- vision par ordinateur ;
- autofocus pour la photographie et la visioconférence.
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Ce qui le rend unique
Contrairement à la technologie FMCW classique, qui nécessite un balayage laser, l’imageur 3D FMCW capture instantanément la scène en mode flash, mesurant la distance et la vitesse avec une haute résolution et à cadence vidéo. À la différence des systèmes « temps de vol » ou à lumière structurée, il fonctionne efficacement en pleine lumière tout en consommant peu d’énergie. Il s’agit de la première architecture d’imageur 3D FMCW suffisamment compacte pour être intégrée dans des smartphones et autres appareils.
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Vue éclatée d’un imageur et d’un système optique FMCW-FLASH3D La suite
Le CEA-Leti développe une nouvelle génération d'imageur 3D FMCW avec
un système optique intégré, qui offrira un dispositif encore plus compact
et performant, grâce à son expertise en optique intégrée et en conception
de circuits d’imagerie.
La technologie sera également étendue à l’imagerie SWIR longue distance, ouvrant la voie à de nouvelles applications comme les mesures air-sol.
Fort de son excellence historique dans le domaine dess matériaux hétérogènes et de l’ingénierie dédiée aux substrats avancés, le CEA-Leti travaille à rendre cette technologie exploitable à moyen terme.
Publications
- Frey, L., & Daami, A. (2021). Three-dimensional FMCW scanless imaging: Optical challenges and solutions. In Proceedings of SPIE, 11693, art. No. 116930P.
- Daami, A. & Frey, L. (2021). Free space 3D FMCW imaging system: Towards consumer application. In Proceedings of SPIE, 11693, art. No. 116930O.
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