STMicroelectronics lancia il nuovo modulo VL53L9, il primo dispositivo LiDAR 3D all-in-one con tecnologia direct Time-of-Flight integrato.

L’architettura del nuovo sensore concretizza il passaggio strategico dai componenti stand-alone ai sistemi di rilevamento integrati, capaci di elaborare le informazioni direttamente a bordo chip per fornire dati già pronti per l’uso ai modelli di Edge AI.

L’approccio permette di eseguire applicazioni di intelligenza artificiale all’Edge direttamente su microcontrollori di piccole dimensioni e a basso consumo, eliminando la dipendenza da infrastrutture cloud esterne.

Prestazioni e tecnologie proprietarie al servizio della precisione

Dal punto di vista tecnico, il modulo si distingue per la capacità di effettuare una mappatura tridimensionale estremamente dettagliata grazie a una risoluzione di ben 2.268 zone, configurate in una matrice da 54×42 punti, abbinata a un ampio campo visivo che copre un’area di 54°x42°.

Questa architettura ottica assicura un rilevamento accurato sia dei profili sia dei bordi di piccoli oggetti all’interno dell’ambiente operativo. La flessibilità di impiego è supportata da un raggio d’azione che si estende da una distanza inferiore a 5 centimetri fino a un massimo di 9 metri.

Entro questo intervallo, il dispositivo garantisce un livello di precisione fino l’1%, mantenendo al contempo una frequenza di aggiornamento pari a 100 fotogrammi al secondo, ideale per catturare dinamiche rapide senza compromettere la fedeltà del dato spaziale.

Le metriche prestazionali sono il risultato diretto dell’implementazione di soluzioni ingegneristiche avanzate sviluppate internamente. L’architettura hardware sfrutta infatti la tecnologia dei sensori BSI SPAD impilati di proprietà dell’azienda, integrando sulla medesima struttura ottica sofisticati elementi basati su meta superficie.

L’adozione di queste ottiche diffrattive avanzate permette di ottimizzare la gestione e la ricezione del segnale luminoso, garantendo la stabilità e la qualità della misurazione anche nelle condizioni applicative più esigenti.

Efficienza per l’Edge AI e architettura all-in-one senza calibrazione

La progettazione del modulo risponde alla necessità di ottimizzare le risorse di calcolo periferiche, fornendo flussi di dati tridimensionali già elaborati e pronti per l’uso.

Il flusso di dati strutturato a bordo chip permette di eseguire algoritmi di intelligenza artificiale direttamente su microcontrollori di piccole dimensioni, riducendo drasticamente il carico computazionale solitamente richiesto per l’elaborazione delle informazioni grezze di profondità

L’intera gestione del sistema dToF e il controllo dei consumi energetici sono integrati direttamente sul chip, eliminando la necessità di componenti di coprocessamento esterni.

Un vantaggio significativo per i costruttori è l’assenza di procedure di calibrazione in fase di assemblaggio, fattore che riduce i tempi di sviluppo e semplifica i processi di produzione industriale.

L’intero pacchetto tecnologico è racchiuso in un formato ultra-compatto da 12,8 x 6,1 x 4,6 millimetri, una soluzione volumetrica che agevola l’inserimento del sensore anche in dispositivi dai vincoli di spazio particolarmente stringenti.

Dalla navigazione robotica all’healthcare: i campi di applicazione

Le caratteristiche di precisione e di ridotto ingombro computazionale aprono scenari applicativi diversificati, a partire dal comparto della robotica e dell’automazione industriale.

In questo ambito, il modulo supporta le funzioni di navigazione autonoma e localizzazione simultanea (SLAM), facilitando l’evitamento degli ostacoli in tempo reale e permettendo una misurazione volumetrica accurata dei carichi.

All’interno delle infrastrutture intelligenti e delle smart home, il modulo VL53L9 consente di gestire il rilevamento di presenza e il conteggio delle persone operando in modo nativo a tutela della privacy, poiché l’elaborazione della profondità non richiede l’acquisizione di immagini o dettagli sul volto dei soggetti.

Nel mercato dell’elettronica di consumo e dei sistemi di realtà estesa (XR), la reattività del tracciamento spaziale supporta l’interazione uomo-macchina attraverso il riconoscimento dei gesti e il tracciamento delle dita.

Nell’assistenza sanitaria, l’accuratezza del rilievo tridimensionale viene impiegata per il monitoraggio dei pazienti e la sicurezza delle persone anziane, abilitando sistemi automatici per il rilevamento tempestivo delle cadute senza l’uso di telecamere tradizionali.

Diversificazione strategica e prospettive nel mercato della visione tridimensionale

Il lancio di questo dispositivo si colloca al centro di una precisa pianificazione commerciale volta a estendere la presenza aziendale oltre i confini dell’elettronica personale e dei dispositivi di telefonia mobile.

Se in passato il nucleo principale delle applicazioni Time-of-Flight era legato a funzioni per smartphone, quali l’autofocus laser per fotocamere o i moduli di sblocco facciale, l’attuale orientamento punta a intercettare in modo sistematico la crescente domanda di sistemi di percezione della profondità nei mercati industriali ed emergenti.

La transizione risponde alle dinamiche di un mercato globale in cui la necessità di soluzioni di visione 3D stabili e dai costi accessibili è in forte espansione, trainata dalle esigenze di navigazione autonoma della robotica collaborativa e dalle nuove architetture per la gestione degli edifici intelligenti.

L’obiettivo commerciale è fornire un’alternativa tecnologica scalabile, capace di spostare la capacità decisionale dei modelli di intelligenza artificiale direttamente sulla periferia della rete.

L’elaborazione locale riduce drasticamente l’infrastruttura di calcolo necessaria a livello centrale e risponde ai rigorosi requisiti operativi richiesti dall’automazione industriale moderna, aprendo al contempo nuove opportunità di ricavo in segmenti ad alto valore aggiunto e con cicli di vita del prodotto più lunghi rispetto a quelli dei beni di consumo.

“VL53L9 dimostra fino a che punto si sia evoluta la tecnologia di rilevamento Time-of-Flight, unendo dati di profondità ad alta risoluzione, fino a 100 fotogrammi al secondo, e un’architettura completamente integrata in un unico modulo compatto. Semplificando l’integrazione e riducendo la complessità di sistema, consentiamo ai clienti di accelerare lo sviluppo di applicazioni in campi come la robotica, le infrastrutture intelligenti e il monitoraggio della salute”, commenta Alexandre Balmefrezol, Executive Vice President e Direttore Generale del sotto-gruppo Imaging di STMicroelectronics.

“Questo lancio riflette la nostra strategia di andare oltre i sensori stand-alone per fornire sistemi di rilevamento integrati, che supportino l’intelligenza artificiale all’Edge nel mondo reale”, aggiunge.

Il modulo VL53L9 FlightSense di ST sarà prodotto in serie dall’inizio di luglio 2026, con disponibilità di campioni e spedizioni in grandi volumi per clienti di tutto il mondo.