Kaj je TOF kamera? In kako deluje?

TOF 3DCamera

Kamera TOF 3D je izdelana z najnaprednejšo tehnologijo tridimenzionalnega slikanja. Globinska kamera TOF (Time of Flight) je nova generacija izdelkov za tehnologijo zaznavanja razdalje in 3D slikanja. Nenehno pošilja svetlobne impulze do cilja, nato pa s senzorjem sprejme svetlobo, ki jo vrne predmet, in pridobi razdaljo do ciljnega objekta z zaznavanjem časa letenja (obrnjenega) svetlobnega impulza.

Kamere TOF običajno uporabljajo metodo časa leta pri merjenju razdalje, to je, ko uporabljate ultrazvočne valove itd., ne pozabite meriti in tako boste lahko bolj razumeli razdaljo. To merjenje razdalje je mogoče izvesti s svetlobnimi žarki, zato so prednosti pri dejanski uporabi še vedno zelo očitne. , pri uporabi tega fotoaparata je mogoče velikost izmeriti s slikanjem, kar je zelo priročno. In ta način uporabe je z odbojem svetlobe, razdaljo lahko spoznamo z izračunom povratnega časa, ustreznejšo zaznavo pa lahko dobimo s senzorjem. Prednost uporabe tovrstne kamere je zelo očitna. Ne samo, da so slikovne pike višje, tudi dodatek tega senzorja lahko naredi zajem na zemljevidu velikosti bolj realističen in ni potrebe po premikajočih se delih, boljše rezultate pa je mogoče doseči le z merjenjem. To je zelo ugodno pri praktičnih aplikacijah, ne glede na to, ali gre za pozicioniranje ali merjenje, če imate takšno kamero, lahko postanete oči več strojev in opreme v dejanskem delovanju in resnično dokončate samodejno delovanje.

TOF kamere se lahko samodejno izogibajo oviram pri uporabi. Z zmogljivostjo zaznavanja je mogoče učinkovito uresničiti uporabo avtomatizacije, prednosti uporabe te kamere pa so zelo očitne. Ne more poznati le količine in informacij pravočasno, ampak tudi pri ravnanju s tovorom. Izboljšanje avtomatizacije je učinkovitejše, lahko pospeši izboljšanje učinkovitosti in lahko pridobi velike prednosti pri merjenju razdalje in predstavitvi slike. Jedro te kamere lahko. Predstavlja boljše rezultate in s proženjem impulzov lahko poznate podrobno tarčo, ne samo da lahko sledite, ampak lahko tudi izvajate tridimenzionalno modeliranje na sliki, za katero lahko rečemo, da je zelo natančno.

kakoTOFKamere delujejo

Kamere TOF uporabljajo aktivno zaznavanje svetlobe in običajno vključujejo naslednje dele:

1. Enota za obsevanje

Enota za obsevanje mora impulzno modulirati vir svetlobe pred oddajanjem, frekvenca moduliranega svetlobnega impulza pa je lahko visoka do 100 MHz. Zaradi tega se svetlobni vir med zajemom slike tisočkrat vklopi in izklopi. Vsak svetlobni impulz je dolg le nekaj nanosekund. Parameter osvetlitvenega časa kamere določa število impulzov na sliko.

Da bi dosegli natančne meritve, je treba svetlobne impulze natančno nadzorovati, da imajo popolnoma enako trajanje, čas vzpona in čas padca. Ker lahko že majhna odstopanja le ene nanosekunde povzročijo napake pri merjenju razdalje do 15 cm.

Tako visoke modulacijske frekvence in natančnost je mogoče doseči le s sofisticiranimi LED ali laserskimi diodami.

Na splošno je obsevalni vir svetlobe vir infrardeče svetlobe, neviden človeškemu očesu.

2. Optična leča

Uporablja se za zbiranje odbite svetlobe in oblikovanje slike na optičnem senzorju. Za razliko od običajnih optičnih leč pa je tukaj treba dodati pasovni filter, ki zagotavlja, da lahko vstopi le svetloba z enako valovno dolžino kot vir svetlobe. Namen tega je zatirati nekoherentne svetlobne vire za zmanjšanje hrupa, hkrati pa preprečiti preosvetlitev fotoobčutljivega senzorja zaradi zunanjih svetlobnih motenj.

3. Slikovni senzor

Jedro TOF kamere. Struktura senzorja je podobna strukturi navadnega slikovnega senzorja, vendar je bolj zapletena kot slikovni senzor. Vsebuje 2 ali več zaslonk za vzorčenje odbite svetlobe ob različnih časih. Zato je slikovna pika čipa TOF veliko večja od splošne velikosti slikovne pike slikovnega senzorja, na splošno okoli 100 um.

4. Krmilna enota

Zaporedje svetlobnih impulzov, ki jih sproži elektronska krmilna enota kamere, je natančno sinhronizirano z odpiranjem/zapiranjem elektronskega zaklopa čipa. Izvaja odčitavanje in pretvorbo nabojev senzorja ter jih usmerja v enoto za analizo in podatkovni vmesnik.

5. Računska enota

Računalniška enota lahko beleži natančne zemljevide globine. Zemljevid globine je običajno slika v sivih odtenkih, kjer vsaka vrednost predstavlja razdaljo med površino, ki odbija svetlobo, in kamero. Za boljše rezultate se običajno izvede kalibracija podatkov.

Kako TOF meri razdaljo?

Svetlobni vir osvetlitve je na splošno moduliran s pravokotnimi impulzi, ker je razmeroma enostavno implementirati z digitalnimi vezji. Vsak piksel globinske kamere je sestavljen iz fotoobčutljive enote (kot je fotodioda), ki lahko pretvori vpadno svetlobo v električni tok. Fotoobčutljiva enota je povezana z več visokofrekvenčnimi stikali (G1, G2 na spodnji sliki), ki vodijo tok v različne kondenzatorje, ki lahko shranjujejo naboje (S1, S2 na spodnji sliki).

Krmilna enota na kameri vklopi in izklopi svetlobni vir ter oddaja svetlobni impulz. V istem trenutku krmilna enota odpre in zapre elektronski zaklop na čipu. Obtožba S₀ki ga na ta način ustvari svetlobni impulz, se shrani na fotoobčutljivem elementu.

Nato krmilna enota drugič vklopi in izklopi vir svetlobe. Tokrat se zaklop odpre kasneje, v trenutku, ko je vir svetlobe izklopljen. Obtožba S₁zdaj ustvarjena se shrani tudi na fotoobčutljivem elementu.

Ker je trajanje posameznega svetlobnega impulza tako kratko, se ta postopek ponavlja tisočkrat, dokler ni dosežen čas osvetlitve. Nato se odčitajo vrednosti v svetlobnem senzorju in iz teh vrednosti se lahko izračuna dejanska razdalja.

Upoštevajte, da je hitrost svetlobe c, t_pje trajanje svetlobnega impulza, S₀predstavlja naboj, ki ga je zbral prejšnji zaklop, in S₁predstavlja naboj, ki ga zbere zaklop z zakasnitvijo, potem lahko razdaljo d izračunamo po naslednji formuli:

Najmanjša merljiva razdalja je, ko se ves naboj zbere v S0 med zgodnejšim obdobjem zaklopa in se naboj ne zbere v S1 med zakasnjenim obdobjem zaklopa, tj. S1 = 0. Zamenjava v formulo bo dala najmanjšo merljivo razdaljo d=0.

Največja merljiva razdalja je tam, kjer se ves naboj zbere v S1 in v S0 sploh ni naboja. Formula nato daje d = 0,5 xc × tp. Največja merljiva razdalja je torej določena s širino svetlobnega impulza. Na primer, tp = 50 ns, pri čemer v zgornjo formulo nadomestimo največjo merilno razdaljo d = 7,5 m.

Zasnova strojne opreme in lastnosti izdelka

Sprejmite najnaprednejšo rešitev strojne opreme TOF na svetu; Varen laser razreda I, visoka ločljivost slikovnih pik, industrijska kamera, majhna velikost, lahko se uporablja za zbiranje podatkov o globini v zaprtih prostorih in na prostem na velike razdalje.

Algoritem obdelave slike

Z uporabo vodilnega svetovnega algoritma za obdelavo in analizo slik ima močno sposobnost obdelave, zavzame manj virov CPE, ima visoko natančnost in dobro združljivost.

Aplikacije

Digitalne industrijske kamere, ki se večinoma uporabljajo v tovarniški avtomatizaciji, navigaciji AGV, merjenju vesolja, inteligentnem prometu in transportu (ITS) ter medicini in znanosti o življenju. Naše kamere za skeniranje območij, črtno skeniranje in omrežne kamere se pogosto uporabljajo pri merjenju položaja in orientacije objektov, spremljanju aktivnosti in stanja pacientov, prepoznavanju obrazov, spremljanju prometa, elektronskih in polprevodniških pregledih, štetju ljudi in merjenju čakalnih vrst ter na drugih področjih.

www.hampotech.com

fairy@hampotech.com