Vad är TOF-kamera? Och hur fungerar det?

TOF 3DCamera

TOF 3D-kameran är byggd med den mest avancerade tredimensionella bildtekniken. Djupkameran TOF (Time of Flight) är en ny generation av produkter för avståndsdetektering och 3D-bildteknik. Den skickar kontinuerligt ljuspulser till målet och använder sedan sensorn för att ta emot ljuset som returneras från objektet, och erhåller målobjektets avstånd genom att detektera flygtiden (tur och retur) för ljuspulsen.

TOF-kameror brukar använda time-of-flight-metoden vid avståndsmätning, det vill säga när du använder ultraljudsvågor etc. kom ihåg att mäta, så kan du förstå avståndet ytterligare. Denna avståndsmätning kan utföras genom ljusstrålar, så fördelarna vid faktisk användning är fortfarande mycket uppenbara. , när den här kameran används kan storleken mätas genom bildbehandling, vilket är mycket bekvämt. Och detta sätt att använda är genom ljusreflektion, avståndet kan kännas genom att beräkna returtiden, och en mer adekvat uppfattning kan erhållas genom sensorn. Fördelen med att använda den här typen av kamera är mycket uppenbar. Inte bara pixlarna är högre, utan även tillägget av denna sensor kan göra förvärvet på storlekskartan mer realistiskt, och det finns inget behov av rörliga delar, och bättre resultat kan endast erhållas genom att mäta. Det är mycket fördelaktigt i praktiska tillämpningar, oavsett om det är positionering eller mätning, så länge du har den här typen av kamera kan du bli ögonen på fler maskiner och utrustning i verklig drift och verkligen fullborda den automatiska driften.

TOF-kameror kan automatiskt undvika hinder vid användning. Genom avkänningsprestandan kan användningen av automation realiseras effektivt, och fördelarna med att använda denna kamera är mycket uppenbara. Den kan inte bara känna till volymen och informationen i tid, utan också i lasthantering. Förbättringen av automatiseringen är effektivare, kan påskynda effektivitetsförbättringen och kan få stora fördelar vid avståndsmätning och bildpresentation. Kärnan i denna kamera kan. Det ger bättre resultat, och genom pulstriggning kan du känna till det detaljerade målet, inte bara spåra, utan också utföra tredimensionell modellering på bilden, vilket kan sägas vara mycket exakt.

HurTOFKameror fungerar

TOF-kameror använder aktiv ljusdetektion och inkluderar vanligtvis följande delar:

1. Bestrålningsenhet

Bestrålningsenheten måste pulsmodulera ljuskällan innan den sänder ut, och den modulerade ljuspulsfrekvensen kan vara så hög som 100MHz. Som ett resultat slås ljuskällan på och av tusentals gånger under bildtagning. Varje ljuspuls är bara några nanosekunder lång. Kamerans exponeringstidsparameter bestämmer antalet pulser per bild.

För att uppnå exakta mätningar måste ljuspulserna styras exakt för att ha exakt samma varaktighet, stigtid och falltid. För även små avvikelser på bara en nanosekund kan ge avståndsmätfel på upp till 15 cm.

Sådana höga moduleringsfrekvenser och precision kan endast uppnås med sofistikerade lysdioder eller laserdioder.

I allmänhet är bestrålningsljuskällan en infraröd ljuskälla som är osynlig för det mänskliga ögat.

2. Optisk lins

Den används för att samla reflekterat ljus och bilda en bild på en optisk sensor. Men till skillnad från vanliga optiska linser behöver ett bandpassfilter läggas till här för att säkerställa att endast ljus med samma våglängd som belysningskällan kan komma in. Syftet med detta är att undertrycka osammanhängande ljuskällor för att minska brus, samtidigt som man förhindrar att den ljuskänsliga sensorn överexponeras på grund av extern ljusstörning.

3. Bildsensor

Kärnan i TOF-kameran. Sensorns struktur liknar den hos en vanlig bildsensor, men den är mer komplex än en bildsensor. Den innehåller 2 eller fler slutare för att ta prov på reflekterat ljus vid olika tidpunkter. Därför är TOF-chippixeln mycket större än den allmänna bildsensorns pixelstorlek, vanligtvis runt 100um.

4. Styrenhet

Sekvensen av ljuspulser som utlöses av kamerans elektroniska styrenhet är exakt synkroniserad med öppning/stängning av chipets elektroniska slutare. Den utför avläsning och konvertering av sensorladdningarna och dirigerar dem till analysenheten och datagränssnittet.

5. Beräkningsenhet

Beräkningsenheten kan spela in exakta djupkartor. En djupkarta är vanligtvis en gråskalebild, där varje värde representerar avståndet mellan den ljusreflekterande ytan och kameran. För att få bättre resultat utförs vanligtvis datakalibrering.

Hur mäter TOF avstånd?

Belysningsljuskällan moduleras i allmänhet av fyrkantsvågpulser, eftersom den är relativt lätt att implementera med digitala kretsar. Varje pixel i djupkameran är sammansatt av en ljuskänslig enhet (som en fotodiod), som kan omvandla infallande ljus till elektrisk ström. Den ljuskänsliga enheten är ansluten med flera högfrekvensomkopplare (G1, G2 i figuren nedan) för att leda strömmen in i Olika kondensatorer som kan lagra laddningar (S1, S2 i figuren nedan).

En kontrollenhet på kameran slår på och av ljuskällan och sänder ut en ljuspuls. I samma ögonblick öppnar och stänger styrenheten den elektroniska slutaren på chippet. Anklagelsen S₀som genereras på detta sätt av ljuspulsen lagras på det ljuskänsliga elementet.

Sedan slår styrenheten på och av ljuskällan en andra gång. Den här gången öppnas slutaren senare, vid den tidpunkt då ljuskällan stängs av. Anklagelsen S₁som nu genereras lagras också på det ljuskänsliga elementet.

Eftersom varaktigheten av en enstaka ljuspuls är så kort, upprepas denna process tusentals gånger tills exponeringstiden uppnås. Värdena i ljussensorn avläses sedan och det faktiska avståndet kan beräknas utifrån dessa värden.

Observera att ljusets hastighet är c, t_pär varaktigheten av ljuspulsen, S₀representerar laddningen som samlats in av den tidigare slutaren, och S₁representerar laddningen som samlas in av den fördröjda slutaren, då kan avståndet d beräknas med följande formel:

Det minsta mätbara avståndet är när all laddning samlas i S0 under den tidigare slutarperioden och ingen laddning samlas i S1 under den fördröjda slutarperioden, dvs. S1 = 0. Ersättning i formeln ger det minsta mätbara avståndet d=0.

Det största mätbara avståndet är där all laddning samlas i S1 och ingen laddning samlas alls i S0. Formeln ger då d = 0,5 xc × tp. Det maximala mätbara avståndet bestäms därför av ljuspulsbredden. Till exempel, tp = 50 ns, genom att ersätta formeln ovan, det maximala mätavståndet d = 7,5 m.

Hårdvarudesign och produktfunktioner

Anta den mest avancerade TOF-hårdvarulösningen i världen; Klass I säker laser, hög pixelupplösning, kamera av industriell kvalitet, liten storlek, kan användas för insamling av långdistansinformation inomhus och utomhus.

Bildbehandlingsalgoritm

Genom att använda världens ledande bildbehandlings- och analysalgoritm har den en stark bearbetningsförmåga, tar mindre CPU-resurser, har hög noggrannhet och god kompatibilitet.

Ansökningar

Digitala industrikameror används främst inom fabriksautomation, AGV-navigering, rymdmätning, intelligent trafik och transport (ITS) och medicin och biovetenskap. Våra områdesskanning, linjeskanning och nätverkskameror används i stor utsträckning inom objektpositions- och orienteringsmätning, patientaktivitet och statusövervakning, ansiktsigenkänning, trafikövervakning, elektronisk och halvledarinspektion, folkräkning och kömätning och andra områden.

www.hampotech.com

fairy@hampotech.com