Šta je TOF kamera? I kako to funkcionira?

TOF 3DCamera

TOF 3D kamera je napravljena sa najnaprednijom tehnologijom trodimenzionalnog snimanja. TOF (Time of Flight) dubinska kamera je nova generacija proizvoda za detekciju udaljenosti i 3D slike. Kontinuirano šalje svjetlosne impulse do cilja, a zatim koristi senzor za primanje svjetlosti koja se vraća od objekta i dobiva udaljenost ciljanog objekta otkrivanjem vremena leta (povratnog) svjetlosnog impulsa.

TOF kamere obično koriste metodu vremena leta u mjerenju udaljenosti, to jest, kada koristite ultrazvučne valove, itd., zapamtite mjerenje, i možete dalje razumjeti udaljenost. Ovo mjerenje udaljenosti može se provesti kroz svjetlosne zrake, tako da su prednosti u stvarnoj upotrebi još uvijek vrlo očigledne. , kada se koristi ova kamera, veličina se može mjeriti slikanjem, što je vrlo zgodno. A ovaj način upotrebe je kroz refleksiju svjetlosti, udaljenost se može znati izračunavanjem vremena povratka, a adekvatnija percepcija se može dobiti preko senzora. Prednost korištenja ove vrste kamere je vrlo očigledna. Ne samo da su pikseli veći, već i dodatak ovog senzora može učiniti akviziciju na mapi veličina realističnijom, te nema potrebe za pokretnim dijelovima, a bolji rezultati se mogu dobiti samo mjerenjem. Veoma je povoljan u praktičnim primenama, bilo da se radi o pozicioniranju ili merenju, sve dok imate ovu vrstu kamere, možete postati oči više mašina i opreme u stvarnom radu i zaista završiti automatski rad.

TOF kamere mogu automatski izbjeći prepreke u upotrebi. Kroz performanse sensinga, upotreba automatizacije se može efikasno realizovati, a prednosti korišćenja ove kamere su veoma očigledne. Ne samo da može znati količinu i informacije na vrijeme, već i u rukovanju teretom. Poboljšanje automatizacije je efikasnije, može ubrzati poboljšanje efikasnosti i može dobiti velike prednosti u mjerenju udaljenosti i prezentaciji slike. Jezgro ove kamere može. Daje bolje rezultate, a putem pulsnog okidanja možete znati detaljan cilj, ne samo da možete pratiti, već možete i izvršiti trodimenzionalno modeliranje na slici, za koje se može reći da je vrlo precizno.

KakoTOFKamere rade

TOF kamere koriste aktivnu detekciju svjetla i obično uključuju sljedeće dijelove:

1. Jedinica za zračenje

Jedinica za zračenje treba pulsno modulirati izvor svjetlosti prije emitiranja, a modulirana frekvencija svjetlosnog impulsa može biti visoka i do 100MHz. Kao rezultat toga, izvor svjetlosti se uključuje i isključuje hiljade puta tokom snimanja slike. Svaki svjetlosni impuls dug je samo nekoliko nanosekundi. Parametar vremena ekspozicije kamere određuje broj impulsa po slici.

Da bi se postigla precizna mjerenja, svjetlosni impulsi moraju biti precizno kontrolirani kako bi imali potpuno isto trajanje, vrijeme porasta i vrijeme pada. Jer čak i mala odstupanja od samo jedne nanosekunde mogu proizvesti greške mjerenja udaljenosti do 15 cm.

Tako visoke frekvencije modulacije i preciznost mogu se postići samo sofisticiranim LED ili laserskim diodama.

Općenito, izvor svjetlosti zračenja je infracrveni izvor svjetlosti nevidljiv ljudskom oku.

2. Optička sočiva

Koristi se za prikupljanje reflektirane svjetlosti i formiranje slike na optičkom senzoru. Međutim, za razliku od običnih optičkih leća, ovdje je potrebno dodati propusni filter kako bi se osiguralo da može ući samo svjetlost iste talasne dužine kao i izvor osvjetljenja. Svrha ovoga je suzbijanje nekoherentnih izvora svjetlosti kako bi se smanjio šum, dok se spriječilo da fotoosjetljivi senzor bude preeksponiran zbog vanjskih svjetlosnih smetnji.

3. Senzor slike

Jezgro TOF kamere. Struktura senzora je slična onoj običnog senzora slike, ali je složenija od senzora slike. Sadrži 2 ili više zatvarača za uzorkovanje reflektovane svjetlosti u različito vrijeme. Stoga je piksel TOF čipa mnogo veći od opće veličine piksela senzora slike, općenito oko 100 um.

4. Upravljačka jedinica

Niz svetlosnih impulsa koje pokreće elektronska kontrolna jedinica kamere precizno je sinhronizovan sa otvaranjem/zatvaranjem elektronskog zatvarača čipa. Obavlja očitavanje i konverziju naelektrisanja senzora i usmjerava ih na jedinicu za analizu i sučelje podataka.

5. Računska jedinica

Računarska jedinica može snimati precizne mape dubine. Mapa dubine je obično slika u sivim tonovima, gdje svaka vrijednost predstavlja udaljenost između površine koja reflektira svjetlost i kamere. Kako bi se dobili bolji rezultati, obično se vrši kalibracija podataka.

Kako TOF mjeri udaljenost?

Izvor svjetlosti osvjetljenja općenito je moduliran kvadratnim talasnim impulsima, jer je relativno lako implementirati s digitalnim kolima. Svaki piksel dubinske kamere se sastoji od fotoosjetljive jedinice (kao što je fotodioda), koja može pretvoriti upadnu svjetlost u električnu struju. Fotoosetljiva jedinica je povezana sa više visokofrekventnih prekidača (G1, G2 na slici ispod) da vodi struju u različite kondenzatore koji mogu da pohranjuju naboje (S1, S2 na slici ispod).

Kontrolna jedinica na kameri uključuje i isključuje izvor svjetlosti, šaljući svjetlosni puls. U istom trenutku, kontrolna jedinica otvara i zatvara elektronski zatvarač na čipu. Optužba S₀generiran na ovaj način svjetlosnim impulsom pohranjuje se na fotoosjetljivi element.

Zatim kontrolna jedinica po drugi put uključuje i isključuje izvor svjetlosti. Ovaj put se zatvarač otvara kasnije, u trenutku kada je izvor svjetlosti isključen. Optužba S₁sada generisani se takođe pohranjuje na fotoosetljivi element.

Pošto je trajanje jednog svetlosnog impulsa tako kratko, ovaj proces se ponavlja hiljadama puta dok se ne dostigne vreme ekspozicije. Vrijednosti u senzoru svjetlosti se zatim očitavaju i stvarna udaljenost se može izračunati iz ovih vrijednosti.

Imajte na umu da je brzina svjetlosti c, t_pje trajanje svetlosnog impulsa, S₀predstavlja naboj prikupljen ranijim zatvaračem, a S₁predstavlja naboj prikupljen odloženim zatvaračem, tada se udaljenost d može izračunati po sljedećoj formuli:

Najmanja mjerljiva udaljenost je kada se sav naboj sakupi u S0 tokom ranijeg perioda zatvaranja, a nijedno punjenje se ne prikupi u S1 tokom perioda odloženog zatvarača, tj. S1 = 0. Zamjena u formulu će dati minimalnu mjerljivu udaljenost d=0.

Najveća mjerljiva udaljenost je gdje se sav naboj skuplja u S1, a na S0 se uopće ne prikuplja. Formula tada daje d = 0,5 xc × tp. Maksimalna mjerljiva udaljenost je stoga određena širinom svjetlosnog impulsa. Na primjer, tp = 50 ns, zamjenjujući gornju formulu, maksimalna mjerna udaljenost d = 7,5m.

Dizajn hardvera i karakteristike proizvoda

Usvojiti najnaprednije TOF hardversko rješenje na svijetu; Bezbedan laser klase I, visoka rezolucija piksela, kamera industrijske klase, male veličine, može se koristiti za prikupljanje informacija na velikim udaljenostima u zatvorenom i na otvorenom.

Algoritam za obradu slike

Koristeći vodeći svjetski algoritam za obradu i analizu slika, ima jaku sposobnost obrade, zauzima manje CPU resursa, ima visoku preciznost i dobru kompatibilnost.

Prijave

Digitalne industrijske kamere se uglavnom koriste u fabričkoj automatizaciji, AGV navigaciji, mjerenju prostora, inteligentnom saobraćaju i transportu (ITS), te medicinskim i životnim naukama. Naše kamere za skeniranje područja, linijsko skeniranje i mrežne kamere naširoko se koriste u mjerenju položaja i orijentacije objekata, praćenju aktivnosti i statusa pacijenata, prepoznavanju lica, praćenju saobraćaja, elektronskoj i poluvodičkoj inspekciji, brojanju ljudi i mjerenju reda i drugim poljima.

www.hampotech.com

fairy@hampotech.com