TOF कॅमेरा म्हणजे काय? आणि ते कसे कार्य करते?

TOF 3DCamera

TOF 3D कॅमेरा सर्वात प्रगत त्रि-आयामी इमेजिंग तंत्रज्ञानाने तयार करण्यात आला आहे. TOF (टाईम ऑफ फ्लाइट) डेप्थ कॅमेरा हा अंतर शोधणे आणि 3D इमेजिंग तंत्रज्ञान उत्पादनांची नवीन पिढी आहे. हे लक्ष्याकडे सतत प्रकाशाची नाडी पाठवते, आणि नंतर ऑब्जेक्टमधून परत आलेला प्रकाश प्राप्त करण्यासाठी सेन्सरचा वापर करते आणि प्रकाश नाडीची उड्डाण (राउंड-ट्रिप) वेळ शोधून लक्ष्य ऑब्जेक्ट अंतर प्राप्त करते.

TOF कॅमेरे सामान्यतः अंतर मोजण्यासाठी उड्डाणाच्या वेळेची पद्धत वापरतात, म्हणजेच अल्ट्रासोनिक लहरी इ. वापरताना, मोजण्याचे लक्षात ठेवा, आणि तुम्ही पुढे अंतर समजू शकता. हे अंतर मोजमाप प्रकाश किरणांद्वारे केले जाऊ शकते, त्यामुळे प्रत्यक्ष वापरातील फायदे अजूनही अगदी स्पष्ट आहेत. , जेव्हा हा कॅमेरा वापरला जातो, तेव्हा आकार इमेजिंगद्वारे मोजला जाऊ शकतो, जो खूप सोयीस्कर आहे. आणि वापरण्याचा हा मार्ग प्रकाश परावर्तनाद्वारे आहे, परतीच्या वेळेची गणना करून अंतर ओळखले जाऊ शकते आणि सेन्सरद्वारे अधिक पुरेशी धारणा प्राप्त केली जाऊ शकते. या प्रकारचा कॅमेरा वापरण्याचा फायदा अगदी स्पष्ट आहे. केवळ पिक्सेलच जास्त नाहीत, तर या सेन्सरच्या जोडणीमुळे आकारमानाच्या नकाशावरील संपादन अधिक वास्तववादी बनू शकते, आणि भाग हलवण्याची गरज नाही, आणि केवळ मोजमाप करून चांगले परिणाम मिळू शकतात. व्यावहारिक ऍप्लिकेशन्समध्ये हे खूप फायदेशीर आहे, मग ते पोझिशनिंग असो किंवा मापन, जोपर्यंत तुमच्याकडे या प्रकारचा कॅमेरा आहे तोपर्यंत तुम्ही प्रत्यक्ष ऑपरेशनमध्ये अधिक यंत्रसामग्री आणि उपकरणांचे डोळे बनू शकता आणि खरोखर स्वयंचलित ऑपरेशन पूर्ण करू शकता.

TOF कॅमेरे आपोआप वापरातील अडथळे टाळू शकतात. सेन्सिंग कार्यक्षमतेद्वारे, ऑटोमेशनचा वापर प्रभावीपणे लक्षात येऊ शकतो आणि हा कॅमेरा वापरण्याचे फायदे अगदी स्पष्ट आहेत. हे केवळ वेळेत व्हॉल्यूम आणि माहिती जाणून घेऊ शकत नाही, परंतु कार्गो हाताळणीमध्ये देखील, ऑटोमेशनची सुधारणा अधिक कार्यक्षम आहे, कार्यक्षमतेच्या सुधारणेला गती देऊ शकते आणि अंतर मोजमाप आणि प्रतिमा सादरीकरणामध्ये मोठे फायदे मिळवू शकतात. या कॅमेऱ्याचा कोर कॅन. हे चांगले परिणाम सादर करते आणि पल्स ट्रिगरिंगद्वारे, आपण तपशीलवार लक्ष्य जाणून घेऊ शकता, केवळ ट्रॅक करू शकत नाही, तर चित्रावर त्रि-आयामी मॉडेलिंग देखील करू शकता, जे अगदी अचूक आहे असे म्हणता येईल.

कसेTOFकॅमेरे काम

TOF कॅमेरे सक्रिय प्रकाश शोध वापरतात आणि सहसा खालील भाग समाविष्ट करतात:

1. विकिरण युनिट

इरॅडिएशन युनिटला उत्सर्जन करण्यापूर्वी प्रकाश स्रोताचे पल्स मोड्युलेट करणे आवश्यक आहे आणि मॉड्यूलेटेड लाईट पल्स वारंवारता 100MHz इतकी जास्त असू शकते. परिणामी, प्रतिमा कॅप्चर करताना प्रकाश स्रोत हजारो वेळा चालू आणि बंद केला जातो. प्रत्येक प्रकाश नाडी फक्त काही नॅनोसेकंद लांब आहे. कॅमेऱ्याचे एक्सपोजर टाइम पॅरामीटर प्रति इमेज स्पल्सची संख्या निर्धारित करते.

अचूक मोजमाप साध्य करण्यासाठी, प्रकाश डाळींचा कालावधी, उगवण्याची वेळ आणि पडण्याची वेळ अचूकपणे नियंत्रित करणे आवश्यक आहे. कारण फक्त एका नॅनोसेकंदच्या लहान विचलनामुळे 15 सेमी पर्यंत अंतर मोजमाप चुका होऊ शकतात.

अशा उच्च मॉड्युलेशन फ्रिक्वेन्सी आणि अचूकता केवळ अत्याधुनिक LEDs किंवा लेसर डायोड्सद्वारे प्राप्त केली जाऊ शकते.

सामान्यतः, विकिरण प्रकाश स्रोत हा मानवी डोळ्यांना अदृश्य असलेला अवरक्त प्रकाश स्रोत असतो.

2. ऑप्टिकल लेन्स

याचा उपयोग परावर्तित प्रकाश गोळा करण्यासाठी आणि ऑप्टिकल सेन्सरवर प्रतिमा तयार करण्यासाठी केला जातो. तथापि, सामान्य ऑप्टिकल लेन्सच्या विपरीत, येथे एक बँडपास फिल्टर जोडणे आवश्यक आहे की केवळ प्रदीपन स्त्रोताच्या समान तरंगलांबीचा प्रकाश प्रवेश करू शकेल. बाह्य प्रकाशाच्या हस्तक्षेपामुळे प्रकाशसंवेदनशील सेन्सरला जास्त एक्सपोज होण्यापासून रोखताना आवाज कमी करण्यासाठी विसंगत प्रकाश स्रोत दाबणे हा यामागचा उद्देश आहे.

3. इमेजिंग सेन्सर

TOF कॅमेराचा गाभा. सेन्सरची रचना सामान्य इमेज सेन्सरसारखीच असते, परंतु ती इमेज सेन्सरपेक्षा अधिक क्लिष्ट असते. यामध्ये वेगवेगळ्या वेळी परावर्तित प्रकाशाचा नमुना घेण्यासाठी 2 किंवा अधिक शटर असतात. म्हणून, TOF चिप पिक्सेल सामान्य प्रतिमा सेन्सर पिक्सेल आकारापेक्षा खूप मोठा आहे, साधारणपणे 100um च्या आसपास.

4. नियंत्रण युनिट

कॅमेऱ्याच्या इलेक्ट्रॉनिक कंट्रोल युनिटद्वारे ट्रिगर केलेल्या प्रकाश डाळींचा क्रम चिपचे इलेक्ट्रॉनिक शटर उघडणे/बंद करणे यासह अचूकपणे समक्रमित केले जाते. हे सेन्सर शुल्कांचे वाचन आणि रूपांतरण करते आणि त्यांना विश्लेषण युनिट आणि डेटा इंटरफेसकडे निर्देशित करते.

5. संगणन युनिट

संगणकीय युनिट अचूक खोलीचे नकाशे रेकॉर्ड करू शकते. खोलीचा नकाशा सहसा ग्रेस्केल प्रतिमा असतो, जिथे प्रत्येक मूल्य प्रकाश-परावर्तित पृष्ठभाग आणि कॅमेरा यांच्यातील अंतर दर्शवते. चांगले परिणाम मिळविण्यासाठी, डेटा कॅलिब्रेशन सहसा केले जाते.

TOF अंतर कसे मोजते?

प्रदीपन प्रकाश स्रोत सामान्यतः स्क्वेअर वेव्ह डाळींद्वारे मोड्युलेटेड असतो, कारण डिजिटल सर्किट्ससह ते अंमलात आणणे तुलनेने सोपे आहे. डेप्थ कॅमेराचा प्रत्येक पिक्सेल फोटोसेन्सिटिव्ह युनिट (जसे की फोटोडायोड) बनलेला असतो, जो घटनेच्या प्रकाशाचे विद्युत प्रवाहात रूपांतर करू शकतो. प्रकाशसंवेदनशील युनिट एकाधिक उच्च-फ्रिक्वेंसी स्विचेस (खालील चित्रात G1, G2) सह जोडलेले आहे जे विविध कॅपेसिटरमध्ये विद्युत प्रवाहाचे मार्गदर्शन करतात जे शुल्क संचयित करू शकतात (खालील चित्रात S1, S2).

कॅमेऱ्यावरील कंट्रोल युनिट प्रकाशाचा स्रोत चालू आणि बंद करते, प्रकाशाची नाडी पाठवते. त्याच क्षणी, कंट्रोल युनिट चिपवरील इलेक्ट्रॉनिक शटर उघडते आणि बंद करते. प्रभारी एस₀प्रकाशाच्या नाडीद्वारे अशा प्रकारे निर्माण होणारा प्रकाशसंवेदनशील घटकावर साठवला जातो.

त्यानंतर, कंट्रोल युनिट दुसऱ्यांदा प्रकाश स्रोत चालू आणि बंद करते. या वेळी शटर नंतर उघडते, ज्या वेळी प्रकाश स्रोत बंद केला जातो. प्रभारी एस₁आता व्युत्पन्न प्रकाशसंवेदनशील घटकावर देखील संग्रहित केले जाते.

एका प्रकाशाच्या नाडीचा कालावधी खूप कमी असल्यामुळे, एक्सपोजरची वेळ येईपर्यंत ही प्रक्रिया हजारो वेळा पुनरावृत्ती होते. नंतर प्रकाश सेन्सरमधील मूल्ये वाचली जातात आणि या मूल्यांवरून वास्तविक अंतर मोजले जाऊ शकते.

लक्षात घ्या की प्रकाशाचा वेग c, t आहे_pप्रकाश नाडीचा कालावधी आहे, एस₀पूर्वीच्या शटरद्वारे गोळा केलेल्या शुल्काचे प्रतिनिधित्व करते आणि एस₁विलंबित शटरद्वारे गोळा केलेल्या शुल्काचे प्रतिनिधित्व करते, नंतर d अंतर खालील सूत्राद्वारे मोजले जाऊ शकते:

सर्वात लहान मोजता येण्याजोगे अंतर असे आहे जेव्हा आधीच्या शटर कालावधीत सर्व शुल्क S0 मध्ये गोळा केले जाते आणि विलंबित शटर कालावधी दरम्यान S1 मध्ये कोणतेही शुल्क गोळा केले जात नाही, म्हणजे S1 = 0. सूत्रामध्ये बदलल्यास किमान मोजण्यायोग्य अंतर d=0 मिळेल.

सर्वात मोठे मोजता येण्याजोगे अंतर असे आहे जेथे सर्व शुल्क S1 मध्ये गोळा केले जाते आणि S0 मध्ये कोणतेही शुल्क गोळा केले जात नाही. सूत्र नंतर d = 0.5 xc × tp मिळते. जास्तीत जास्त मोजता येण्याजोगे अंतर म्हणून प्रकाश नाडीच्या रुंदीने निर्धारित केले जाते. उदाहरणार्थ, tp = 50 ns, वरील सूत्रामध्ये बदलून, कमाल मापन अंतर d = 7.5m.

हार्डवेअर डिझाइन आणि उत्पादन वैशिष्ट्ये

जगातील सर्वात प्रगत TOF हार्डवेअर सोल्यूशनचा अवलंब करा; वर्ग I सुरक्षित लेसर, उच्च पिक्सेल रिझोल्यूशन, औद्योगिक-श्रेणीचा कॅमेरा, लहान आकाराचा, इनडोअर आणि आउटडोअर लांब-अंतर खोली माहिती संकलनासाठी वापरला जाऊ शकतो.

प्रतिमा प्रक्रिया अल्गोरिदम

जगातील आघाडीच्या इमेज प्रोसेसिंग आणि ॲनालिसिस अल्गोरिदमचा वापर करून, त्यात मजबूत प्रक्रिया करण्याची क्षमता आहे, कमी CPU संसाधने घेतात, उच्च अचूकता आणि चांगली सुसंगतता आहे.

अर्ज

डिजिटल इंडस्ट्रियल कॅमेरे प्रामुख्याने फॅक्टरी ऑटोमेशन, एजीव्ही नेव्हिगेशन, स्पेस मापन, इंटेलिजेंट ट्रॅफिक आणि ट्रान्सपोर्टेशन (ITS) आणि वैद्यकीय आणि जीवन विज्ञान मध्ये वापरले जातात. आमचे क्षेत्र स्कॅन, लाईन स्कॅन आणि नेटवर्क कॅमेरे मोठ्या प्रमाणावर ऑब्जेक्ट पोझिशन आणि ओरिएंटेशन मापन, पेशंट ॲक्टिव्हिटी आणि स्टेटस मॉनिटरिंग, फेस रेकग्निशन, ट्रॅफिक मॉनिटरिंग, इलेक्ट्रॉनिक आणि सेमीकंडक्टर इन्स्पेक्शन, लोकांची मोजणी आणि रांग मापन आणि इतर फील्डमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.

www.hampotech.com

fairy@hampotech.com