Ի՞նչ է TOF տեսախցիկը: Եվ ինչպես է այն աշխատում:

TOF 3DCամերա

TOF 3D տեսախցիկը կառուցված է առավել առաջադեմ եռաչափ պատկերման տեխնոլոգիայով: TOF (Թռիչքի ժամանակ) խորության տեսախցիկը հեռավորության հայտնաբերման և 3D պատկերի տեխնոլոգիայի նոր սերնդի արտադրանք է: Այն անընդհատ լույսի իմպուլսներ է ուղարկում թիրախին, այնուհետև սենսորն օգտագործում է օբյեկտից վերադարձված լույսը ստանալու համար և ստանում է թիրախ օբյեկտի հեռավորությունը՝ հայտնաբերելով լույսի զարկերակի թռիչքի (երկկողմանի) ժամանակը:

TOF տեսախցիկները սովորաբար օգտագործում են թռիչքի ժամանակի մեթոդը հեռավորության չափման մեջ, այսինքն՝ ուլտրաձայնային ալիքներ օգտագործելիս և այլն, հիշեք չափել, և դուք կարող եք ավելի լավ հասկանալ հեռավորությունը: Այս հեռավորության չափումը կարող է իրականացվել լույսի ճառագայթների միջոցով, ուստի իրական օգտագործման առավելությունները դեռ շատ ակնհայտ են: , երբ օգտագործվում է այս տեսախցիկը, չափը կարելի է չափել պատկերման միջոցով, ինչը շատ հարմար է։ Իսկ օգտագործման այս եղանակը լույսի արտացոլման միջոցով է, հեռավորությունը կարելի է իմանալ վերադարձի ժամանակը հաշվարկելով, իսկ սենսորի միջոցով կարելի է ավելի համարժեք ընկալում ստանալ։ Այս տեսակի տեսախցիկի օգտագործման առավելությունը շատ ակնհայտ է. Ոչ միայն պիքսելներն են ավելի բարձր, այլ նաև այս սենսորի ավելացումը կարող է ավելի իրատեսական դարձնել չափերի քարտեզի վրա ձեռքբերումը, իսկ շարժվող մասերի կարիք չկա, իսկ ավելի լավ արդյունքներ կարելի է ստանալ միայն չափումների միջոցով: Այն շատ ձեռնտու է գործնական կիրառություններում, լինի դա դիրքավորումը կամ չափումը, քանի դեռ դուք ունեք այս տեսակի տեսախցիկ, դուք կարող եք դառնալ ավելի շատ մեքենաների և սարքավորումների աչքը իրական շահագործման մեջ և իսկապես ավարտել ավտոմատ աշխատանքը:

TOF տեսախցիկները կարող են ավտոմատ կերպով խուսափել օգտագործման խոչընդոտներից: Զգացման կատարման միջոցով ավտոմատացման օգտագործումը կարող է արդյունավետ կերպով իրականացվել, և այս տեսախցիկի օգտագործման առավելությունները շատ ակնհայտ են: Այն կարող է ոչ միայն ժամանակին իմանալ ծավալն ու տեղեկատվությունը, այլ նաև բեռների բեռնաթափման հարցում, Ավտոմատացման կատարելագործումն ավելի արդյունավետ է, կարող է արագացնել արդյունավետության բարելավումը և կարող է մեծ առավելություններ ստանալ հեռավորության չափման և պատկերի ներկայացման մեջ: Այս տեսախցիկի միջուկը կարող է. Այն ավելի լավ արդյունքներ է տալիս, և իմպուլսի գործարկման միջոցով դուք կարող եք իմանալ մանրամասն թիրախը, ոչ միայն կարող եք հետևել, այլև կարող եք կատարել եռաչափ մոդելավորում նկարի վրա, որը կարելի է ասել շատ ճշգրիտ է:

ԻնչպեսTOFՏեսախցիկներն աշխատում են

TOF տեսախցիկները օգտագործում են ակտիվ լույսի հայտնաբերում և սովորաբար ներառում են հետևյալ մասերը.

1. Ճառագայթման միավոր

Ճառագայթման միավորը պետք է իմպուլսային մոդուլավորի լույսի աղբյուրը մինչև արտանետումը, և մոդուլացված լույսի իմպուլսի հաճախականությունը կարող է լինել մինչև 100 ՄՀց: Արդյունքում լույսի աղբյուրը միանում և անջատվում է հազարավոր անգամներ նկարների նկարահանման ընթացքում: Յուրաքանչյուր լուսային զարկերակ ունի ընդամենը մի քանի նանվայրկյան: Խցիկի ազդեցության ժամանակի պարամետրը որոշում է մեկ պատկերի իմպուլսների քանակը:

Ճշգրիտ չափումների հասնելու համար լույսի իմպուլսները պետք է ճշգրտորեն վերահսկվեն, որպեսզի ունենան նույն տեւողությունը, բարձրացման եւ անկման ժամանակը: Քանի որ նույնիսկ մեկ նանվայրկյան փոքր շեղումները կարող են առաջացնել հեռավորության չափման սխալներ մինչև 15 սմ:

Նման բարձր մոդուլյացիայի հաճախականություններ և ճշգրտություն կարելի է ձեռք բերել միայն բարդ LED-ներով կամ լազերային դիոդներով:

Ընդհանուր առմամբ, ճառագայթման լույսի աղբյուրը մարդու աչքի համար անտեսանելի ինֆրակարմիր լույսի աղբյուր է:

2. Օպտիկական ոսպնյակ

Այն օգտագործվում է արտացոլված լույսը հավաքելու և օպտիկական սենսորի վրա պատկեր ձևավորելու համար: Այնուամենայնիվ, ի տարբերություն սովորական օպտիկական ոսպնյակների, այստեղ պետք է ավելացվի ժապավենային ֆիլտր, որպեսզի ապահովվի, որ միայն լուսավորության աղբյուրի հետ նույն ալիքի երկարությամբ լույսը կարող է ներթափանցել: Սրա նպատակն է ճնշել անհամապատասխան լույսի աղբյուրները` նվազեցնելու աղմուկը, միաժամանակ կանխելով լուսազգայուն սենսորի չափից ավելի բացահայտումը արտաքին լույսի միջամտության պատճառով:

3. Պատկերային սենսոր

TOF տեսախցիկի միջուկը: Սենսորի կառուցվածքը նման է սովորական պատկերի սենսորի կառուցվածքին, սակայն այն ավելի բարդ է, քան պատկերի սենսորը: Այն պարունակում է 2 կամ ավելի փեղկեր՝ տարբեր ժամանակներում արտացոլված լույսի նմուշառման համար: Հետևաբար, TOF չիպի պիքսելը շատ ավելի մեծ է, քան ընդհանուր պատկերի սենսորի պիքսելի չափը, ընդհանուր առմամբ մոտ 100 մմ:

4. Կառավարման միավոր

Լույսի իմպուլսների հաջորդականությունը, որոնք հրահրվում են տեսախցիկի էլեկտրոնային կառավարման ստորաբաժանման կողմից, ճշգրիտ սինխրոնիզացված են չիպի էլեկտրոնային կափարիչի բացման/փակման հետ: Այն կատարում է սենսորային լիցքերի ընթերցում և փոխակերպում և դրանք ուղղորդում դեպի վերլուծության միավոր և տվյալների միջերես:

5. Հաշվիչ միավոր

Հաշվողական միավորը կարող է գրանցել ճշգրիտ խորության քարտեզներ: Խորության քարտեզը սովորաբար գորշ գույնի պատկեր է, որտեղ յուրաքանչյուր արժեք ներկայացնում է լույսը արտացոլող մակերեսի և տեսախցիկի միջև հեռավորությունը: Ավելի լավ արդյունքներ ստանալու համար սովորաբար կատարվում է տվյալների ճշգրտում:

Ինչպե՞ս է TOF-ը չափում հեռավորությունը:

Լուսավորման լույսի աղբյուրը հիմնականում մոդուլացվում է քառակուսի ալիքի իմպուլսներով, քանի որ այն համեմատաբար հեշտ է իրականացնել թվային սխեմաներով: Խորքային տեսախցիկի յուրաքանչյուր պիքսել կազմված է լուսազգայուն միավորից (օրինակ՝ ֆոտոդիոդից), որը կարող է փոխարկվող լույսը վերածել էլեկտրական հոսանքի։ Լուսազգայուն միավորը միացված է մի քանի բարձր հաճախականության անջատիչներով (G1, G2 ստորև նկարում)՝ հոսանքը տարբեր կոնդենսատորների մեջ ուղղորդելու համար, որոնք կարող են լիցքեր պահել (S1, S2 ստորև նկարում):

Տեսախցիկի վրա գտնվող կառավարման միավորը միացնում և անջատում է լույսի աղբյուրը` լույսի իմպուլս ուղարկելով: Միևնույն պահին կառավարման միավորը բացում և փակում է չիպի էլեկտրոնային կափարիչը: Մեղադրանքը Ս₀լույսի իմպուլսի կողմից այս կերպ առաջացած պահվում է լուսազգայուն տարրի վրա:

Այնուհետև կառավարման միավորը երկրորդ անգամ միացնում և անջատում է լույսի աղբյուրը: Այս անգամ կափարիչը բացվում է ավելի ուշ, այն ժամանակ, երբ լույսի աղբյուրն անջատված է: Մեղադրանքը Ս₁այժմ գեներացվածը նույնպես պահվում է լուսազգայուն տարրի վրա:

Քանի որ մեկ լույսի իմպուլսի տեւողությունը շատ կարճ է, այս գործընթացը կրկնվում է հազարավոր անգամներ, մինչեւ հասնենք ազդեցության ժամանակին: Լույսի սենսորի արժեքներն այնուհետև ընթերցվում են և իրական հեռավորությունը կարելի է հաշվարկել այդ արժեքներից:

Նշենք, որ լույսի արագությունը c, t է_pլույսի իմպուլսի տեւողությունն է, Ս₀ներկայացնում է ավելի վաղ կափարիչի կողմից հավաքված լիցքը, իսկ Ս₁ներկայացնում է հետաձգված կափարիչի կողմից հավաքված լիցքը, ապա հեռավորությունը d-ը կարող է հաշվարկվել հետևյալ բանաձևով.

Ամենափոքր չափելի հեռավորությունն այն է, երբ ամբողջ լիցքը հավաքվում է S0-ում ավելի վաղ փակման ժամանակաշրջանում, իսկ S1-ում լիցք չի հավաքվում հետաձգված փակման ժամանակաշրջանում, այսինքն՝ S1 = 0: Բանաձևի մեջ փոխարինումը կտա նվազագույն չափելի հեռավորությունը d=0:

Ամենամեծ չափելի հեռավորությունն այն է, որտեղ ամբողջ լիցքը հավաքվում է S1-ում, իսկ S0-ում ընդհանրապես ոչ մի լիցք չի հավաքվում: Բանաձևն այնուհետև տալիս է d = 0.5 xc × tp: Հետևաբար, առավելագույն չափելի հեռավորությունը որոշվում է լույսի իմպուլսի լայնությամբ: Օրինակ, tp = 50 ns, փոխարինելով վերը նշված բանաձեւով, առավելագույն չափման հեռավորությունը d = 7.5 մ:

Սարքավորումների դիզայն և արտադրանքի առանձնահատկությունները

Ընդունել աշխարհում ամենաառաջադեմ TOF ապարատային լուծումը. I դասի անվտանգ լազեր, բարձր պիքսելային լուծաչափ, արդյունաբերական կարգի տեսախցիկ, փոքր չափս, կարող է օգտագործվել միջքաղաքային խորության տեղեկատվության հավաքագրման համար ներքին և արտաքին տարածքներում:

Պատկերի մշակման ալգորիթմ

Օգտագործելով աշխարհի առաջատար պատկերների մշակման և վերլուծության ալգորիթմը, այն ունի հզոր մշակման ունակություն, ավելի քիչ CPU ռեսուրսներ է վերցնում, ունի բարձր ճշգրտություն և լավ համատեղելիություն:

Դիմումներ

Թվային արդյունաբերական տեսախցիկները հիմնականում օգտագործվում են գործարանների ավտոմատացման, AGV նավիգացիայի, տարածության չափման, խելացի երթևեկության և տրանսպորտի (ITS) և բժշկական և կենսական գիտությունների մեջ: Մեր տարածքի սկանավորումը, գծային սկանավորումը և ցանցային տեսախցիկները լայնորեն օգտագործվում են օբյեկտների դիրքի և կողմնորոշման չափման, հիվանդի գործունեության և կարգավիճակի մոնիտորինգի, դեմքի ճանաչման, երթևեկության մոնիտորինգի, էլեկտրոնային և կիսահաղորդչային ստուգման, մարդկանց հաշվման և հերթի չափման և այլ ոլորտներում:

www.hampotech.com

fairy@hampotech.com