Mikä on TOF-kamera? Ja miten se toimii?

TOF 3DCamera

TOF 3D -kamera on rakennettu edistyneimmällä kolmiulotteisella kuvantamistekniikalla. TOF (Time of Flight) -syvyyskamera on uuden sukupolven etäisyystunnistus- ja 3D-kuvausteknologiatuotteita. Se lähettää jatkuvasti valopulsseja kohteeseen ja vastaanottaa sitten anturin avulla kohteesta palautetun valon ja saa kohteen kohteen etäisyyden havaitsemalla valopulssin lentoajan (meno-paluu).

TOF-kamerat käyttävät yleensä etäisyysmittauksessa lentoaikamenetelmää, eli ultraääniaaltoja yms. käytettäessä muista mitata, niin etäisyyttä voi ymmärtää paremmin. Tämä etäisyysmittaus voidaan suorittaa valonsäteiden kautta, joten edut varsinaisessa käytössä ovat edelleen ilmeisiä. , kun tätä kameraa käytetään, koko voidaan mitata kuvantamisella, mikä on erittäin kätevää. Ja tämä käyttötapa on valon heijastuksen kautta, etäisyys voidaan tietää laskemalla paluuaika ja sopivampi havainto saadaan sensorin kautta. Tällaisen kameran käytön edut ovat ilmeiset. Pikselit eivät ole vain korkeampia, vaan myös tämän anturin lisääminen voi tehdä kokokartan keräämisestä realistisemman, eikä liikkuvia osia tarvita ja parempia tuloksia saadaan vain mittaamalla. Se on erittäin edullinen käytännön sovelluksissa, olipa kyseessä paikannus tai mittaus, niin kauan kuin sinulla on tällainen kamera, voit tulla useamman koneiden ja laitteiden silmiksi todellisessa käytössä ja todella täydentää automaattista toimintaa.

TOF-kamerat voivat automaattisesti välttää käytössä olevia esteitä. Tunnistussuorituskyvyn kautta automaation käyttö voidaan toteuttaa tehokkaasti, ja tämän kameran käytön edut ovat hyvin ilmeisiä. Se ei voi tietää vain volyymia ja tietoja ajoissa, vaan myös lastinkäsittelyssä. Automatisoinnin parantaminen on tehokkaampaa, voi nopeuttaa tehokkuuden paranemista ja voi saada suuria etuja etäisyyden mittauksessa ja kuvan esittämisessä. Tämän kameran ydin voi. Se tarjoaa parempia tuloksia, ja pulssilaukaisun avulla voit tietää yksityiskohtaisen kohteen, ei vain pysty jäljittämään, vaan pystyy myös suorittamaan kuvalle kolmiulotteisen mallinnuksen, jonka voidaan sanoa olevan erittäin tarkka.

MitenTOFKamerat toimivat

TOF-kamerat käyttävät aktiivista valontunnistusta ja sisältävät yleensä seuraavat osat:

1. Säteilytysyksikkö

Säteilytysyksikön täytyy pulssimoduloida valonlähde ennen lähettämistä, ja moduloidun valopulssin taajuus voi olla jopa 100 MHz. Tämän seurauksena valonlähde syttyy ja sammuu tuhansia kertoja kuvan ottamisen aikana. Jokainen valopulssi on vain muutaman nanosekunnin pituinen. Kameran valotusaikaparametri määrittää pulssien määrän kuvaa kohden.

Tarkkojen mittausten saavuttamiseksi valopulsseja on säädettävä tarkasti, jotta niillä on täsmälleen sama kesto, nousu- ja laskuaika. Koska jopa pienet, vain yhden nanosekunnin poikkeamat voivat aiheuttaa jopa 15 cm:n mittausvirheitä.

Tällaiset korkeat modulaatiotaajuudet ja tarkkuus voidaan saavuttaa vain kehittyneillä LEDeillä tai laserdiodeilla.

Yleensä säteilytysvalolähde on ihmissilmälle näkymätön infrapunavalolähde.

2. Optinen linssi

Sitä käytetään heijastuneen valon keräämiseen ja kuvan muodostamiseen optiseen anturiin. Toisin kuin tavalliset optiset linssit, tähän on kuitenkin lisättävä kaistanpäästösuodatin varmistaakseen, että vain valo, jonka aallonpituus on sama kuin valonlähde, pääsee sisään. Tämän tarkoituksena on vaimentaa epäkoherentit valonlähteet kohinan vähentämiseksi ja samalla estää valoherkän anturin ylivalottuminen ulkoisen valon häiriön vuoksi.

3. Kuvaanturi

TOF-kameran ydin. Anturin rakenne on samanlainen kuin tavallisen kuvasensorin, mutta se on monimutkaisempi kuin kuvakenno. Se sisältää 2 tai useampia sulkimia heijastuneen valon näyttelemiseksi eri aikoina. Siksi TOF-sirun pikseli on paljon suurempi kuin yleinen kuva-anturin pikselikoko, yleensä noin 100 um.

4. Ohjausyksikkö

Kameran elektronisen ohjausyksikön laukaisema valopulssisarja on täsmällisesti synkronoitu sirun elektronisen sulkimen avaamisen/sulkemisen kanssa. Se suorittaa anturin varausten lukemisen ja muuntamisen ja ohjaa ne analyysiyksikköön ja dataliitäntään.

5. Laskentayksikkö

Laskentayksikkö voi tallentaa tarkkoja syvyyskarttoja. Syvyyskartta on yleensä harmaasävykuva, jossa jokainen arvo edustaa valoa heijastavan pinnan ja kameran välistä etäisyyttä. Parempien tulosten saamiseksi suoritetaan yleensä tietojen kalibrointi.

Miten TOF mittaa etäisyyden?

Valaistuksen valonlähde moduloidaan yleensä neliöaaltopulsseilla, koska se on suhteellisen helppo toteuttaa digitaalisilla piireillä. Jokainen syvyyskameran pikseli koostuu valoherkästä yksiköstä (kuten valodiodista), joka voi muuntaa tulevan valon sähkövirraksi. Valoherkkä yksikkö on kytketty useilla suurtaajuuskytkimillä (G1, G2 alla olevassa kuvassa) ohjaamaan virtaa erilaisiin kondensaattoreihin, jotka voivat varastoida varauksia (S1, S2 alla olevassa kuvassa).

Kameran ohjausyksikkö kytkee valonlähteen päälle ja pois ja lähettää valopulssin. Samalla ohjausyksikkö avaa ja sulkee sirun elektronisen sulkimen. Syyte S₀Tällä tavalla valopulssin synnyttämä varastoitu valoherkälle elementille.

Tämän jälkeen ohjausyksikkö kytkee valonlähteen päälle ja pois toisen kerran. Tällä kertaa suljin avautuu myöhemmin, kun valonlähde on sammutettu. Syyte S₁nyt luotu on myös tallennettu valoherkälle elementille.

Koska yhden valopulssin kesto on niin lyhyt, tämä prosessi toistetaan tuhansia kertoja, kunnes valotusaika saavutetaan. Sen jälkeen luetaan valoanturin arvot ja näistä arvoista voidaan laskea todellinen etäisyys.

Huomaa, että valon nopeus on c, t_pon valopulssin kesto, S₀edustaa aikaisemman sulkimen keräämää varausta, ja S₁edustaa viivästetyn sulkimen keräämää varausta, jolloin etäisyys d voidaan laskea seuraavalla kaavalla:

Pienin mitattavissa oleva etäisyys on, kun kaikki varaus kerätään S0:ssa aikaisemman suljinjakson aikana ja S1:ssä ei kerätä varausta viivästetyn suljinjakson aikana, eli S1 = 0. Korvaamalla kaavaan saadaan pienin mitattava etäisyys d=0.

Suurin mitattava etäisyys on se, missä kaikki maksut kerätään S1:ssä ja maksua ei kerätä lainkaan S0:ssa. Kaava antaa sitten d = 0,5 xc × tp. Suurin mitattava etäisyys määräytyy siksi valopulssin leveyden mukaan. Esimerkiksi tp = 50 ns, korvaamalla yllä olevaan kaavaan maksimimittausetäisyys d = 7,5m.

Laitteiston suunnittelu ja tuotteen ominaisuudet

Ota käyttöön maailman edistyksellisin TOF-laitteistoratkaisu; Luokan I turvallinen laser, korkea pikselin resoluutio, teollisuusluokan kamera, pieni koko, voidaan käyttää sisä- ja ulkokäyttöön pitkän matkan syvyystietojen keräämiseen.

Kuvankäsittelyalgoritmi

Käyttämällä maailman johtavaa kuvankäsittely- ja analyysialgoritmia, sillä on vahva prosessointikyky, se vie vähemmän prosessoriresursseja, sillä on korkea tarkkuus ja hyvä yhteensopivuus.

Sovellukset

Digitaaliset teollisuuskamerat, joita käytetään pääasiassa tehdasautomaatiossa, AGV-navigaatiossa, tilanmittauksessa, älykkäässä liikenteessä ja kuljetuksessa (ITS) sekä lääketieteessä ja biotieteissä. Alueskannaus-, linjaskannaus- ja verkkokameroitamme käytetään laajasti kohteen sijainnin ja suunnan mittaamisessa, potilaan toiminnan ja tilan seurannassa, kasvojentunnistuksessa, liikenteen valvonnassa, elektroniikka- ja puolijohdetarkastuksessa, ihmisten laskennassa ja jonomittauksessa sekä muilla aloilla.

www.hampotech.com

fairy@hampotech.com