La XIMEA MU003TG-SY-UC es una cámara industrial Time-of-Flight (ToF) en miniatura que incorpora un sensor CMOS Sony IMX556 de 0,3 MP, obturador global, resolución de 640 × 480 y una cadencia de 60 FPS. Su compacta carcasa de 26,4 × 26,4 × 28,67 mm y su peso de solo 31 gramos la convierten en una opción idónea para sistemas de visión embebida con espacio reducido, robótica, drones, quioscos interactivos, digitalización 3D, reconocimiento facial y otras aplicaciones de visión artificial.
El módulo utiliza una interfaz USB 3.2 Gen 1 a través de un conector I-PEX Cabline SS de 14 pines que transporta datos, alimentación y control. Un conector independiente Cabline V de 10 pines permite sincronizar la cámara con una fuente de iluminación VCSEL externa. El dispositivo no incluye iluminación propia ni filtro óptico de paso de banda, por lo que ambos elementos deben proporcionarse por separado para poder medir profundidad.
Especificaciones de la XIMEA MU003TG-SY-UC:
- Sensor – sensor CMOS Time-of-Flight Sony IMX556, obturador global, sin filtro integrado en el sensor
- Resolución – 0,3 megapíxeles (640 × 480); área activa de 6,4 × 4,8 mm
- Tamaño de píxel – 10 µm × 10 µm
- Formato óptico – 1/2 pulgada (8,0 mm de diagonal)
- Digitalización – 12 bits
- Lectura – 1, 2 o 4 fases ToF; 60 / 120 / 240 fases por segundo, probadas con un límite de transporte de 60 FPS
- Submuestreo – binning x1, 2×2 y 4×4 (640×480, 320×240, 160×120)
- Exposición – de 0,25 µs a 1000 µs
- Interfaz de host – USB 3.2 Gen 1 (5 Gbps) mediante receptáculo Micro-Coaxial I-PEX Cabline SS de 14 posiciones
- Interfaz de iluminación – receptáculo Micro-Coaxial I-PEX Cabline V de 10 posiciones (alimentación de 5 V, conmutación LVDS de alta velocidad, telemetría I2C)
- Montura de objetivo – C-mount (estándar, premontada); S-mount (opcional, reduce la profundidad a 23,67 mm)
- E/S – 2 entradas/salidas digitales no aisladas (lógica de 3,3 V) y 2 salidas digitales
- Alimentación
- Tensión – 5 V (4,5–5,5 V)
- Consumo – 0,45 W (reposo), 1,80 W (streaming típico), 2,00 W (pico máximo)
- Dimensiones – 26,4 × 26,4 × 28,67 mm (con montura C)
- Peso – 31 gramos (sin adaptadores)
- Temperatura de funcionamiento – de 0 a 50 °C (ambiente)
Cada píxel dispone de dos nodos de almacenamiento de carga, A y B. La luz incidente se reparte entre ambos en sincronía con la modulación de la iluminación. El host puede leer solo A, solo B, A y B como imágenes independientes, o los resultados combinados A+B y A−B, además del nivel de gris en bruto (RAW). La profundidad se calcula en el host, o bien en el plugin ToF de CamTool, en lugar de entregarse como una nube de puntos ya terminada. El sensor también es sensible al espectro visible, pero obtener a la vez imágenes de profundidad y visibles de alta calidad exige exposiciones e iluminación distintas, lo que reduce el rendimiento.
El diagrama anterior muestra la MU003TG-SY-UC, un sistema de visión modular y los elementos necesarios para montar un equipo de detección de profundidad funcional en torno a la cámara. En el centro (marcada en naranja) está la pequeña cámara ToF, que captura la información de profundidad. Es posible acoplarle un objetivo C-mount o S-mount y fijarla mediante soportes de montaje. La cámara se conecta a un ordenador a través de su enlace USB 3 con micro-coaxial usando los cables y el adaptador suministrados. Para medir profundidad real con tecnología ToF también se necesita la placa de iluminación VCSEL-SLIM-W, que aporta la luz infrarroja empleada para calcular la distancia. Un concentrador USB opcional permite conectar varias cámaras, y puede añadirse una cámara óptica adicional cuando se necesita una imagen convencional junto a los datos de profundidad.
La cámara es compatible con xiAPI de XIMEA mediante C/C++, C# y Python, con paquetes de software disponibles para Windows 10/11, Linux (Ubuntu) y macOS 10.8 o posterior. También admite GenTL/GenICam, lo que facilita su integración con OpenCV, MATLAB, HALCON y LabVIEW. Dado que el modelo se encuentra actualmente en fase de muestra de ingeniería (Engineering Sample), el soporte se ofrece a través del paquete de software Beta, y es posible que las versiones LTS todavía no sean compatibles con él.
La utilidad xiCOP se encarga de la configuración de la cámara, el diagnóstico y la actualización del firmware. El mismo paquete de software incluye CamTool, que cuenta con un plugin específico para ToF con el que calcular y mostrar mapas de profundidad a partir de los datos de fase de la cámara. La cámara admite también adquisición en modo libre y disparado, con activación por flanco y por nivel tanto por software como por hardware, además de adquisición en ráfaga. Hay más información disponible en la página de soporte.
XIMEA todavía no ha anunciado un precio para este sensor ToF IMX556 en miniatura, ya que por ahora figura como muestra de ingeniería. Un montaje ToF operativo requiere además la placa de iluminación VCSEL-SLIM-W, cables de control y datos y un adaptador Micro-B, mientras que el concentrador USB, los soportes de montaje y el adaptador S-mount son accesorios opcionales. Puede encontrarse más información en la página del producto.
Traducido del artículo en inglés «XIMEA MU003TG-SY-UC – A miniature, modular 0.3MP USB 3.0 ToF Sensor based on Sony IMX556» de Debashis Das.
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