TOF کیمرہ کیا ہے؟ اور یہ کیسے کام کرتا ہے؟

TOF 3DCamera

TOF 3D کیمرہ جدید ترین سہ جہتی امیجنگ ٹیکنالوجی کے ساتھ بنایا گیا ہے۔ TOF (ٹائم آف فلائٹ) ڈیپتھ کیمرہ فاصلے کا پتہ لگانے اور 3D امیجنگ ٹیکنالوجی کی مصنوعات کی ایک نئی نسل ہے۔ یہ مسلسل روشنی کی دھڑکنوں کو ہدف پر بھیجتا ہے، اور پھر آبجیکٹ سے واپس آنے والی روشنی کو حاصل کرنے کے لیے سینسر کا استعمال کرتا ہے، اور روشنی کی نبض کی پرواز (راؤنڈ ٹرپ) وقت کا پتہ لگا کر ہدف آبجیکٹ کا فاصلہ حاصل کرتا ہے۔

TOF کیمرے عام طور پر فاصلے کی پیمائش میں پرواز کے وقت کا طریقہ استعمال کرتے ہیں، یعنی الٹراسونک لہروں وغیرہ کا استعمال کرتے وقت، پیمائش کرنا یاد رکھیں، اور آپ فاصلے کو مزید سمجھ سکتے ہیں۔ یہ فاصلے کی پیمائش روشنی کے شہتیروں کے ذریعے کی جا سکتی ہے، اس لیے حقیقی استعمال میں فوائد اب بھی بہت واضح ہیں۔ جب یہ کیمرہ استعمال کیا جاتا ہے، تو سائز کو امیجنگ کے ذریعے ماپا جا سکتا ہے، جو کہ بہت آسان ہے۔ اور استعمال کا یہ طریقہ روشنی کی عکاسی کے ذریعے ہے، واپسی کے وقت کا حساب لگا کر فاصلہ معلوم کیا جا سکتا ہے، اور سینسر کے ذریعے زیادہ مناسب ادراک حاصل کیا جا سکتا ہے۔ اس قسم کے کیمرے کے استعمال کا فائدہ بہت واضح ہے۔ نہ صرف پکسلز زیادہ ہیں، بلکہ اس سینسر کے اضافے سے سائز کے نقشے پر حصول کو مزید حقیقت پسندانہ بنایا جاسکتا ہے، اور اس کے لیے پرزوں کو حرکت دینے کی ضرورت نہیں ہے، اور صرف پیمائش کرکے ہی بہتر نتائج حاصل کیے جاسکتے ہیں۔ یہ عملی ایپلی کیشنز میں بہت فائدہ مند ہے، چاہے یہ پوزیشننگ ہو یا پیمائش، جب تک آپ کے پاس اس قسم کا کیمرہ ہے، آپ اصل آپریشن میں زیادہ مشینری اور آلات کی آنکھ بن سکتے ہیں، اور صحیح معنوں میں خودکار آپریشن مکمل کر سکتے ہیں۔

TOF کیمرے خود بخود استعمال میں رکاوٹوں سے بچ سکتے ہیں۔ سینسنگ کارکردگی کے ذریعے، آٹومیشن کے استعمال کو مؤثر طریقے سے محسوس کیا جا سکتا ہے، اور اس کیمرے کے استعمال کے فوائد بہت واضح ہیں۔ یہ نہ صرف وقت میں حجم اور معلومات کو جان سکتا ہے، بلکہ کارگو ہینڈلنگ میں بھی، آٹومیشن کی بہتری زیادہ موثر ہے، کارکردگی میں بہتری کو تیز کر سکتی ہے، اور فاصلے کی پیمائش اور تصویری پیشکش میں بڑے فوائد حاصل کر سکتی ہے۔ اس کیمرے کا کور کر سکتے ہیں۔ یہ بہتر نتائج پیش کرتا ہے، اور پلس ٹرگرنگ کے ذریعے، آپ تفصیلی ہدف کو جان سکتے ہیں، نہ صرف ٹریک کر سکتے ہیں، بلکہ تصویر پر سہ جہتی ماڈلنگ بھی کر سکتے ہیں، جسے بہت درست کہا جا سکتا ہے۔

کیسےTOFکیمروں کا کام

TOF کیمرے فعال روشنی کا پتہ لگانے کا استعمال کرتے ہیں اور عام طور پر درج ذیل حصوں کو شامل کرتے ہیں:

1. شعاع ریزی یونٹ

شعاع ریزی یونٹ کو خارج ہونے سے پہلے روشنی کے منبع کو موڈیول کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، اور ماڈیولڈ لائٹ پلس فریکوئنسی 100MHz تک زیادہ ہو سکتی ہے۔ نتیجے کے طور پر، تصویر کی گرفتاری کے دوران روشنی کا ذریعہ ہزاروں بار آن اور آف ہوتا ہے۔ ہر ہلکی نبض صرف چند نینو سیکنڈ لمبی ہوتی ہے۔ کیمرہ کا ایکسپوزر ٹائم پیرامیٹر فی امیج میں دالوں کی تعداد کا تعین کرتا ہے۔

درست پیمائش حاصل کرنے کے لیے، روشنی کی دھڑکنوں کو بالکل ایک ہی مدت، عروج کا وقت، اور زوال کا وقت درست طور پر کنٹرول کرنا چاہیے۔ کیونکہ صرف ایک نینو سیکنڈ کے چھوٹے انحراف بھی 15 سینٹی میٹر تک فاصلے کی پیمائش کی غلطیاں پیدا کر سکتے ہیں۔

اس طرح کی ہائی ماڈیولیشن فریکوئنسی اور درستگی صرف جدید ترین ایل ای ڈیز یا لیزر ڈائیوڈز سے حاصل کی جا سکتی ہے۔

عام طور پر، شعاع ریزی کا ذریعہ ایک اورکت روشنی کا ذریعہ ہے جو انسانی آنکھ سے پوشیدہ ہے۔

2. آپٹیکل لینس

یہ منعکس روشنی کو جمع کرنے اور آپٹیکل سینسر پر تصویر بنانے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ تاہم، عام آپٹیکل لینز کے برعکس، ایک بینڈ پاس فلٹر کو یہاں شامل کرنے کی ضرورت ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ صرف اسی طول موج کے ساتھ روشنی ہی داخل ہو سکتی ہے جو روشنی کا ذریعہ ہے۔ اس کا مقصد شور کو کم کرنے کے لیے غیر متضاد روشنی کے ذرائع کو دبانا ہے، جبکہ بیرونی روشنی کی مداخلت کی وجہ سے فوٹو حساس سینسر کو زیادہ نمائش سے روکنا ہے۔

3. امیجنگ سینسر

TOF کیمرے کا بنیادی حصہ۔ سینسر کی ساخت ایک عام امیج سینسر کی طرح ہے، لیکن یہ تصویری سینسر سے زیادہ پیچیدہ ہے۔ اس میں مختلف اوقات میں منعکس روشنی کے نمونے کے لیے 2 یا زیادہ شٹر ہوتے ہیں۔ لہذا، TOF چپ پکسل عام تصویری سینسر پکسل سائز سے بہت بڑا ہے، عام طور پر تقریباً 100um۔

4. کنٹرول یونٹ

کیمرہ کے الیکٹرانک کنٹرول یونٹ کی طرف سے شروع ہونے والی روشنی کی دھڑکنوں کی ترتیب چپ کے الیکٹرانک شٹر کے کھلنے/ بند ہونے کے ساتھ بالکل مطابقت پذیر ہوتی ہے۔ یہ سینسر چارجز کا ریڈ آؤٹ اور کنورژن انجام دیتا ہے اور انہیں تجزیہ یونٹ اور ڈیٹا انٹرفیس کی طرف لے جاتا ہے۔

5. کمپیوٹنگ یونٹ

کمپیوٹنگ یونٹ گہرائی کے عین مطابق نقشے ریکارڈ کر سکتا ہے۔ گہرائی کا نقشہ عام طور پر گرے اسکیل امیج ہوتا ہے، جہاں ہر قدر روشنی کی عکاسی کرنے والی سطح اور کیمرے کے درمیان فاصلے کو ظاہر کرتی ہے۔ بہتر نتائج حاصل کرنے کے لیے، عام طور پر ڈیٹا کیلیبریشن کی جاتی ہے۔

TOF فاصلے کی پیمائش کیسے کرتا ہے؟

الیومینیشن لائٹ ماخذ کو عام طور پر مربع لہر دالوں کے ذریعہ ماڈیول کیا جاتا ہے، کیونکہ ڈیجیٹل سرکٹس کے ساتھ اسے نافذ کرنا نسبتاً آسان ہے۔ گہرائی والے کیمرے کا ہر پکسل فوٹو حساس یونٹ (جیسے فوٹوڈیوڈ) پر مشتمل ہوتا ہے، جو واقعہ کی روشنی کو برقی رو میں تبدیل کر سکتا ہے۔ فوٹو سینسیٹو یونٹ متعدد ہائی فریکونسی سوئچز (نیچے دی گئی تصویر میں G1، G2) کے ساتھ منسلک ہے تاکہ کرنٹ کو مختلف کیپسیٹرز میں لے جایا جا سکے جو چارجز کو محفوظ کر سکتے ہیں (ذیل کی تصویر میں S1، S2)۔

کیمرہ پر ایک کنٹرول یونٹ روشنی کے منبع کو آن اور آف کرتا ہے، روشنی کی نبض بھیجتا ہے۔ اسی لمحے، کنٹرول یونٹ چپ پر موجود الیکٹرانک شٹر کو کھولتا اور بند کر دیتا ہے۔ انچارج ایس₀روشنی کی نبض کے ذریعہ اس طرح پیدا ہونے والا فوٹو حساس عنصر پر محفوظ ہوتا ہے۔

پھر، کنٹرول یونٹ روشنی کے منبع کو دوسری بار آن اور آف کرتا ہے۔ اس بار شٹر بعد میں کھلتا ہے، اس وقت جب روشنی کا منبع آف ہوتا ہے۔ انچارج ایس₁اب پیدا ہونے والا فوٹو حساس عنصر پر بھی محفوظ ہے۔

چونکہ ایک روشنی کی نبض کا دورانیہ بہت کم ہوتا ہے، اس لیے اس عمل کو ہزاروں بار دہرایا جاتا ہے جب تک کہ نمائش کا وقت نہ پہنچ جائے۔ اس کے بعد لائٹ سینسر میں موجود اقدار کو پڑھا جاتا ہے اور ان اقدار سے اصل فاصلے کا اندازہ لگایا جا سکتا ہے۔

نوٹ کریں کہ روشنی کی رفتار c, t ہے۔_pروشنی نبض کی مدت ہے، S₀پہلے شٹر کے ذریعہ جمع کردہ چارج کی نمائندگی کرتا ہے، اور S₁تاخیر والے شٹر سے جمع ہونے والے چارج کی نمائندگی کرتا ہے، پھر فاصلہ d کو درج ذیل فارمولے سے شمار کیا جا سکتا ہے:

سب سے چھوٹا قابل پیمائش فاصلہ وہ ہوتا ہے جب شٹر کی ابتدائی مدت کے دوران تمام چارج S0 میں جمع ہو جاتے ہیں اور تاخیر کے دوران S1 میں کوئی چارج جمع نہیں ہوتا ہے، یعنی S1 = 0۔ فارمولے کو تبدیل کرنے سے کم از کم قابل پیمائش فاصلہ d=0 ملے گا۔

سب سے بڑا ناپنے والا فاصلہ وہ ہے جہاں تمام چارج S1 میں جمع ہوتے ہیں اور S0 میں کوئی چارج نہیں لیا جاتا ہے۔ پھر فارمولہ d = 0.5 xc × tp حاصل کرتا ہے۔ اس لیے زیادہ سے زیادہ قابل پیمائش فاصلہ روشنی کی نبض کی چوڑائی سے طے ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، tp = 50 ns، اوپر والے فارمولے کو بدلتے ہوئے، زیادہ سے زیادہ پیمائش کا فاصلہ d = 7.5m۔

ہارڈ ویئر ڈیزائن اور مصنوعات کی خصوصیات

دنیا کے جدید ترین TOF ہارڈویئر حل کو اپنائیں؛ کلاس I سیف لیزر، ہائی پکسل ریزولوشن، انڈسٹریل گریڈ کیمرہ، چھوٹے سائز، کو انڈور اور آؤٹ ڈور لمبی دوری کی گہرائی سے متعلق معلومات جمع کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

تصویری پروسیسنگ الگورتھم

دنیا کے معروف امیج پروسیسنگ اور تجزیہ الگورتھم کا استعمال کرتے ہوئے، یہ مضبوط پروسیسنگ کی صلاحیت رکھتا ہے، کم CPU وسائل لیتا ہے، اعلی درستگی اور اچھی مطابقت رکھتا ہے۔

ایپلی کیشنز

ڈیجیٹل صنعتی کیمرے بنیادی طور پر فیکٹری آٹومیشن، AGV نیویگیشن، خلائی پیمائش، ذہین ٹریفک اور نقل و حمل (ITS)، اور میڈیکل اور لائف سائنسز میں استعمال ہوتے ہیں۔ ہمارے ایریا اسکین، لائن اسکین اور نیٹ ورک کیمرے آبجیکٹ کی پوزیشن اور واقفیت کی پیمائش، مریض کی سرگرمی اور اسٹیٹس کی نگرانی، چہرے کی شناخت، ٹریفک کی نگرانی، الیکٹرانک اور سیمی کنڈکٹر معائنہ، لوگوں کی گنتی اور قطار کی پیمائش اور دیگر شعبوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔

www.hampotech.com

fairy@hampotech.com