Ce este camera TOF? Și cum funcționează?

TOF 3DCamera

Camera 3D TOF este construită cu cea mai avansată tehnologie de imagine tridimensională. Camera de profunzime TOF (Time of Flight) este o nouă generație de produse cu tehnologie de detectare a distanței și imagini 3D. Trimite continuu impulsuri de lumină către țintă și apoi folosește senzorul pentru a primi lumina returnată de la obiect și obține distanța obiectului țintă prin detectarea timpului de zbor (dus-întors) al impulsului de lumină.

Camerele TOF folosesc de obicei metoda timpului de zbor în măsurarea distanței, adică atunci când utilizați unde ultrasonice etc., nu uitați să măsurați și puteți înțelege în continuare distanța. Această măsurare a distanței poate fi efectuată prin fascicule de lumină, astfel încât avantajele în utilizare reală sunt încă foarte evidente. , atunci când această cameră este utilizată, dimensiunea poate fi măsurată prin imagini, ceea ce este foarte convenabil. Și acest mod de utilizare este prin reflexia luminii, distanța poate fi cunoscută prin calcularea timpului de întoarcere, iar prin senzor se poate obține o percepție mai adecvată. Avantajul utilizării acestui tip de cameră este foarte evident. Nu numai pixelii sunt mai mari, dar și adăugarea acestui senzor poate face achiziția pe harta de dimensiuni mai realistă, și nu este nevoie de piese în mișcare, iar rezultate mai bune pot fi obținute doar prin măsurare. Este foarte avantajos în aplicații practice, fie că este vorba de poziționare sau de măsurare, atâta timp cât aveți acest tip de cameră, puteți deveni ochii mai multor mașini și echipamente în funcționare efectivă și puteți finaliza cu adevărat operația automată.

Camerele TOF pot evita automat obstacolele în utilizare. Prin performanța de detectare, utilizarea automatizării poate fi realizată eficient, iar avantajele utilizării acestei camere sunt foarte evidente. Nu numai că poate cunoaște volumul și informațiile în timp, ci și în manipularea mărfurilor, îmbunătățirea automatizării este mai eficientă, poate accelera îmbunătățirea eficienței și poate obține mari avantaje în măsurarea distanței și prezentarea imaginii. Miezul acestei camere poate. Prezintă rezultate mai bune și, prin declanșarea pulsului, puteți cunoaște ținta detaliată, nu numai că puteți urmări, ci și puteți efectua modelări tridimensionale pe imagine, despre care se poate spune că este foarte precisă.

CumTOFCamerele Funcționează

Camerele TOF folosesc detectarea luminii active și includ de obicei următoarele părți:

1. Unitate de iradiere

Unitatea de iradiere trebuie să moduleze în impuls sursa de lumină înainte de a emite, iar frecvența impulsului de lumină modulată poate fi de până la 100MHz. Ca rezultat, sursa de lumină este pornită și oprită de mii de ori în timpul capturii imaginii. Fiecare impuls de lumină are doar câteva nanosecunde. Parametrul de timp de expunere al camerei determină numărul de impulsuri pe imagine.

Pentru a realiza măsurători precise, impulsurile de lumină trebuie controlate cu precizie pentru a avea exact aceeași durată, timp de creștere și timp de cădere. Deoarece chiar și abaterile mici de doar o nanosecundă pot produce erori de măsurare a distanței de până la 15 cm.

Aceste frecvențe de modulație ridicate și precizie pot fi obținute numai cu LED-uri sau diode laser sofisticate.

În general, sursa de lumină de iradiere este o sursă de lumină infraroșie invizibilă pentru ochiul uman.

2. Lentila optică

Este folosit pentru a aduna lumina reflectată și a forma o imagine pe un senzor optic. Cu toate acestea, spre deosebire de lentilele optice obișnuite, aici trebuie adăugat un filtru trece-bandă pentru a se asigura că poate intra doar lumina cu aceeași lungime de undă ca și sursa de iluminare. Scopul acestui lucru este de a suprima sursele de lumină incoerente pentru a reduce zgomotul, prevenind în același timp supraexpunerea senzorului fotosensibil din cauza interferențelor luminii externe.

3. Senzor de imagine

Nucleul camerei TOF. Structura senzorului este similară cu cea a unui senzor de imagine obișnuit, dar este mai complexă decât un senzor de imagine. Conține 2 sau mai multe obturatoare pentru a eșantiona lumina reflectată în momente diferite. Prin urmare, pixelul chipului TOF este mult mai mare decât dimensiunea generală a pixelului senzorului de imagine, în general în jur de 100um.

4. Unitate de control

Secvența impulsurilor luminoase declanșate de unitatea electronică de control a camerei este sincronizată precis cu deschiderea/închiderea obturatorului electronic al cipului. Efectuează citirea și conversia încărcărilor senzorului și le direcționează către unitatea de analiză și interfața de date.

5. Unitate de calcul

Unitatea de calcul poate înregistra hărți precise de adâncime. O hartă de adâncime este de obicei o imagine în tonuri de gri, unde fiecare valoare reprezintă distanța dintre suprafața care reflectă lumina și cameră. Pentru a obține rezultate mai bune, de obicei se efectuează calibrarea datelor.

Cum măsoară TOF distanța?

Sursa de lumină de iluminare este în general modulată de impulsuri cu unde pătrate, deoarece este relativ ușor de implementat cu circuite digitale. Fiecare pixel al camerei de adâncime este compus dintr-o unitate fotosensibilă (cum ar fi o fotodiodă), care poate converti lumina incidentă în curent electric. Unitatea fotosensibilă este conectată cu mai multe comutatoare de înaltă frecvență (G1, G2 în figura de mai jos) pentru a ghida curentul în diferite condensatoare care pot stoca sarcini (S1, S2 în figura de mai jos).

O unitate de control a camerei pornește și oprește sursa de lumină, trimițând un impuls de lumină. În același moment, unitatea de control deschide și închide obturatorul electronic de pe cip. Acuzația S₀generat în acest fel de pulsul luminos este stocat pe elementul fotosensibil.

Apoi, unitatea de control pornește și oprește a doua oară sursa de lumină. De data aceasta, obturatorul se deschide mai târziu, în momentul în care sursa de lumină este oprită. Acuzația S₁acum generat este stocat și pe elementul fotosensibil.

Deoarece durata unui singur impuls de lumină este atât de scurtă, acest proces se repetă de mii de ori până când se atinge timpul de expunere. Valorile din senzorul de lumină sunt apoi citite și distanța reală poate fi calculată din aceste valori.

Rețineți că viteza luminii este c, t_peste durata pulsului luminos, S₀reprezintă sarcina colectată de obturatorul anterior, iar S₁reprezintă sarcina colectată de obturatorul întârziat, atunci distanța d poate fi calculată prin următoarea formulă:

Cea mai mică distanță măsurabilă este atunci când toată sarcina este colectată în S0 în timpul perioadei de declanșare anterioară și nicio taxă nu este colectată în S1 în timpul perioadei de declanșare întârziată, adică S1 = 0. Înlocuirea în formulă va da distanța minimă măsurabilă d=0.

Cea mai mare distanță măsurabilă este acolo unde toată taxa este colectată în S1 și nicio taxă nu este colectată deloc în S0. Formula rezultă apoi d = 0,5 xc × tp. Distanța maximă măsurabilă este așadar determinată de lățimea impulsului de lumină. De exemplu, tp = 50 ns, înlocuind în formula de mai sus, distanța maximă de măsurare d = 7,5 m.

Design hardware și caracteristici ale produsului

Adoptă cea mai avansată soluție hardware TOF din lume; Laser sigur de clasa I, rezoluție înaltă a pixelilor, cameră de calitate industrială, dimensiune mică, poate fi utilizată pentru colectarea de informații de adâncime la distanță lungă în interior și exterior.

Algoritm de procesare a imaginii

Folosind cel mai important algoritm de procesare și analiză a imaginilor din lume, are o capacitate puternică de procesare, ocupă mai puține resurse CPU, are o precizie ridicată și o bună compatibilitate.

Aplicații

Camerele digitale industriale utilizate în principal în automatizarea fabricilor, navigația AGV, măsurarea spațiului, traficul și transportul inteligent (ITS) și științele medicale și ale vieții. Scanarea zonei, scanarea liniilor și camerele de rețea sunt utilizate pe scară largă în măsurarea poziției și orientării obiectelor, monitorizarea activității și stării pacientului, recunoașterea feței, monitorizarea traficului, inspecția electronică și a semiconductoarelor, numărarea și măsurarea cozilor și în alte domenii.

www.hampotech.com

fairy@hampotech.com