TOF 3DCамера
3D-камера TOF пабудавана з выкарыстаннем самай перадавой тэхналогіі трохмернага адлюстравання. Камера глыбіні TOF (Time of Flight) - гэта новае пакаленне прадуктаў для вызначэння адлегласці і тэхналогіі 3D-малюнкаў. Ён бесперапынна пасылае светлавыя імпульсы да мэты, а затым выкарыстоўвае датчык для атрымання святла, якое вяртаецца ад аб'екта, і атрымлівае адлегласць да мэтавага аб'екта шляхам вызначэння часу палёту (туды-назад) светлавога імпульсу.
Камеры TOF звычайна выкарыстоўваюць метад часу пралёта пры вымярэнні адлегласці, гэта значыць пры выкарыстанні ультрагукавых хваль і г.д. памятайце аб вымярэнні, і вы зможаце далей зразумець адлегласць. Такое вымярэнне адлегласці можа быць выканана праз светлавыя прамяні, так што перавагі ў рэальным выкарыстанні ўсё яшчэ вельмі відавочныя. , калі выкарыстоўваецца гэтая камера, памер можна вымераць па выяве, што вельмі зручна. І гэты спосаб выкарыстання праз адлюстраванне святла, адлегласць можна даведацца, вылічыўшы час вяртання, і больш адэкватнае ўспрыманне можа быць атрымана праз датчык. Перавага выкарыстання такой камеры відавочная. Не толькі пікселі вышэй, але і даданне гэтага датчыка можа зрабіць атрыманне на карце памеру больш рэалістычным, і няма неабходнасці ў рухомых частках, і лепшыя вынікі можна атрымаць толькі шляхам вымярэння. Гэта вельмі выгадна ў практычных прымяненнях, няхай гэта будзе пазіцыянаванне або вымярэнне, калі ў вас ёсць такая камера, вы можаце стаць вачыма большай колькасці машын і абсталявання ў рэальным рэжыме і сапраўды завяршыць аўтаматычную працу.
Камеры TOF могуць аўтаматычна пазбягаць перашкод пры выкарыстанні. Дзякуючы прадукцыйнасці зандзіравання, выкарыстанне аўтаматызацыі можа быць эфектыўна рэалізавана, і перавагі выкарыстання гэтай камеры вельмі відавочныя. Ён можа не толькі своечасова ведаць аб'ём і інфармацыю, але і пры апрацоўцы грузаў. Удасканаленне аўтаматызацыі з'яўляецца больш эфектыўным, можа паскорыць павышэнне эфектыўнасці і можа атрымаць вялікія перавагі ў вымярэнні адлегласці і прадстаўленні малюнкаў. Ядро гэтай камеры можа. Ён дае лепшыя вынікі, і дзякуючы імпульснаму запуску вы можаце ведаць падрабязную мэту, не толькі адсочваць, але і выконваць трохмернае мадэляванне на малюнку, якое, можна сказаць, вельмі дакладнае.
якTOFКамеры працуюць
Камеры TOF выкарыстоўваюць актыўнае выяўленне святла і звычайна ўключаюць у сябе наступныя часткі:
1. Апраменьвальны блок
Блок апраменьвання павінен імпульсна мадуляваць крыніцу святла перад выпраменьваннем, і частата мадуляванага светлавога імпульсу можа дасягаць 100 МГц. У выніку крыніца святла ўключаецца і выключаецца тысячы разоў падчас здымкі выявы. Кожны светлавы імпульс доўжыцца ўсяго некалькі нанасекунд. Параметр часу экспазіцыі камеры вызначае колькасць імпульсаў на малюнак.
Для дасягнення дакладных вымярэнняў светлавыя імпульсы павінны дакладна кантралявацца, каб мець аднолькавую працягласць, час нарастання і спаду. Таму што нават невялікія адхіленні ўсяго ў адну нанасекунду могуць выклікаць памылкі вымярэння адлегласці да 15 см.
Такія высокія частоты мадуляцыі і дакладнасць могуць быць дасягнуты толькі з дапамогай складаных святлодыёдаў або лазерных дыёдаў.
Як правіла, крыніца апраменьвання святла - гэта крыніца інфрачырвонага святла, нябачная чалавечаму воку.
2. Аптычная лінза
Ён выкарыстоўваецца для збору адлюстраванага святла і фарміравання выявы на аптычным датчыку. Аднак, у адрозненне ад звычайных аптычных лінзаў, сюды неабходна дадаць паласавы фільтр, каб гарантаваць, што можа пранікаць толькі святло з той жа даўжынёй хвалі, што і крыніца асвятлення. Мэта гэтага - падаўленне некагерэнтных крыніц святла для памяншэння шуму, адначасова прадухіляючы пераэкспазіцыю фотаадчувальнага датчыка з-за знешніх перашкод святла.
3. Датчык візуалізацыі
Ядро камеры TOF. Структура датчыка падобная на структуру звычайнага датчыка выявы, але яна больш складаная, чым датчык выявы. Ён змяшчае 2 або больш аканіц для выбаркі адлюстраванага святла ў розны час. Такім чынам, піксель чыпа TOF значна большы за агульны памер пікселя датчыка выявы, звычайна каля 100 мкм.
4. Блок кіравання
Паслядоўнасць светлавых імпульсаў, якія запускаюцца электронным блокам кіравання камеры, дакладна сінхранізуецца з адкрыццём/закрыццём электроннага засаўкі чыпа. Ён выконвае счытванне і пераўтварэнне зарадаў датчыка і накіроўвае іх на блок аналізу і інтэрфейс дадзеных.
5. Вылічальны блок
Вылічальны блок можа запісваць дакладныя карты глыбіні. Карта глыбіні звычайна ўяўляе сабой выяву ў адценнях шэрага, дзе кожнае значэнне ўяўляе адлегласць паміж святлоадбівальнай паверхняй і камерай. Каб атрымаць лепшыя вынікі, звычайна праводзіцца каліброўка дадзеных.
Як TOF вымярае адлегласць?
Крыніца святла асвятлення звычайна мадулюецца імпульсамі квадратнай хвалі, таму што гэта адносна лёгка рэалізаваць з лічбавымі схемамі. Кожны піксель камеры глыбіні складаецца з фотаадчувальнага блока (напрыклад, фотадыёда), які можа пераўтвараць падаючае святло ў электрычны ток. Фотаадчувальны блок злучаны з некалькімі высокачашчыннымі перамыкачамі (G1, G2 на малюнку ніжэй), каб накіроўваць ток у розныя кандэнсатары, якія могуць захоўваць зарады (S1, S2 на малюнку ніжэй).
Блок кіравання на камеры ўключае і выключае крыніцу святла, пасылаючы імпульс святла. У гэты ж момант блок кіравання адкрывае і закрывае электронную засаўку на мікрасхеме. Абвінавачанне С0генераваны такім чынам светлавы імпульс захоўваецца на фотаадчувальным элеменце.
Затым блок кіравання другі раз ўключае і выключае крыніцу святла. На гэты раз засаўка адкрываецца пазней, у момант адключэння крыніцы святла. Абвінавачанне С1цяпер згенераваны таксама захоўваецца на святлоадчувальным элеменце.
Паколькі працягласць аднаго светлавога імпульсу такая кароткая, гэты працэс паўтараецца тысячы разоў, пакуль не будзе дасягнуты час экспазіцыі. Затым счытваюцца значэнні ў датчыку асветленасці, і з іх можна вылічыць фактычную адлегласць.
Звярніце ўвагу, што скорасць святла роўна c, tp- працягласць светлавога імпульсу, С0уяўляе зарад, сабраны ранейшай засаўкай, а S1уяўляе сабой зарад, сабраны затворам з затрымкай, то адлегласць d можна вылічыць па наступнай формуле:
Найменшая вымерная адлегласць - гэта калі ўвесь зарад збіраецца ў S0 падчас папярэдняга перыяду засаўкі, а зарад не збіраецца ў S1 падчас затрыманага перыяду засаўкі, г.зн. S1 = 0. Падстаўляючы ў формулу, атрымаецца мінімальная вымерная адлегласць d=0.
Самая вялікая адлегласць, якую можна вымераць, - гэта месца, дзе ўвесь зарад збіраецца ў S1, а ў S0 зарад не збіраецца наогул. Формула тады дае d = 0,5 xc × tp. Такім чынам, максімальная вымерная адлегласць вызначаецца шырынёй светлавога імпульсу. Напрыклад, tp = 50 нс, падставіўшы ў прыведзеную вышэй формулу максімальную адлегласць вымярэння d = 7,5 м.
Канструкцыя апаратнага забеспячэння і характарыстыкі прадукту
Прыняць самае перадавое апаратнае рашэнне TOF у свеце; Бяспечны лазер класа I, высокае раздзяленне пікселяў, камера прамысловага класа, невялікі памер, можа выкарыстоўвацца для збору інфармацыі пра глыбіню ўнутры і на вуліцы.
Алгарытм апрацоўкі выявы
Выкарыстоўваючы вядучы ў свеце алгарытм апрацоўкі і аналізу малюнкаў, ён мае моцную здольнасць апрацоўваць, займае менш рэсурсаў ЦП, мае высокую дакладнасць і добрую сумяшчальнасць.
Прыкладанні
Лічбавыя прамысловыя камеры ў асноўным выкарыстоўваюцца ў аўтаматызацыі вытворчасці, навігацыі AGV, вымярэнні прасторы, інтэлектуальных сістэмах дарожнага руху і транспарту (ITS), а таксама ў медыцыне і навуках аб жыцці. Нашы камеры сканавання вобласці, лінейнага сканавання і сеткавыя камеры шырока выкарыстоўваюцца для вымярэння становішча і арыентацыі аб'ектаў, маніторынгу актыўнасці пацыента і стану, распазнавання твараў, маніторынгу дарожнага руху, кантролю электронных і паўправадніковых элементаў, падліку людзей і вымярэння чэргаў і ў іншых галінах.
www.hampotech.com
fairy@hampotech.com
Час публікацыі: 7 сакавіка 2023 г
