Kas ir TOF kamera?Un kā tas darbojas?

TOF 3DCamera

TOF 3D kamera ir veidota ar vismodernāko trīsdimensiju attēlveidošanas tehnoloģiju.TOF (Time of Flight) dziļuma kamera ir jaunas paaudzes attāluma noteikšanas un 3D attēlveidošanas tehnoloģiju produkti.Tas nepārtraukti sūta gaismas impulsus uz mērķi un pēc tam izmanto sensoru, lai saņemtu no objekta atgriezto gaismu, un iegūst mērķa objekta attālumu, nosakot gaismas impulsa lidojuma (turp un atpakaļ) laiku.

TOF kameras parasti attāluma mērīšanā izmanto lidojuma laika metodi, tas ir, ja izmanto ultraskaņas viļņus utt., atcerieties izmērīt, un jūs varēsiet tālāk saprast attālumu.Šo attāluma mērīšanu var veikt, izmantojot gaismas starus, tāpēc faktiskās lietošanas priekšrocības joprojām ir ļoti acīmredzamas., kad tiek izmantota šī kamera, izmēru var izmērīt ar attēlveidošanu, kas ir ļoti ērti.Un šis lietošanas veids ir caur gaismas atstarošanu, attālumu var uzzināt, aprēķinot atgriešanās laiku, un adekvātāku uztveri var iegūt caur sensoru.Šāda veida kameras izmantošanas priekšrocība ir ļoti acīmredzama.Ne tikai pikseļi ir augstāki, bet arī šī sensora pievienošana var padarīt iegūšanu izmēru kartē reālāku, un nav nepieciešamas kustīgas daļas, un labākus rezultātus var iegūt tikai mērot.Tas ir ļoti izdevīgi praktiskos lietojumos neatkarīgi no tā, vai tā ir pozicionēšana vai mērīšana, ja vien jums ir šāda veida kamera, jūs varat kļūt par vairāku iekārtu un aprīkojuma acīm reālajā darbībā un patiesi pabeigt automātisko darbību.

TOF kameras var automātiski izvairīties no lietošanas šķēršļiem.Izmantojot sensoru veiktspēju, automatizācijas izmantošanu var efektīvi realizēt, un šīs kameras izmantošanas priekšrocības ir ļoti acīmredzamas.Tas var ne tikai laikus zināt apjomu un informāciju, bet arī kravu apstrādē, automatizācijas uzlabošana ir efektīvāka, var paātrināt efektivitātes uzlabošanos un var iegūt lielas priekšrocības attāluma mērīšanā un attēlu prezentācijā.Šīs kameras kodols var.Tas nodrošina labākus rezultātus, un, izmantojot impulsa aktivizēšanu, jūs varat uzzināt detalizētu mērķi, ne tikai var izsekot, bet arī veikt attēla trīsdimensiju modelēšanu, ko var uzskatīt par ļoti precīzu.

KāTOFDarbs ar kamerām

TOF kameras izmanto aktīvo gaismas noteikšanu un parasti ietver šādas daļas:

1. Apstarošanas vienība

Apstarošanas iekārtai pirms izstarošanas ir jāmodulē gaismas avots, un modulētā gaismas impulsa frekvence var sasniegt 100 MHz.Rezultātā attēla uzņemšanas laikā gaismas avots tiek ieslēgts un izslēgts tūkstošiem reižu.Katrs gaismas impulss ir tikai dažas nanosekundes garš.Kameras ekspozīcijas laika parametrs nosaka impulsu skaitu vienā attēlā.

Lai iegūtu precīzus mērījumus, gaismas impulsiem jābūt precīzi kontrolētiem, lai tiem būtu tieši tāds pats ilgums, pieauguma laiks un kritiena laiks.Tā kā pat nelielas, tikai vienas nanosekundes novirzes, var radīt attāluma mērīšanas kļūdas līdz 15 cm.

Šādas augstas modulācijas frekvences un precizitāti var sasniegt tikai ar sarežģītām gaismas diodēm vai lāzera diodēm.

Parasti apstarošanas gaismas avots ir cilvēka acij neredzams infrasarkanais gaismas avots.

2. Optiskā lēca

To izmanto, lai savāktu atstaroto gaismu un veidotu attēlu uz optiskā sensora.Tomēr atšķirībā no parastajām optiskajām lēcām šeit ir jāpievieno joslas caurlaides filtrs, lai nodrošinātu, ka tajā var iekļūt tikai gaisma ar tādu pašu viļņa garumu kā apgaismojuma avots.Tā mērķis ir apspiest nesakarīgus gaismas avotus, lai samazinātu troksni, vienlaikus novēršot gaismjutīgā sensora pārmērīgu ekspozīciju ārējas gaismas traucējumu dēļ.

3. Attēlveidošanas sensors

TOF kameras kodols.Sensora struktūra ir līdzīga parasta attēla sensora struktūrai, taču tas ir sarežģītāks nekā attēla sensors.Tajā ir 2 vai vairāk slēģu, lai dažādos laikos ņemtu vērā atstaroto gaismu.Tāpēc TOF mikroshēmas pikseļi ir daudz lielāki par vispārējo attēla sensora pikseļu izmēru, parasti aptuveni 100 um.

4. Vadības bloks

Gaismas impulsu secība, ko iedarbina kameras elektroniskais vadības bloks, ir precīzi sinhronizēta ar mikroshēmas elektroniskā slēdža atvēršanu/aizvēršanu.Tas veic sensora lādiņu nolasīšanu un pārveidošanu un novirza tos uz analīzes bloku un datu saskarni.

5. Skaitļošanas vienība

Skaitļošanas iekārta var ierakstīt precīzas dziļuma kartes.Dziļuma karte parasti ir pelēktoņu attēls, kur katra vērtība atspoguļo attālumu starp gaismu atstarojošo virsmu un kameru.Lai iegūtu labākus rezultātus, parasti tiek veikta datu kalibrēšana.

Kā TOF mēra attālumu?

Apgaismojuma gaismas avots parasti tiek modulēts ar kvadrātviļņu impulsiem, jo ​​to ir salīdzinoši viegli īstenot ar digitālajām shēmām.Katrs dziļuma kameras pikselis sastāv no gaismjutīgas vienības (piemēram, fotodiodes), kas var pārvērst krītošo gaismu elektriskā strāvā.Gaismas jutīgais bloks ir savienots ar vairākiem augstfrekvences slēdžiem (G1, G2 attēlā zemāk), lai virzītu strāvu dažādos kondensatoros, kas var uzglabāt lādiņus (S1, S2 attēlā zemāk).

Kameras vadības bloks ieslēdz un izslēdz gaismas avotu, raidot gaismas impulsu.Tajā pašā brīdī vadības bloks atver un aizver mikroshēmas elektronisko aizvaru.Apsūdzība S₀kas šādā veidā ģenerēts ar gaismas impulsu, tiek saglabāts uz gaismjutīgā elementa.

Pēc tam vadības bloks otrreiz ieslēdz un izslēdz gaismas avotu.Šoreiz aizvars tiek atvērts vēlāk, tajā brīdī, kad gaismas avots ir izslēgts.Apsūdzība S₁tagad ģenerētais tiek saglabāts arī gaismjutīgajā elementā.

Tā kā viena gaismas impulsa ilgums ir tik īss, šis process tiek atkārtots tūkstošiem reižu, līdz tiek sasniegts ekspozīcijas laiks.Pēc tam tiek nolasītas gaismas sensora vērtības, un no šīm vērtībām var aprēķināt faktisko attālumu.

Ņemiet vērā, ka gaismas ātrums ir c, t_pir gaismas impulsa ilgums, S₀apzīmē lādiņu, ko savācis agrākais aizvars, un S₁apzīmē aizkavētā aizvara savākto lādiņu, tad attālumu d var aprēķināt pēc šādas formulas:

Mazākais izmērāmais attālums ir tad, kad viss lādiņš tiek savākts S0 iepriekšējā slēdža periodā un S1 lādiņš netiek savākts aizkavētā slēdža periodā, ti, S1 = 0. Aizstājot formulā, tiks iegūts minimālais izmērāmais attālums d=0.

Lielākais izmērāmais attālums ir vieta, kur visa maksa tiek iekasēta S1, un maksa netiek iekasēta vispār S0.Pēc tam formula iegūst d = 0,5 xc × tp.Tāpēc maksimālo izmērāmo attālumu nosaka gaismas impulsa platums.Piemēram, tp = 50 ns, aizstājot iepriekšminētajā formulā, maksimālais mērījuma attālums d = 7,5 m.

Aparatūras dizains un produkta īpašības

Pieņemt pasaulē vismodernāko TOF aparatūras risinājumu;I klases drošs lāzers, augsta pikseļu izšķirtspēja, rūpnieciskas kvalitātes kamera, maza izmēra, var izmantot iekštelpu un āra liela attāluma dziļuma informācijas vākšanai.

Attēlu apstrādes algoritms

Izmantojot pasaulē vadošo attēlu apstrādes un analīzes algoritmu, tam ir spēcīga apstrādes spēja, tas aizņem mazāk CPU resursu, ir augsta precizitāte un laba savietojamība.

Lietojumprogrammas

Digitālās rūpnieciskās kameras, ko galvenokārt izmanto rūpnīcu automatizācijā, AGV navigācijā, kosmosa mērījumos, viedajā satiksmē un transportā (ITS), kā arī medicīnas un dzīvības zinātnēs.Mūsu apgabala skenēšanas, līniju skenēšanas un tīkla kameras tiek plaši izmantotas objektu pozīcijas un orientācijas mērīšanā, pacientu aktivitātes un statusa uzraudzībā, sejas atpazīšanā, satiksmes uzraudzībā, elektroniskajā un pusvadītāju pārbaudē, cilvēku skaitīšanā un rindu mērīšanā un citās jomās.

www.hampotech.com

fairy@hampotech.com