Što je TOF kamera? I kako to radi?

TOF 3DCamera

TOF 3D kamera izrađena je s najnaprednijom tehnologijom trodimenzionalne slike. TOF (Time of Flight) dubinska kamera nova je generacija proizvoda za detekciju udaljenosti i tehnologiju 3D snimanja. Kontinuirano šalje svjetlosne impulse meti, a zatim koristi senzor za primanje svjetlosti vraćene od objekta i dobiva udaljenost ciljnog objekta otkrivanjem vremena leta (obavrata) svjetlosnog impulsa.

TOF kamere obično koriste metodu vremena leta u mjerenju udaljenosti, to jest, kada koristite ultrazvučne valove itd., ne zaboravite izmjeriti i možete dalje razumjeti udaljenost. Ovo mjerenje udaljenosti može se provesti putem svjetlosnih zraka, tako da su prednosti u stvarnoj uporabi i dalje vrlo očite. , kada se koristi ovaj fotoaparat, veličina se može izmjeriti snimanjem, što je vrlo zgodno. I ovaj način korištenja je kroz refleksiju svjetla, udaljenost se može znati izračunavanjem vremena povratka, a adekvatnija percepcija se može dobiti preko senzora. Prednost korištenja ove vrste kamere je vrlo očita. Ne samo da su pikseli veći, već i dodavanje ovog senzora može akviziciju na mapi veličine učiniti realističnijom, te nema potrebe za pokretnim dijelovima, a bolji rezultati mogu se dobiti samo mjerenjem. To je vrlo korisno u praktičnim primjenama, bilo da se radi o pozicioniranju ili mjerenju, sve dok imate ovu vrstu kamere, možete postati oči više strojeva i opreme u stvarnom radu i doista dovršiti automatski rad.

TOF kamere mogu automatski izbjegavati prepreke tijekom korištenja. Kroz performanse senzora, korištenje automatizacije može se učinkovito realizirati, a prednosti korištenja ove kamere su vrlo očite. Ne samo da može znati količinu i informacije na vrijeme, već i u rukovanju teretom, poboljšanje automatizacije je učinkovitije, može ubrzati poboljšanje učinkovitosti i može dobiti velike prednosti u mjerenju udaljenosti i prezentaciji slike. Jezgra ove kamere može. Daje bolje rezultate, a pomoću pulsnog okidanja možete znati detaljnu metu, ne samo da možete pratiti, već i izvesti 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 ozračivanje

Jedinica za ozračivanje treba pulsno modulirati izvor svjetlosti prije emitiranja, a frekvencija moduliranog svjetlosnog pulsa može biti visoka do 100MHz. Kao rezultat toga, izvor svjetla se uključuje i isključuje tisuće puta tijekom snimanja slike. Svaki svjetlosni impuls traje samo nekoliko nanosekundi. Parametar vremena ekspozicije kamere određuje broj impulsa po slici.

Kako bi se postigla točna 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 pogreške u mjerenju udaljenosti do 15 cm.

Takve visoke modulacijske frekvencije i preciznost mogu se postići samo sa sofisticiranim LED diodama ili laserskim diodama.

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

2. Optička leća

Koristi se za prikupljanje reflektirane svjetlosti i formiranje slike na optičkom senzoru. Međutim, za razliku od običnih optičkih leća, ovdje je potrebno dodati pojasni filtar kako bi se osiguralo da samo svjetlo iste valne duljine kao i izvor osvjetljenja može ući. Svrha toga je potisnuti nekoherentne izvore svjetlosti kako bi se smanjio šum, dok se istovremeno sprječava preeksponiranje fotoosjetljivog senzora zbog vanjskih smetnji svjetla.

3. Senzor slike

Jezgra TOF kamere. Struktura senzora slična je običnom senzoru slike, ali je složenija od senzora slike. Sadrži 2 ili više kapaka za uzorkovanje reflektirane svjetlosti u različitim vremenima. Stoga je piksel TOF čipa mnogo veći od opće veličine piksela senzora slike, općenito oko 100 um.

4. Upravljačka jedinica

Slijed svjetlosnih impulsa koje pokreće elektronička upravljačka jedinica kamere precizno je sinkroniziran s otvaranjem/zatvaranjem elektroničkog zatvarača čipa. Obavlja očitavanje i konverziju naboja senzora i usmjerava ih na jedinicu za analizu i podatkovno sučelje.

5. Računska jedinica

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

Kako TOF mjeri udaljenost?

Izvor osvjetljenja općenito je moduliran pravokutnim valnim impulsima, jer je to relativno lako implementirati s digitalnim sklopovima. Svaki piksel dubinske kamere sastoji se od fotoosjetljive jedinice (kao što je fotodioda) koja može pretvoriti upadnu svjetlost u električnu struju. Fotoosjetljiva jedinica povezana je s više visokofrekventnih sklopki (G1, G2 na donjoj slici) za usmjeravanje struje u različite kondenzatore koji mogu pohraniti naboje (S1, S2 na donjoj slici).

Kontrolna jedinica na kameri uključuje i isključuje izvor svjetlosti, šaljući puls svjetlosti. U istom trenutku upravljačka jedinica otvara i zatvara elektronički zatvarač na čipu. Optužba S₀na taj način generiran svjetlosnim impulsom pohranjuje se na fotoosjetljivom elementu.

Zatim upravljačka jedinica po drugi put uključuje i isključuje izvor svjetla. Ovaj se put zatvarač otvara kasnije, u trenutku kada je izvor svjetla isključen. Optužba S₁sada generirana također se pohranjuje na fotoosjetljivom elementu.

Budući da je trajanje jednog svjetlosnog impulsa tako kratko, ovaj se proces ponavlja tisućama puta dok se ne postigne vrijeme ekspozicije. Zatim se očitaju vrijednosti u svjetlosnom senzoru i iz tih se vrijednosti može izračunati stvarna udaljenost.

Primijetimo da je brzina svjetlosti c, t_pje trajanje svjetlosnog impulsa, S₀predstavlja naboj prikupljen prethodnim zatvaračem, a S₁predstavlja naboj prikupljen odgođenim zatvaračem, tada se udaljenost d može izračunati sljedećom formulom:

Najmanja mjerljiva udaljenost je kada se sav naboj skupi u S0 tijekom ranijeg perioda zatvarača, a nema naboja u S1 tijekom perioda odgođenog zatvarača, tj. S1 = 0. Zamjenom u formulu dobit ćete minimalnu mjerljivu udaljenost d=0.

Najveća mjerljiva udaljenost je tamo gdje se sav naboj skuplja u S1, a uopće nema naboja u S0. Formula tada daje d = 0,5 xc × tp. Maksimalna mjerljiva udaljenost je stoga određena širinom svjetlosnog pulsa. Na primjer, tp = 50 ns, zamjenjujući u gornju formulu maksimalnu mjernu udaljenost d = 7,5 m.

Dizajn hardvera i značajke proizvoda

Usvojite najnaprednije TOF hardversko rješenje na svijetu; Siguran laser klase I, visoka rezolucija piksela, industrijska kamera, male veličine, može se koristiti za unutarnje i vanjsko prikupljanje podataka o dubini na velikim udaljenostima.

Algoritam obrade slike

Koristeći vodeći svjetski algoritam za obradu i analizu slike, ima snažnu sposobnost obrade, zauzima manje CPU resursa, ima visoku točnost i dobru kompatibilnost.

Prijave

Digitalne industrijske kamere koje se uglavnom koriste u tvorničkoj automatizaciji, AGV navigaciji, mjerenju prostora, inteligentnom prometu i transportu (ITS) te medicini i biološkim znanostima. Naše kamere za skeniranje područja, linijski pregled i mrežne kamere naširoko se koriste u mjerenju položaja i orijentacije objekta, praćenju aktivnosti i statusa pacijenata, prepoznavanju lica, praćenju prometa, inspekciji elektroničkih i poluvodičkih uređaja, brojanju ljudi i mjerenju čekanja u redu i drugim poljima.

www.hampotech.com

fairy@hampotech.com