TOF 3DCamera
Camera TOF 3D được chế tạo bằng công nghệ hình ảnh ba chiều tiên tiến nhất. Camera đo chiều sâu TOF (Time of Flight) là sản phẩm công nghệ phát hiện khoảng cách và hình ảnh 3D thế hệ mới. Nó liên tục gửi các xung ánh sáng đến mục tiêu, sau đó sử dụng cảm biến để nhận ánh sáng phản hồi từ vật thể và thu được khoảng cách đối tượng mục tiêu bằng cách phát hiện thời gian bay (khứ hồi) của xung ánh sáng.
Camera TOF thường sử dụng phương pháp thời gian bay trong đo khoảng cách, tức là khi sử dụng sóng siêu âm, v.v., hãy nhớ đo và bạn có thể hiểu rõ hơn về khoảng cách. Việc đo khoảng cách này có thể được thực hiện thông qua chùm ánh sáng nên lợi ích trong sử dụng thực tế vẫn rất rõ ràng. , khi sử dụng máy ảnh này, kích thước có thể được đo bằng hình ảnh, rất thuận tiện. Và cách sử dụng này là thông qua phản xạ ánh sáng, khoảng cách có thể được biết bằng cách tính toán thời gian quay trở lại và có thể thu được nhận thức đầy đủ hơn thông qua cảm biến. Ưu điểm của việc sử dụng loại máy ảnh này là rất rõ ràng. Không chỉ các pixel cao hơn mà việc bổ sung cảm biến này có thể giúp việc thu thập trên bản đồ kích thước trở nên thực tế hơn và không cần các bộ phận chuyển động và chỉ có thể thu được kết quả tốt hơn bằng cách đo. Nó rất thuận lợi trong các ứng dụng thực tế, dù là định vị hay đo lường, chỉ cần bạn có loại máy ảnh này, bạn có thể trở thành con mắt của nhiều máy móc và thiết bị hơn trong hoạt động thực tế và thực sự hoàn thành quá trình vận hành tự động.
Camera TOF có thể tự động tránh chướng ngại vật trong quá trình sử dụng. Thông qua hiệu suất cảm biến, việc sử dụng tự động hóa có thể được hiện thực hóa một cách hiệu quả và lợi ích của việc sử dụng máy ảnh này là rất rõ ràng. Nó không chỉ có thể biết khối lượng và thông tin kịp thời mà còn có thể xử lý hàng hóa. Việc cải tiến tự động hóa hiệu quả hơn, có thể tăng tốc độ cải thiện hiệu quả và có thể đạt được những lợi thế lớn trong việc đo khoảng cách và trình bày hình ảnh. Cốt lõi của máy ảnh này có thể. Nó cho kết quả tốt hơn và thông qua kích hoạt xung, bạn có thể biết mục tiêu chi tiết, không chỉ có thể theo dõi mà còn có thể thực hiện mô hình ba chiều trên hình ảnh, có thể nói là rất chính xác.
Làm saoTOFMáy ảnh hoạt động
Camera TOF sử dụng tính năng phát hiện ánh sáng chủ động và thường bao gồm các bộ phận sau:
1. Đơn vị chiếu xạ
Bộ phận chiếu xạ cần điều chỉnh xung nguồn sáng trước khi phát ra và tần số xung ánh sáng được điều chế có thể lên tới 100 MHz. Kết quả là nguồn sáng bị bật tắt hàng nghìn lần trong quá trình chụp ảnh. Mỗi xung ánh sáng chỉ dài vài nano giây. Thông số thời gian phơi sáng của máy ảnh xác định số xung trên mỗi ảnh.
Để đạt được các phép đo chính xác, các xung ánh sáng phải được điều khiển chính xác để có cùng khoảng thời gian, thời gian tăng và thời gian giảm. Bởi vì ngay cả những sai lệch nhỏ chỉ một nano giây cũng có thể tạo ra sai số đo khoảng cách lên tới 15 cm.
Tần số điều chế cao và độ chính xác như vậy chỉ có thể đạt được bằng đèn LED hoặc điốt laser phức tạp.
Nói chung, nguồn sáng chiếu xạ là nguồn ánh sáng hồng ngoại mà mắt người không nhìn thấy được.
2. Ống kính quang học
Nó được sử dụng để thu thập ánh sáng phản xạ và tạo thành hình ảnh trên cảm biến quang học. Tuy nhiên, không giống như các ống kính quang học thông thường, cần phải thêm một bộ lọc thông dải ở đây để đảm bảo rằng chỉ có ánh sáng có cùng bước sóng với nguồn chiếu sáng mới có thể đi vào. Mục đích của việc này là triệt tiêu các nguồn sáng không mạch lạc nhằm giảm nhiễu, đồng thời ngăn cảm biến quang bị phơi sáng quá mức do nhiễu ánh sáng bên ngoài.
3. Cảm biến hình ảnh
Cốt lõi của camera TOF. Cấu trúc của cảm biến tương tự như cấu trúc của cảm biến hình ảnh thông thường, nhưng nó phức tạp hơn cảm biến hình ảnh. Nó chứa 2 cửa chớp trở lên để lấy mẫu ánh sáng phản chiếu ở các thời điểm khác nhau. Do đó, pixel của chip TOF lớn hơn nhiều so với kích thước pixel của cảm biến hình ảnh thông thường, thường là khoảng 100um.
4. Bộ điều khiển
Chuỗi xung ánh sáng được kích hoạt bởi bộ điều khiển điện tử của máy ảnh được đồng bộ hóa chính xác với việc mở/đóng màn trập điện tử của chip. Nó thực hiện việc đọc và chuyển đổi điện tích cảm biến và hướng chúng đến thiết bị phân tích và giao diện dữ liệu.
5. Bộ máy tính
Đơn vị tính toán có thể ghi lại bản đồ độ sâu chính xác. Bản đồ độ sâu thường là hình ảnh thang độ xám, trong đó mỗi giá trị biểu thị khoảng cách giữa bề mặt phản chiếu ánh sáng và máy ảnh. Để có được kết quả tốt hơn, việc hiệu chỉnh dữ liệu thường được thực hiện.
TOF đo khoảng cách như thế nào?
Nguồn sáng chiếu sáng thường được điều chế bằng các xung sóng vuông, vì nó tương đối dễ thực hiện với các mạch kỹ thuật số. Mỗi pixel của camera độ sâu bao gồm một bộ phận cảm quang (chẳng hạn như điốt quang), có thể chuyển đổi ánh sáng tới thành dòng điện. Bộ cảm quang được kết nối với nhiều công tắc tần số cao (G1, G2 trong hình bên dưới) để dẫn dòng điện vào các tụ điện khác nhau có thể lưu trữ điện tích (S1, S2 trong hình bên dưới).
Bộ điều khiển trên máy ảnh sẽ bật và tắt nguồn sáng, phát ra xung ánh sáng. Đồng thời, bộ điều khiển sẽ mở và đóng màn trập điện tử trên chip. Điện tích S0được tạo ra theo cách này bởi xung ánh sáng được lưu trữ trên phần tử cảm quang.
Sau đó, bộ điều khiển sẽ bật và tắt nguồn sáng lần thứ hai. Lần này màn trập mở muộn hơn, tại thời điểm nguồn sáng tắt. Điện tích S1hiện được tạo ra cũng được lưu trữ trên phần tử cảm quang.
Bởi vì khoảng thời gian của một xung ánh sáng rất ngắn nên quá trình này được lặp lại hàng nghìn lần cho đến khi đạt được thời gian phơi sáng. Sau đó, các giá trị trong cảm biến ánh sáng sẽ được đọc và khoảng cách thực tế có thể được tính toán từ các giá trị này.
Lưu ý rằng tốc độ ánh sáng là c, tplà khoảng thời gian của xung ánh sáng, S0đại diện cho điện tích được thu thập bởi màn trập trước đó và S1đại diện cho điện tích được thu bởi màn trập trễ, khi đó khoảng cách d có thể được tính theo công thức sau:
Khoảng cách nhỏ nhất có thể đo được là khi tất cả điện tích được thu vào S0 trong khoảng thời gian cửa trập trước đó và không có điện tích nào được thu vào S1 trong khoảng thời gian cửa trập bị trễ, tức là S1 = 0. Thay thế vào công thức sẽ cho khoảng cách tối thiểu có thể đo được d=0.
Khoảng cách lớn nhất có thể đo được là nơi mà toàn bộ điện tích được thu vào S1 và không có điện tích nào được thu vào S0. Khi đó công thức sẽ cho kết quả d = 0,5 xc × tp. Do đó, khoảng cách tối đa có thể đo được được xác định bởi độ rộng xung ánh sáng. Ví dụ: tp = 50 ns, thay vào công thức trên thì khoảng cách đo tối đa d = 7,5m.
Thiết kế phần cứng và tính năng sản phẩm
Áp dụng giải pháp phần cứng TOF tiên tiến nhất trên thế giới; Laser an toàn loại I, độ phân giải pixel cao, camera cấp công nghiệp, kích thước nhỏ, có thể được sử dụng để thu thập thông tin có độ sâu đường dài trong nhà và ngoài trời.
Thuật toán xử lý ảnh
Sử dụng thuật toán phân tích và xử lý hình ảnh hàng đầu thế giới, nó có khả năng xử lý mạnh mẽ, chiếm ít tài nguyên CPU, có độ chính xác cao và khả năng tương thích tốt.
Ứng dụng
Camera công nghiệp kỹ thuật số chủ yếu được sử dụng trong tự động hóa nhà máy, điều hướng AGV, đo không gian, giao thông và vận tải thông minh (ITS), y tế và khoa học đời sống. Quét khu vực, quét đường và camera mạng của chúng tôi được sử dụng rộng rãi trong đo vị trí và định hướng đối tượng, theo dõi hoạt động và trạng thái của bệnh nhân, nhận dạng khuôn mặt, giám sát giao thông, kiểm tra điện tử và bán dẫn, đếm người và đo hàng đợi và các lĩnh vực khác.
www.hampotech.com
fairy@hampotech.com
Thời gian đăng: Mar-07-2023
