TOF 3DCамера
Камера TOF 3D створена за найсучаснішою технологією тривимірного зображення. Камера глибини TOF (Time of Flight) — це нове покоління продуктів для визначення відстані та технологій 3D-зображень. Він безперервно надсилає світлові імпульси до цілі, а потім використовує датчик, щоб отримати світло, що повертається від об’єкта, і отримує відстань до цільового об’єкта, визначаючи час польоту (туди й назад) світлового імпульсу.
Камери TOF зазвичай використовують часпрольотний метод для вимірювання відстані, тобто, коли використовуються ультразвукові хвилі тощо, пам’ятайте про вимірювання, і ви зможете далі зрозуміти відстань. Це вимірювання відстані можна здійснити за допомогою світлових променів, тому переваги фактичного використання все ще дуже очевидні. , коли використовується ця камера, розмір можна виміряти за допомогою зображення, що дуже зручно. І цей спосіб використання через відбиття світла, відстань можна дізнатися, обчисливши час повернення, і більш адекватне сприйняття можна отримати за допомогою датчика. Перевага використання такого типу камери дуже очевидна. Не тільки пікселі вищі, але й додавання цього датчика може зробити отримання даних на карті розмірів більш реалістичним, і немає потреби в рухомих частинах, а кращі результати можна отримати лише шляхом вимірювання. Це дуже вигідно в практичних застосуваннях, незалежно від того, чи це позиціонування чи вимірювання, якщо у вас є камера такого типу, ви можете стати очима більшої кількості машин і обладнання, які фактично працюють, і справді завершити автоматичну роботу.
Камери TOF можуть автоматично уникати перешкод під час використання. Завдяки продуктивності датчиків можна ефективно реалізувати використання автоматизації, і переваги використання цієї камери дуже очевидні. Він може не тільки знати об’єм і інформацію вчасно, але й при обробці вантажів. Удосконалення автоматизації є більш ефективним, може прискорити підвищення ефективності та може отримати великі переваги у вимірюванні відстані та представленні зображень. Ядро цієї камери може. Він забезпечує кращі результати, а за допомогою імпульсного запуску ви можете знати детальну ціль, не тільки відстежувати, але й виконувати тривимірне моделювання зображення, яке, можна сказати, дуже точне.
якTOFКамери працюють
Камери TOF використовують активне виявлення світла та зазвичай включають такі частини:
1. Блок опромінення
Блок опромінення повинен імпульсно модулювати джерело світла перед випромінюванням, а частота модульованого світлового імпульсу може досягати 100 МГц. У результаті джерело світла вмикається та вимикається тисячі разів під час зйомки зображення. Кожен світловий імпульс триває лише кілька наносекунд. Параметр часу експозиції камери визначає кількість імпульсів на зображення.
Щоб досягти точних вимірювань, світлові імпульси повинні точно контролюватись, щоб вони мали однакову тривалість, час наростання та спаду. Тому що навіть невеликі відхилення всього в одну наносекунду можуть призвести до похибок вимірювання відстані до 15 см.
Таких високих частот модуляції та точності можна досягти лише за допомогою складних світлодіодів або лазерних діодів.
Як правило, джерело випромінювального світла є джерелом інфрачервоного світла, невидимим для людського ока.
2. Оптична лінза
Він використовується для збору відбитого світла та формування зображення на оптичному датчику. Однак, на відміну від звичайних оптичних лінз, сюди потрібно додати смуговий фільтр, щоб забезпечити проникнення лише світла з тією ж довжиною хвилі, що й джерело освітлення. Метою цього є придушення некогерентних джерел світла для зменшення шуму, одночасно запобігаючи переекспонуванню фоточутливого датчика через зовнішні світлові перешкоди.
3. Датчик зображення
Ядро камери TOF. Структура датчика схожа на структуру звичайного датчика зображення, але вона складніша за датчик зображення. Він містить 2 або більше затворів для вибірки відбитого світла в різний час. Таким чином, піксель мікросхеми TOF набагато більший за загальний розмір пікселя датчика зображення, як правило, близько 100 мкм.
4. Блок керування
Послідовність світлових імпульсів, що запускаються електронним блоком управління камери, точно синхронізована з відкриттям/закриттям електронного затвора чіпа. Він виконує зчитування та перетворення зарядів датчика та направляє їх до блоку аналізу та інтерфейсу даних.
5. Обчислювальний блок
Обчислювальний блок може записувати точні карти глибини. Карта глибини зазвичай є зображенням у градаціях сірого, де кожне значення представляє відстань між світловідбиваючою поверхнею та камерою. Щоб отримати кращі результати, зазвичай виконується калібрування даних.
Як TOF вимірює відстань?
Джерело освітлення, як правило, модулюється прямокутними імпульсами, оскільки це відносно легко реалізувати за допомогою цифрових схем. Кожен піксель камери глибини складається з фоточутливого блоку (наприклад, фотодіода), який може перетворювати падаюче світло в електричний струм. Світлочутливий блок з’єднаний з кількома високочастотними перемикачами (G1, G2 на малюнку нижче), щоб направляти струм до різних конденсаторів, які можуть зберігати заряди (S1, S2 на малюнку нижче).
Блок керування на камері вмикає та вимикає джерело світла, посилаючи світловий імпульс. В цей же момент блок управління відкриває і закриває електронну заслінку на мікросхемі. Обвинувачення С0генерований таким чином світловий імпульс зберігається на фоточутливому елементі.
Потім блок керування вдруге вмикає та вимикає джерело світла. Цього разу затвор відкривається пізніше, в момент вимкнення джерела світла. Обвинувачення С1тепер згенерований також зберігається на фоточутливому елементі.
Оскільки тривалість одного світлового імпульсу дуже мала, цей процес повторюється тисячі разів, доки не буде досягнуто час експозиції. Потім зчитуються значення датчика світла, і на основі цих значень можна обчислити фактичну відстань.
Зверніть увагу, що швидкість світла дорівнює c, tp– тривалість світлового імпульсу, С0представляє заряд, зібраний попереднім затвором, а S1являє собою заряд, зібраний затвором із затримкою, тоді відстань d можна розрахувати за такою формулою:
Найменша вимірна відстань - це коли весь заряд накопичується в S0 протягом попереднього періоду затвора, а заряд не збирається в S1 протягом періоду затримки затвора, тобто S1 = 0. Підставляючи у формулу, ви отримаєте мінімальну вимірювану відстань d=0.
Найбільша відстань, яку можна виміряти, - це місце, де весь заряд накопичується в S1, а в S0 не накопичується взагалі. Тоді формула дає d = 0,5 xc × tp. Таким чином, максимальна відстань, яку можна виміряти, визначається шириною світлового імпульсу. Наприклад, tp = 50 нс, підставляючи у наведену вище формулу максимальну відстань вимірювання d = 7,5 м.
Конструкція обладнання та характеристики продукту
Використовуйте найсучасніше апаратне рішення TOF у світі; Безпечний лазер класу I, висока роздільна здатність пікселів, камера промислового класу, малий розмір, може використовуватися для збору інформації про глибину всередині та на вулиці.
Алгоритм обробки зображення
Використовуючи провідний у світі алгоритм обробки та аналізу зображень, він має потужні можливості обробки, займає менше ресурсів ЦП, має високу точність і хорошу сумісність.
Додатки
Цифрові промислові камери в основному використовуються в автоматизації виробництва, навігації AGV, вимірюванні простору, інтелектуальному транспорті (ITS), медицині та науках про життя. Наші камери зонального сканування, лінійного сканування та мережеві камери широко використовуються для вимірювання положення та орієнтації об’єктів, моніторингу активності та стану пацієнта, розпізнавання обличчя, моніторингу руху, перевірки електроніки та напівпровідників, підрахунку людей та вимірювання черги та в інших сферах.
www.hampotech.com
fairy@hampotech.com
Час публікації: 07 березня 2023 р
