Hvad er TOF-kamera? Og hvordan virker det?

TOF 3DCamera

TOF 3D-kameraet er bygget med den mest avancerede tredimensionelle billedteknologi. TOF (Time of Flight) dybdekameraet er en ny generation af produkter til afstandsdetektion og 3D-billeddannelsesteknologi. Den sender kontinuerligt lysimpulser til målet, og bruger derefter sensoren til at modtage lyset, der returneres fra objektet, og opnår målobjektets afstand ved at detektere flyvetiden (tur-retur) for lysimpulsen.

TOF-kameraer bruger som regel time-of-flight-metoden i afstandsmåling, det vil sige, at når du bruger ultralydsbølger osv. skal du huske at måle, så kan du yderligere forstå afstanden. Denne afstandsmåling kan udføres gennem lysstråler, så fordelene ved faktisk brug er stadig meget indlysende. , når dette kamera bruges, kan størrelsen måles ved billeddannelse, hvilket er meget praktisk. Og denne brugsmåde er gennem lysreflektion, afstanden kan kendes ved at beregne returtiden, og en mere adækvat perception kan opnås gennem sensoren. Fordelen ved at bruge denne slags kamera er meget indlysende. Ikke kun pixels er højere, men også tilføjelsen af ​​denne sensor kan gøre erhvervelsen på størrelseskortet mere realistisk, og der er ikke behov for bevægelige dele, og bedre resultater kan kun opnås ved at måle. Det er meget fordelagtigt i praktiske applikationer, uanset om det er positionering eller måling, så længe du har denne slags kamera, kan du blive øjnene på mere maskiner og udstyr i faktisk drift og virkelig fuldføre den automatiske drift.

TOF-kameraer kan automatisk undgå forhindringer i brug. Gennem sanseydelsen kan brugen af ​​automatisering effektivt realiseres, og fordelene ved at bruge dette kamera er meget indlysende. Det kan ikke kun kende volumen og information i tide, men også i godshåndtering. Forbedringen af ​​automatisering er mere effektiv, kan fremskynde forbedringen af ​​effektiviteten og kan opnå store fordele i afstandsmåling og billedpræsentation. Kernen i dette kamera kan. Det giver bedre resultater, og gennem pulsudløsning kan du kende det detaljerede mål, ikke kun kan spore, men også udføre tredimensionel modellering på billedet, hvilket kan siges at være meget nøjagtigt.

HvordanTOFKameraer virker

TOF-kameraer bruger aktiv lysdetektion og inkluderer normalt følgende dele:

1. Bestrålingsenhed

Bestrålingsenheden skal pulsmodulere lyskilden, før den udsender, og den modulerede lyspulsfrekvens kan være så høj som 100MHz. Som et resultat bliver lyskilden tændt og slukket tusindvis af gange under billedoptagelse. Hver lysimpuls er kun et par nanosekunder lang. Kameraets eksponeringstidsparameter bestemmer antallet af pulser pr. billede.

For at opnå nøjagtige målinger skal lysimpulserne styres præcist, så de har nøjagtig samme varighed, stigetid og faldtid. For selv små afvigelser på blot et nanosekund kan give afstandsmålefejl på op til 15 cm.

Sådanne høje modulationsfrekvenser og præcision kan kun opnås med sofistikerede LED'er eller laserdioder.

Generelt er bestrålingslyskilden en infrarød lyskilde, der er usynlig for det menneskelige øje.

2. Optisk linse

Det bruges til at samle reflekteret lys og danne et billede på en optisk sensor. Men i modsætning til almindelige optiske linser skal der tilføjes et båndpasfilter her for at sikre, at kun lys med samme bølgelængde som belysningskilden kan komme ind. Formålet med dette er at undertrykke usammenhængende lyskilder for at reducere støj, samtidig med at den lysfølsomme sensor forhindres i at blive overeksponeret på grund af ekstern lysinterferens.

3. Billedsensor

Kernen i TOF-kameraet. Sensorens struktur svarer til en almindelig billedsensor, men den er mere kompleks end en billedsensor. Den indeholder 2 eller flere skodder til at prøve reflekteret lys på forskellige tidspunkter. Derfor er TOF-chippixel meget større end den generelle billedsensorpixelstørrelse, generelt omkring 100um.

4. Kontrolenhed

Sekvensen af ​​lysimpulser, der udløses af kameraets elektroniske styreenhed, er præcist synkroniseret med åbning/lukning af chippens elektroniske lukker. Den udfører udlæsning og konvertering af sensorladninger og dirigerer dem til analyseenheden og datagrænsefladen.

5. Regneenhed

Computerenheden kan optage præcise dybdekort. Et dybdekort er normalt et gråtonebillede, hvor hver værdi repræsenterer afstanden mellem den lysreflekterende overflade og kameraet. For at få bedre resultater udføres normalt datakalibrering.

Hvordan måler TOF afstand?

Belysningslyskilden moduleres generelt af firkantbølgeimpulser, fordi den er relativt let at implementere med digitale kredsløb. Hver pixel i dybdekameraet er sammensat af en lysfølsom enhed (såsom en fotodiode), som kan konvertere indfaldende lys til elektrisk strøm. Den lysfølsomme enhed er forbundet med flere højfrekvenskontakter (G1, G2 i figuren nedenfor) for at lede strømmen ind i Forskellige kondensatorer, der kan lagre ladninger (S1, S2 i figuren nedenfor).

En kontrolenhed på kameraet tænder og slukker lyskilden og udsender en lyspuls. I samme øjeblik åbner og lukker styreenheden den elektroniske lukker på chippen. Anklagen S₀genereret på denne måde af lysimpulsen lagres på det lysfølsomme element.

Derefter tænder og slukker styreenheden lyskilden endnu en gang. Denne gang åbner lukkeren senere, på det tidspunkt, hvor lyskilden er slukket. Anklagen S₁nu genereret gemmes også på det lysfølsomme element.

Fordi varigheden af ​​en enkelt lysimpuls er så kort, gentages denne proces tusindvis af gange, indtil eksponeringstiden er nået. Værdierne i lyssensoren aflæses derefter, og den aktuelle afstand kan beregnes ud fra disse værdier.

Bemærk, at lysets hastighed er c, t_per varigheden af ​​lysimpulsen, S₀repræsenterer ladningen indsamlet af den tidligere lukker, og S₁repræsenterer ladningen opsamlet af den forsinkede lukker, så kan afstanden d beregnes med følgende formel:

Den mindste målbare afstand er, når al ladning er opsamlet i S0 under den tidligere lukkerperiode og ingen ladning opsamles i S1 under den forsinkede lukkerperiode, dvs. S1 = 0. Substitution i formlen vil give den mindste målbare afstand d=0.

Den største målbare afstand er, hvor al ladning er opsamlet i S1, og ingen ladning opsamles overhovedet i S0. Formlen giver så d = 0,5 xc × tp. Den maksimale målbare afstand bestemmes derfor af lyspulsbredden. For eksempel, tp = 50 ns, erstatter den maksimale måleafstand d = 7,5m i ovenstående formel.

Hardware design og produktfunktioner

Adopter den mest avancerede TOF-hardwareløsning i verden; Klasse I sikker laser, høj pixel opløsning, kamera i industriel kvalitet, lille størrelse, kan bruges til indendørs og udendørs indsamling af dybdeinformation over lange afstande.

Billedbehandlingsalgoritme

Ved at bruge verdens førende billedbehandlings- og analysealgoritme har den stærk behandlingsevne, optager færre CPU-ressourcer, har høj nøjagtighed og god kompatibilitet.

Ansøgninger

Digitale industrikameraer, der hovedsageligt anvendes inden for fabriksautomatisering, AGV-navigation, rummåling, intelligent trafik og transport (ITS) og medicinsk og biovidenskab. Vores områdescanning, linjescanning og netværkskameraer bruges i vid udstrækning inden for objektpositions- og orienteringsmåling, patientaktivitet og statusovervågning, ansigtsgenkendelse, trafikovervågning, elektronisk og halvlederinspektion, persontælling og kømåling og andre områder.

www.hampotech.com

fairy@hampotech.com