TOF3DCアメーラ
TOF 3D カメラは、最先端の 3 次元イメージング技術を使用して構築されています。 TOF (Time of Flight) 深度カメラは、新世代の距離検出および 3D イメージング技術製品です。対象物に光パルスを連続的に送信し、対象物から戻ってきた光をセンサーで受光し、光パルスの飛行時間（往復時間）を検出することで対象物までの距離を取得します。
TOFカメラは通常、距離測定に飛行時間法を使用します。つまり、超音波などを使用する場合は忘れずに測定することで、より距離を把握できます。この距離測定は光線を介して実行できるため、実際に使用するとその利点は依然として非常に明白です。 、このカメラを使うと画像撮影でサイズを計測できるのでとても便利です。そして、この使い方は光の反射によって戻り時間を計算することで距離を知ることができ、センサーを通してより適切な知覚を得ることができます。この種のカメラを使用する利点は非常に明白です。ピクセルが高くなるだけでなく、このセンサーの追加によりサイズマップ上の取得がより現実的になり、可動部品が不要になり、測定するだけでより良い結果が得られます。この種のカメラさえあれば、実際の運用においてより多くの機械や設備の目となり、真の意味での自動運転を完成させることができるため、測位でも計測でも実用上非常に有利です。
TOF カメラは使用中の障害物を自動的に回避できます。センシング性能により自動化を効果的に実現でき、このカメラを使用する利点は非常に明白です。時間内の量と情報を知ることができるだけでなく、荷役においても、自動化の改善はより効率的であり、効率の向上を加速することができ、距離測定と画像表示において大きな利点を得ることができます。このカメラの核心はこれです。より良い結果が得られ、パルストリガーを通じて詳細なターゲットを知ることができ、追跡できるだけでなく、画像上で3次元モデリングを実行することもでき、非常に正確であると言えます。
どうやってTOFカメラの動作
TOF カメラはアクティブ光検出を使用しており、通常は次の部品が含まれています。
1. 照射装置
照射ユニットは、照射前に光源をパルス変調する必要があり、変調された光のパルス周波数は 100MHz にも達します。その結果、画像取得中に光源が何千回もオン/オフされます。各光パルスの長さはわずか数ナノ秒です。カメラの露出時間パラメータによって、画像ごとのパルス数が決まります。
正確な測定を達成するには、光パルスが正確に同じ持続時間、立ち上がり時間、および立ち下がり時間を有するように正確に制御されなければなりません。わずか 1 ナノ秒の小さな偏差でも、最大 15 cm の距離測定誤差が生じる可能性があるためです。
このような高い変調周波数と精度は、洗練された LED またはレーザー ダイオードでのみ実現できます。
一般に、照射光源は人間の目には見えない赤外光源である。
2. 光学レンズ
反射光を集めて光学センサー上に画像を形成するために使用されます。ただし、通常の光学レンズとは異なり、光源と同じ波長の光のみが入射するようにバンドパス フィルターを追加する必要があります。この目的は、インコヒーレントな光源を抑制してノイズを低減すると同時に、外光の干渉による感光センサーの露出オーバーを防ぐことです。
3. イメージセンサー
TOFカメラの中核。センサーの構造は通常のイメージセンサーと似ていますが、イメージセンサーよりも複雑です。異なる時点で反射光をサンプリングするために 2 つ以上のシャッターが含まれています。したがって、TOF チップのピクセルは、一般的なイメージ センサーのピクセル サイズ (通常は約 100um) よりもはるかに大きくなります。
4. コントロールユニット
カメラの電子制御ユニットによってトリガーされる一連の光パルスは、チップの電子シャッターの開閉と正確に同期します。センサー電荷の読み出しと変換を実行し、それらを分析ユニットとデータ インターフェイスに送ります。
5. 演算装置
コンピューティング ユニットは、正確な深度マップを記録できます。深度マップは通常、グレースケール画像であり、各値は光反射面とカメラの間の距離を表します。より良い結果を得るために、通常はデータ校正が実行されます。
TOF はどのようにして距離を測定しますか?
照明光源は、デジタル回路での実装が比較的容易であるため、一般に方形波パルスによって変調されます。深度カメラの各ピクセルは、入射光を電流に変換できる感光ユニット (フォトダイオードなど) で構成されています。受光ユニットは複数の高周波スイッチ (下図の G1、G2) に接続されており、電荷を蓄積できるさまざまなコンデンサ (下図の S1、S2) に電流を導きます。
カメラの制御ユニットが光源をオンまたはオフにして、光パルスを送信します。同時に、制御ユニットはチップ上の電子シャッターを開閉します。料金S0このようにして光パルスによって生成された光は、感光性エレメントに保存されます。
次に、制御ユニットは光源を再度オンおよびオフに切り替えます。今度はシャッターが開き、光源が消灯した時点でシャッターが開きます。料金S1生成された情報も感光性エレメントに保存されます。
単一の光パルスの継続時間は非常に短いため、このプロセスは露光時間に達するまで何千回も繰り返されます。次に、光センサーの値が読み取られ、これらの値から実際の距離を計算できます。
光の速度はc、tであることに注意してください。pは光パルスの持続時間、S0は前のシャッターによって収集された電荷を表し、S1遅延シャッターによって収集された電荷を表すと、距離 d は次の式で計算できます。
測定可能な最小距離は、初期のシャッター期間中にすべての電荷が S0 に収集され、遅延したシャッター期間中に S1 に電荷が収集されないとき、つまり S1 = 0 です。式に代入すると、最小測定可能距離 d=0 が得られます。
測定可能な最大距離は、S1 にすべての電荷が収集され、S0 に電荷がまったく収集されない場所です。この式により、d = 0.5 xc × tp が得られます。したがって、測定可能な最大距離は光パルス幅によって決まります。たとえば、tp = 50 ns とすると、上式に代入すると、最大測定距離 d = 7.5m となります。
ハードウェア設計と製品の機能
世界で最も先進的な TOF ハードウェア ソリューションを採用します。クラス I 安全レーザー、高ピクセル解像度、小型サイズの工業用カメラは、屋内および屋外の長距離深度情報収集に使用できます。
画像処理アルゴリズム
世界をリードする画像処理および分析アルゴリズムを使用しており、強力な処理能力を備え、CPU リソースの消費が少なく、高精度で優れた互換性を備えています。
アプリケーション
産業用デジタルカメラは主にファクトリーオートメーション、AGVナビゲーション、宇宙計測、高度道路交通（ITS）、医療およびライフサイエンスなどで使用されます。当社のエリアスキャン、ラインスキャン、およびネットワークカメラは、物体の位置と方向の測定、患者の活動と状態の監視、顔認識、交通監視、電子および半導体の検査、人数カウントと行列の測定などの分野で広く使用されています。
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投稿時間: 2023 年 3 月 7 日
