TOF 3DCamera
La caméra TOF 3D est construite avec la technologie d'imagerie tridimensionnelle la plus avancée. La caméra de profondeur TOF (Time of Flight) est une nouvelle génération de produits technologiques de détection de distance et d'imagerie 3D. Il envoie en continu des impulsions lumineuses à la cible, puis utilise le capteur pour recevoir la lumière renvoyée par l'objet et obtient la distance de l'objet cible en détectant le temps de vol (aller-retour) de l'impulsion lumineuse.
Les caméras TOF utilisent généralement la méthode du temps de vol pour mesurer la distance, c'est-à-dire que lorsque vous utilisez des ondes ultrasonores, etc., n'oubliez pas de mesurer et vous pourrez mieux comprendre la distance. Cette mesure de distance peut être effectuée au moyen de faisceaux lumineux, les avantages en utilisation réelle restent donc très évidents. , lorsque cet appareil photo est utilisé, la taille peut être mesurée par imagerie, ce qui est très pratique. Et cette façon d'utiliser se fait par réflexion de la lumière, la distance peut être connue en calculant le temps de retour, et une perception plus adéquate peut être obtenue grâce au capteur. L’avantage d’utiliser ce type de caméra est très évident. Non seulement les pixels sont plus élevés, mais l'ajout de ce capteur peut également rendre l'acquisition sur la carte des tailles plus réaliste, et il n'y a pas besoin de pièces mobiles, et de meilleurs résultats ne peuvent être obtenus qu'en mesurant. C'est très avantageux dans les applications pratiques, qu'il s'agisse de positionnement ou de mesure, tant que vous disposez de ce type de caméra, vous pouvez devenir les yeux de plus de machines et d'équipements en fonctionnement réel et véritablement compléter le fonctionnement automatique.
Les caméras TOF peuvent automatiquement éviter les obstacles lors de leur utilisation. Grâce aux performances de détection, l'utilisation de l'automatisation peut être réalisée efficacement et les avantages de l'utilisation de cette caméra sont très évidents. Il peut non seulement connaître le volume et les informations à temps, mais également la manutention des marchandises. L'amélioration de l'automatisation est plus efficace, peut accélérer l'amélioration de l'efficacité et peut obtenir de grands avantages en matière de mesure de distance et de présentation d'images. Le cœur de cette caméra le peut. Il présente de meilleurs résultats et grâce au déclenchement par impulsion, vous pouvez connaître la cible détaillée, non seulement suivre, mais également effectuer une modélisation tridimensionnelle sur l'image, ce qui peut être considéré comme très précis.
CommentTOFLes caméras fonctionnent
Les caméras TOF utilisent la détection active de la lumière et comprennent généralement les éléments suivants :
1. Unité d'irradiation
L'unité d'irradiation doit moduler par impulsions la source de lumière avant d'émettre, et la fréquence d'impulsion lumineuse modulée peut atteindre 100 MHz. En conséquence, la source lumineuse est allumée et éteinte des milliers de fois pendant la capture d’image. Chaque impulsion lumineuse ne dure que quelques nanosecondes. Le paramètre de temps d'exposition de la caméra détermine le nombre d'impulsions par image.
Pour obtenir des mesures précises, les impulsions lumineuses doivent être contrôlées avec précision pour avoir exactement la même durée, le même temps de montée et le même temps de descente. Car même de petits écarts d’une nanoseconde seulement peuvent produire des erreurs de mesure de distance allant jusqu’à 15 cm.
Des fréquences de modulation et une précision aussi élevées ne peuvent être obtenues qu’avec des LED ou des diodes laser sophistiquées.
Généralement, la source lumineuse d'irradiation est une source lumineuse infrarouge invisible à l'œil humain.
2. Lentille optique
Il est utilisé pour collecter la lumière réfléchie et former une image sur un capteur optique. Cependant, contrairement aux lentilles optiques ordinaires, un filtre passe-bande doit être ajouté ici pour garantir que seule la lumière ayant la même longueur d'onde que la source d'éclairage puisse entrer. Le but est de supprimer les sources de lumière incohérentes pour réduire le bruit, tout en évitant que le capteur photosensible ne soit surexposé en raison d'interférences lumineuses externes.
3. Capteur d'imagerie
Le cœur de la caméra TOF. La structure du capteur est similaire à celle d’un capteur d’image ordinaire, mais elle est plus complexe qu’un capteur d’image. Il contient 2 obturateurs ou plus pour échantillonner la lumière réfléchie à différents moments. Par conséquent, la taille des pixels de la puce TOF est beaucoup plus grande que la taille générale des pixels du capteur d'image, généralement autour de 100 um.
4. Unité de contrôle
La séquence d'impulsions lumineuses déclenchée par l'unité de commande électronique de la caméra est précisément synchronisée avec l'ouverture/fermeture de l'obturateur électronique de la puce. Il effectue la lecture et la conversion des charges du capteur et les dirige vers l'unité d'analyse et l'interface de données.
5. Unité de calcul
L'unité de calcul peut enregistrer des cartes de profondeur précises. Une carte de profondeur est généralement une image en niveaux de gris, où chaque valeur représente la distance entre la surface réfléchissant la lumière et la caméra. Afin d'obtenir de meilleurs résultats, un calibrage des données est généralement effectué.
Comment TOF mesure-t-il la distance ?
La source lumineuse d'éclairage est généralement modulée par des impulsions carrées, car elle est relativement facile à mettre en œuvre avec des circuits numériques. Chaque pixel de la caméra de profondeur est composé d'une unité photosensible (telle qu'une photodiode), capable de convertir la lumière incidente en courant électrique. L'unité photosensible est connectée à plusieurs commutateurs haute fréquence (G1, G2 dans la figure ci-dessous) pour guider le courant vers différents condensateurs pouvant stocker des charges (S1, S2 dans la figure ci-dessous).
Une unité de contrôle sur la caméra allume et éteint la source de lumière, envoyant une impulsion de lumière. Au même moment, la centrale ouvre et ferme le volet électronique de la puce. La charge S0ainsi générée par l'impulsion lumineuse est stockée sur l'élément photosensible.
Ensuite, l'unité de commande allume et éteint la source lumineuse une deuxième fois. Cette fois, l'obturateur s'ouvre plus tard, au moment où la source lumineuse est éteinte. La charge S1maintenant généré est également stocké sur l'élément photosensible.
La durée d’une seule impulsion lumineuse étant si courte, ce processus est répété des milliers de fois jusqu’à ce que le temps d’exposition soit atteint. Les valeurs du capteur de lumière sont ensuite lues et la distance réelle peut être calculée à partir de ces valeurs.
Notez que la vitesse de la lumière est c, tpest la durée de l'impulsion lumineuse, S0représente la charge collectée par l'obturateur précédent, et S1représente la charge collectée par l'obturateur retardé, alors la distance d peut être calculée par la formule suivante :
La plus petite distance mesurable est lorsque toutes les charges sont collectées dans S0 pendant la période d'obturation précédente et qu'aucune charge n'est collectée dans S1 pendant la période d'obturation retardée, c'est-à-dire S1 = 0. La substitution dans la formule donnera la distance mesurable minimale d = 0.
La plus grande distance mesurable est celle où toutes les charges sont collectées dans S1 et aucune charge n'est collectée dans S0. La formule donne alors d = 0,5 xc × tp. La distance maximale mesurable est donc déterminée par la largeur de l'impulsion lumineuse. Par exemple, tp = 50 ns, en remplaçant dans la formule ci-dessus la distance de mesure maximale d = 7,5 m.
Conception du matériel et caractéristiques du produit
Adoptez la solution matérielle TOF la plus avancée au monde ; Laser sûr de classe I, haute résolution de pixels, caméra de qualité industrielle, de petite taille, peut être utilisé pour la collecte d'informations sur la profondeur à longue distance en intérieur et en extérieur.
Algorithme de traitement d'image
Utilisant le premier algorithme de traitement et d'analyse d'images au monde, il possède une forte capacité de traitement, consomme moins de ressources CPU, a une grande précision et une bonne compatibilité.
Applications
Caméras industrielles numériques principalement utilisées dans l'automatisation industrielle, la navigation AGV, la mesure spatiale, le trafic et le transport intelligents (ITS) ainsi que les sciences médicales et de la vie. Nos caméras à balayage de zone, à balayage linéaire et réseau sont largement utilisées dans la mesure de la position et de l'orientation des objets, la surveillance de l'activité et de l'état des patients, la reconnaissance faciale, la surveillance du trafic, l'inspection électronique et des semi-conducteurs, le comptage de personnes et la mesure des files d'attente et d'autres domaines.
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Heure de publication : 07 mars 2023
