Apa itu Kamera TOF? Dan Bagaimana Cara Kerjanya?

TOF 3DCamera

Kamera TOF 3D dibuat dengan teknologi pencitraan tiga dimensi tercanggih. Kamera kedalaman TOF (Time of Flight) adalah generasi baru produk teknologi deteksi jarak dan pencitraan 3D. Ia terus menerus mengirimkan pulsa cahaya ke target, dan kemudian menggunakan sensor untuk menerima cahaya yang dikembalikan dari objek, dan memperoleh jarak objek target dengan mendeteksi waktu terbang (pulang pergi) pulsa cahaya tersebut.

Kamera TOF biasanya menggunakan metode time-of-flight dalam pengukuran jarak, yaitu bila menggunakan gelombang ultrasonik, dll, ingatlah untuk mengukurnya, dan Anda dapat memahami jarak lebih jauh. Pengukuran jarak ini dapat dilakukan melalui pancaran cahaya, sehingga keuntungan dalam penggunaan sebenarnya masih sangat terlihat. , saat kamera ini digunakan, ukurannya dapat diukur dengan pencitraan, yang sangat nyaman. Dan cara penggunaannya adalah melalui pantulan cahaya, jarak dapat diketahui dengan menghitung waktu kembali, dan persepsi yang lebih memadai dapat diperoleh melalui sensor. Keuntungan menggunakan kamera jenis ini sangat jelas terlihat. Tidak hanya pikselnya yang lebih tinggi, penambahan sensor ini juga dapat membuat perolehan pada peta ukuran menjadi lebih realistis, tidak perlu bagian yang bergerak, dan hasil yang lebih baik hanya dapat diperoleh dengan melakukan pengukuran. Ini sangat menguntungkan dalam aplikasi praktis, baik itu penentuan posisi atau pengukuran, selama Anda memiliki kamera jenis ini, Anda dapat menjadi mata bagi lebih banyak mesin dan peralatan dalam pengoperasian sebenarnya, dan benar-benar menyelesaikan pengoperasian otomatis.

Kamera TOF secara otomatis dapat menghindari rintangan dalam penggunaan. Melalui kinerja penginderaan, penggunaan otomatisasi dapat direalisasikan secara efektif, dan keuntungan menggunakan kamera ini sangat jelas terlihat. Tidak hanya mengetahui volume dan informasi tepat waktu, tetapi juga dalam penanganan kargo, Peningkatan otomatisasi lebih efisien, dapat mempercepat peningkatan efisiensi, dan dapat memperoleh keuntungan besar dalam pengukuran jarak dan penyajian gambar. Inti dari kamera ini bisa. Ini memberikan hasil yang lebih baik, dan melalui pemicuan pulsa, Anda dapat mengetahui target secara detail, tidak hanya dapat melacak, tetapi juga dapat melakukan pemodelan tiga dimensi pada gambar, yang bisa dikatakan sangat akurat.

BagaimanaTOFKamera Berfungsi

Kamera TOF menggunakan deteksi cahaya aktif dan biasanya mencakup bagian-bagian berikut:

1. Unit iradiasi

Unit iradiasi perlu memodulasi pulsa sumber cahaya sebelum memancarkan, dan frekuensi pulsa cahaya termodulasi dapat mencapai 100MHz. Hasilnya, sumber cahaya dinyalakan dan dimatikan ribuan kali selama pengambilan gambar. Setiap pulsa cahaya hanya berdurasi beberapa nanodetik. Parameter waktu pemaparan kamera menentukan jumlah pulsa per gambar.

Untuk mencapai pengukuran yang akurat, pulsa cahaya harus dikontrol secara tepat agar memiliki durasi, waktu naik, dan waktu turun yang sama persis. Pasalnya, penyimpangan sekecil apa pun hanya satu nanodetik saja dapat menghasilkan kesalahan pengukuran jarak hingga 15 cm.

Frekuensi dan presisi modulasi tinggi seperti itu hanya dapat dicapai dengan LED atau dioda laser yang canggih.

Umumnya sumber cahaya iradiasi merupakan sumber cahaya infra merah yang tidak terlihat oleh mata manusia.

2. Lensa optik

Ini digunakan untuk mengumpulkan cahaya yang dipantulkan dan membentuk gambar pada sensor optik. Namun, tidak seperti lensa optik biasa, filter bandpass perlu ditambahkan di sini untuk memastikan hanya cahaya dengan panjang gelombang yang sama dengan sumber penerangan yang dapat masuk. Tujuannya adalah untuk menekan sumber cahaya yang tidak koheren untuk mengurangi kebisingan, sekaligus mencegah sensor fotosensitif agar tidak terlalu terang karena gangguan cahaya eksternal.

3. Sensor pencitraan

Inti dari kamera TOF. Struktur sensor mirip dengan sensor gambar biasa, namun lebih kompleks daripada sensor gambar. Ini berisi 2 atau lebih daun jendela untuk mengambil sampel cahaya yang dipantulkan pada waktu yang berbeda. Oleh karena itu, piksel chip TOF jauh lebih besar daripada ukuran piksel sensor gambar pada umumnya, umumnya sekitar 100um.

4. Unit kendali

Urutan pulsa cahaya yang dipicu oleh unit kontrol elektronik kamera disinkronkan secara tepat dengan pembukaan/penutupan rana elektronik chip. Ia melakukan pembacaan dan konversi muatan sensor dan mengarahkannya ke unit analisis dan antarmuka data.

5. Satuan komputasi

Unit komputasi dapat merekam peta kedalaman yang tepat. Peta kedalaman biasanya berupa gambar skala abu-abu, di mana setiap nilai mewakili jarak antara permukaan yang memantulkan cahaya dan kamera. Untuk mendapatkan hasil yang lebih baik biasanya dilakukan kalibrasi data.

Bagaimana TOF mengukur jarak?

Sumber cahaya penerangan umumnya dimodulasi oleh pulsa gelombang persegi, karena relatif mudah diimplementasikan dengan rangkaian digital. Setiap piksel kamera kedalaman terdiri dari unit fotosensitif (seperti fotodioda), yang dapat mengubah cahaya yang datang menjadi arus listrik. Unit fotosensitif dihubungkan dengan beberapa sakelar frekuensi tinggi (G1, G2 pada gambar di bawah) untuk memandu arus ke berbagai kapasitor yang dapat menyimpan muatan (S1, S2 pada gambar di bawah).

Unit kontrol pada kamera menyalakan dan mematikan sumber cahaya, mengirimkan pulsa cahaya. Pada saat yang sama, unit kontrol membuka dan menutup penutup elektronik pada chip. Biaya S₀dihasilkan dengan cara ini oleh pulsa cahaya disimpan pada elemen fotosensitif.

Kemudian, unit kontrol menyalakan dan mematikan sumber cahaya untuk kedua kalinya. Kali ini rana terbuka kemudian, pada saat sumber cahaya dimatikan. Biaya S₁sekarang dihasilkan juga disimpan pada elemen fotosensitif.

Karena durasi satu pulsa cahaya sangat singkat, proses ini diulangi ribuan kali hingga waktu pemaparan tercapai. Nilai-nilai dalam sensor cahaya kemudian dibaca dan jarak sebenarnya dapat dihitung dari nilai-nilai ini.

Perhatikan bahwa kecepatan cahaya adalah c, t_padalah durasi pulsa cahaya, S₀mewakili muatan yang dikumpulkan oleh rana sebelumnya, dan S₁mewakili muatan yang dikumpulkan oleh rana tertunda, maka jarak d dapat dihitung dengan rumus berikut:

Jarak terukur terkecil adalah ketika semua muatan terkumpul di S0 selama periode rana sebelumnya dan tidak ada muatan yang terkumpul di S1 ​​selama periode rana tertunda, yaitu S1 = 0. Substitusi ke dalam rumus akan menghasilkan jarak terukur minimum d=0.

Jarak terukur terbesar adalah dimana semua muatan terkumpul di S1 ​​dan tidak ada muatan sama sekali yang terkumpul di S0. Rumusnya kemudian menghasilkan d = 0,5 xc × tp. Oleh karena itu, jarak terukur maksimum ditentukan oleh lebar pulsa cahaya. Misalnya tp = 50 ns, substitusikan ke rumus di atas jarak pengukuran maksimum d = 7,5m.

Desain perangkat keras dan fitur produk

Mengadopsi solusi perangkat keras TOF tercanggih di dunia; Laser aman Kelas I, resolusi piksel tinggi, kamera kelas industri, ukuran kecil, dapat digunakan untuk pengumpulan informasi kedalaman jarak jauh di dalam dan luar ruangan.

Algoritma pemrosesan gambar

Menggunakan algoritma pemrosesan dan analisis gambar terkemuka di dunia, ia memiliki kemampuan pemrosesan yang kuat, menggunakan lebih sedikit sumber daya CPU, memiliki akurasi tinggi dan kompatibilitas yang baik.

Aplikasi

Kamera industri digital terutama digunakan dalam otomatisasi pabrik, navigasi AGV, pengukuran ruang, lalu lintas dan transportasi cerdas (ITS), serta ilmu kedokteran dan kehidupan. Pemindaian area, pemindaian garis, dan kamera jaringan kami banyak digunakan dalam pengukuran posisi dan orientasi objek, pemantauan aktivitas dan status pasien, pengenalan wajah, pemantauan lalu lintas, inspeksi elektronik dan semikonduktor, penghitungan orang dan pengukuran antrian, serta bidang lainnya.

www.hampotech.com

fairy@hampotech.com