TOF 3DCআমেরা
TOF 3D ক্যামেরাটি সবচেয়ে উন্নত ত্রিমাত্রিক ইমেজিং প্রযুক্তি দিয়ে তৈরি। TOF (টাইম অফ ফ্লাইট) ডেপথ ক্যামেরা হলো দূরত্ব শনাক্তকরণ এবং 3D ইমেজিং প্রযুক্তির একটি নতুন প্রজন্মের পণ্য। এটি ক্রমাগত লক্ষ্যবস্তুর দিকে আলোর স্পন্দন পাঠায় এবং তারপর সেন্সর ব্যবহার করে বস্তুটি থেকে ফিরে আসা আলো গ্রহণ করে। এরপর আলোর স্পন্দনের আসা-যাওয়ার সময় শনাক্ত করার মাধ্যমে এটি লক্ষ্যবস্তুর দূরত্ব নির্ণয় করে।
TOF ক্যামেরাগুলো সাধারণত দূরত্ব পরিমাপের জন্য টাইম-অফ-ফ্লাইট পদ্ধতি ব্যবহার করে, অর্থাৎ, আল্ট্রাসনিক তরঙ্গ ইত্যাদি ব্যবহার করে পরিমাপ করার সময়, এর মাধ্যমে দূরত্ব আরও ভালোভাবে বোঝা যায়। এই দূরত্ব পরিমাপ আলোক রশ্মির মাধ্যমে করা যেতে পারে, তাই বাস্তব ব্যবহারে এর সুবিধাগুলো খুবই সুস্পষ্ট। যখন এই ক্যামেরা ব্যবহার করা হয়, তখন ইমেজিংয়ের মাধ্যমে আকার পরিমাপ করা যায়, যা খুবই সুবিধাজনক। এবং এই ব্যবহার পদ্ধতিতে আলোর প্রতিফলনের মাধ্যমে, ফিরে আসার সময় গণনা করে দূরত্ব জানা যায় এবং সেন্সরের মাধ্যমে আরও যথাযথ ধারণা পাওয়া যায়। এই ধরনের ক্যামেরা ব্যবহারের সুবিধা খুবই সুস্পষ্ট। শুধু যে পিক্সেল সংখ্যা বেশি তাই নয়, এই সেন্সর যুক্ত করার ফলে আকারের মানচিত্রে প্রাপ্ত চিত্র আরও বাস্তবসম্মত হয়, এবং এতে কোনো চলমান যন্ত্রাংশের প্রয়োজন হয় না, এবং শুধুমাত্র পরিমাপের মাধ্যমেই আরও ভালো ফলাফল পাওয়া যায়। বাস্তব প্রয়োগের ক্ষেত্রে এটি খুবই সুবিধাজনক, তা অবস্থান নির্ণয় হোক বা পরিমাপ, যতক্ষণ আপনার কাছে এই ধরনের ক্যামেরা থাকবে, আপনি বাস্তব কার্যক্রমে আরও বেশি যন্ত্রপাতি ও সরঞ্জামের চোখ হয়ে উঠতে পারবেন এবং সত্যিকারের স্বয়ংক্রিয় কাজ সম্পন্ন করতে পারবেন।
TOF ক্যামেরা ব্যবহারের সময় স্বয়ংক্রিয়ভাবে বাধা এড়াতে পারে। এর সেন্সিং পারফরম্যান্সের মাধ্যমে অটোমেশনের ব্যবহার কার্যকরভাবে বাস্তবায়িত করা যায় এবং এই ক্যামেরা ব্যবহারের সুবিধাগুলো খুবই সুস্পষ্ট। এটি শুধু সময়মতো পরিমাণ ও তথ্য জানতে পারে তাই নয়, বরং কার্গো হ্যান্ডলিং-এর ক্ষেত্রেও অটোমেশনের উন্নতি আরও কার্যকর, যা কর্মদক্ষতার উন্নতিকে ত্বরান্বিত করতে পারে এবং দূরত্ব পরিমাপ ও ছবি উপস্থাপনে ব্যাপক সুবিধা প্রদান করে। এই ক্যামেরার মূল অংশটি আরও ভালো ফলাফল প্রদান করে এবং পালস ট্রিগারিং-এর মাধ্যমে লক্ষ্যবস্তুর বিস্তারিত তথ্য জানা যায়। এটি শুধু ট্র্যাকই করতে পারে না, বরং ছবির উপর ত্রিমাত্রিক মডেলিংও করতে পারে, যা অত্যন্ত নির্ভুল বলা যেতে পারে।
কীভাবেটিওএফক্যামেরা কাজ করে
TOF ক্যামেরা সক্রিয় আলো সনাক্তকরণ পদ্ধতি ব্যবহার করে এবং সাধারণত নিম্নলিখিত অংশগুলি অন্তর্ভুক্ত করে:
১. বিকিরণ ইউনিট
বিকিরণ ইউনিটটিকে আলো নির্গমনের আগে আলোক উৎসটিকে পালস মডুলেট করতে হয়, এবং এই মডুলেটেড আলোক পালসের ফ্রিকোয়েন্সি ১০০ মেগাহার্টজ পর্যন্ত হতে পারে। ফলে, ছবি তোলার সময় আলোক উৎসটি হাজার হাজার বার চালু ও বন্ধ হয়। প্রতিটি আলোক পালস মাত্র কয়েক ন্যানোসেকেন্ড দীর্ঘ। ক্যামেরার এক্সপোজার টাইম প্যারামিটার প্রতি ছবিতে পালসের সংখ্যা নির্ধারণ করে।
সঠিক পরিমাপ পেতে হলে, আলোক স্পন্দনগুলোকে এমনভাবে নিখুঁতভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে হবে যাতে তাদের স্থিতিকাল, উত্থানকাল এবং পতনকাল হুবহু একই থাকে। কারণ মাত্র এক ন্যানোসেকেন্ডের সামান্য বিচ্যুতিও দূরত্ব পরিমাপে ১৫ সেন্টিমিটার পর্যন্ত ত্রুটি তৈরি করতে পারে।
এত উচ্চ মডুলেশন ফ্রিকোয়েন্সি এবং নির্ভুলতা শুধুমাত্র অত্যাধুনিক এলইডি বা লেজার ডায়োডের মাধ্যমেই অর্জন করা সম্ভব।
সাধারণত, বিকিরণকারী আলোর উৎসটি হলো একটি ইনফ্রারেড আলোর উৎস যা মানুষের চোখে অদৃশ্য।
২. আলোকীয় লেন্স
এটি প্রতিফলিত আলো সংগ্রহ করে অপটিক্যাল সেন্সরে একটি প্রতিবিম্ব তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। তবে, সাধারণ অপটিক্যাল লেন্সের মতো নয়, এখানে একটি ব্যান্ডপাস ফিল্টার যুক্ত করার প্রয়োজন হয়, যাতে শুধুমাত্র আলোক উৎসের তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সমান আলোই প্রবেশ করতে পারে। এর উদ্দেশ্য হলো, নয়েজ কমানোর জন্য অসংলগ্ন আলোর উৎসগুলোকে দমন করা এবং একই সাথে বাহ্যিক আলোর ব্যতিচারের কারণে আলোকসংবেদী সেন্সরকে অতিরিক্ত আলো থেকে রক্ষা করা।
৩. ইমেজিং সেন্সর
TOF ক্যামেরার মূল অংশ। এই সেন্সরের গঠন একটি সাধারণ ইমেজ সেন্সরের মতোই, কিন্তু এটি একটি ইমেজ সেন্সরের চেয়ে বেশি জটিল। এতে বিভিন্ন সময়ে প্রতিফলিত আলো পরিমাপ করার জন্য ২ বা ততোধিক শাটার থাকে। একারণে, TOF চিপের পিক্সেল সাধারণ ইমেজ সেন্সরের পিক্সেলের আকারের চেয়ে অনেক বড় হয়, যা সাধারণত প্রায় ১০০ মাইক্রোমিটার (um) হয়ে থাকে।
৪. নিয়ন্ত্রণ ইউনিট
ক্যামেরার ইলেকট্রনিক কন্ট্রোল ইউনিট দ্বারা চালিত আলোক স্পন্দনের ক্রমটি চিপের ইলেকট্রনিক শাটারের খোলা/বন্ধ হওয়ার সাথে নিখুঁতভাবে সমন্বিত থাকে। এটি সেন্সরের চার্জের পাঠ ও রূপান্তর সম্পাদন করে এবং সেগুলোকে বিশ্লেষণ ইউনিট ও ডেটা ইন্টারফেসে প্রেরণ করে।
৫. কম্পিউটিং ইউনিট
কম্পিউটিং ইউনিটটি নির্ভুল ডেপথ ম্যাপ রেকর্ড করতে পারে। ডেপথ ম্যাপ সাধারণত একটি গ্রেস্কেল ছবি, যেখানে প্রতিটি মান আলো-প্রতিফলনকারী পৃষ্ঠ এবং ক্যামেরার মধ্যবর্তী দূরত্বকে নির্দেশ করে। আরও ভালো ফলাফল পাওয়ার জন্য সাধারণত ডেটা ক্যালিব্রেশন করা হয়।
TOF কীভাবে দূরত্ব পরিমাপ করে?
আলোক উৎসকে সাধারণত স্কয়ার ওয়েভ পালস দ্বারা মডুলেটেড করা হয়, কারণ ডিজিটাল সার্কিট দিয়ে এটি বাস্তবায়ন করা তুলনামূলকভাবে সহজ। ডেপথ ক্যামেরার প্রতিটি পিক্সেল একটি আলোক সংবেদনশীল ইউনিট (যেমন ফটোডায়োড) দ্বারা গঠিত, যা আপতিত আলোকে বৈদ্যুতিক প্রবাহে রূপান্তরিত করতে পারে। এই আলোক সংবেদনশীল ইউনিটটি একাধিক উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সুইচের (নিচের চিত্রে G1, G2) সাথে সংযুক্ত থাকে, যা চার্জ সঞ্চয় করতে সক্ষম বিভিন্ন ক্যাপাসিটরের (নিচের চিত্রে S1, S2) মধ্যে প্রবাহকে চালিত করে।
ক্যামেরার একটি কন্ট্রোল ইউনিট আলোর উৎসটি চালু ও বন্ধ করে একটি আলোর স্পন্দন পাঠায়। একই মুহূর্তে, কন্ট্রোল ইউনিটটি চিপের ইলেকট্রনিক শাটারটি খোলে ও বন্ধ করে। চার্জ S0আলোক স্পন্দনের মাধ্যমে এইভাবে উৎপন্ন আলো আলোকসংবেদী উপাদানে সঞ্চিত হয়।
এরপর, কন্ট্রোল ইউনিটটি আলোর উৎসটিকে দ্বিতীয়বার চালু ও বন্ধ করে। এইবার শাটারটি দেরিতে খোলে, ঠিক সেই মুহূর্তে যখন আলোর উৎসটি বন্ধ করা হয়। চার্জ সেন্সরটি1এখন উৎপন্ন হওয়া আলোও আলোকসংবেদী উপাদানে সংরক্ষিত হয়।
যেহেতু একটি একক আলোক স্পন্দনের সময়কাল খুব কম, তাই এক্সপোজার সময় না পৌঁছানো পর্যন্ত এই প্রক্রিয়াটি হাজার হাজার বার পুনরাবৃত্তি করা হয়। এরপর আলোক সেন্সরের মানগুলো পাঠ করা হয় এবং এই মানগুলো থেকে প্রকৃত দূরত্ব গণনা করা যায়।
উল্লেখ্য যে, আলোর গতিবেগ হলো c, tpহলো আলোক স্পন্দনের সময়কাল, S0S পূর্ববর্তী শাটার দ্বারা সংগৃহীত চার্জকে প্রতিনিধিত্ব করে।1যদি এটি বিলম্বিত শাটার দ্বারা সংগৃহীত চার্জকে প্রতিনিধিত্ব করে, তাহলে দূরত্ব d নিম্নলিখিত সূত্র দ্বারা গণনা করা যেতে পারে:
সর্বনিম্ন পরিমাপযোগ্য দূরত্ব হলো যখন পূর্ববর্তী শাটার পিরিয়ডে সমস্ত চার্জ S0-তে সংগৃহীত হয় এবং বিলম্বিত শাটার পিরিয়ডে S1-তে কোনো চার্জ সংগৃহীত হয় না, অর্থাৎ S1 = 0। সূত্রে মানটি বসালে সর্বনিম্ন পরিমাপযোগ্য দূরত্ব d=0 পাওয়া যাবে।
বৃহত্তম পরিমাপযোগ্য দূরত্ব হলো সেই দূরত্ব যেখানে সমস্ত চার্জ S1-এ সংগৃহীত হয় এবং S0-তে কোনো চার্জই সংগৃহীত হয় না। সেক্ষেত্রে সূত্রটি হয় d = 0.5 x c × tp। সুতরাং, সর্বোচ্চ পরিমাপযোগ্য দূরত্ব আলোক স্পন্দনের প্রস্থ দ্বারা নির্ধারিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, tp = 50 ns হলে, উপরের সূত্রে এই মান বসিয়ে সর্বোচ্চ পরিমাপ দূরত্ব d = 7.5m পাওয়া যায়।
হার্ডওয়্যার ডিজাইন এবং পণ্যের বৈশিষ্ট্য
বিশ্বের সবচেয়ে উন্নত TOF হার্ডওয়্যার সলিউশন ব্যবহার করা হয়েছে; ক্লাস I নিরাপদ লেজার, উচ্চ পিক্সেল রেজোলিউশন, ইন্ডাস্ট্রিয়াল-গ্রেড ক্যামেরা এবং ছোট আকারের কারণে এটি ইনডোর ও আউটডোরে দূর থেকে গভীরতার তথ্য সংগ্রহের জন্য ব্যবহার করা যায়।
চিত্র প্রক্রিয়াকরণ অ্যালগরিদম
বিশ্বের শীর্ষস্থানীয় ইমেজ প্রসেসিং এবং অ্যানালাইসিস অ্যালগরিদম ব্যবহার করার ফলে, এর প্রসেসিং ক্ষমতা শক্তিশালী, এটি কম সিপিইউ রিসোর্স ব্যবহার করে এবং এর নির্ভুলতা উচ্চ ও সামঞ্জস্যতা ভালো।
অ্যাপ্লিকেশন
ডিজিটাল ইন্ডাস্ট্রিয়াল ক্যামেরা প্রধানত ফ্যাক্টরি অটোমেশন, এজিভি নেভিগেশন, স্থান পরিমাপ, ইন্টেলিজেন্ট ট্র্যাফিক অ্যান্ড ট্রান্সপোর্টেশন (আইটিএস), এবং চিকিৎসা ও জীবন বিজ্ঞানে ব্যবহৃত হয়। আমাদের এরিয়া স্ক্যান, লাইন স্ক্যান এবং নেটওয়ার্ক ক্যামেরা বস্তুর অবস্থান ও অভিমুখ পরিমাপ, রোগীর কার্যকলাপ ও অবস্থা পর্যবেক্ষণ, মুখমণ্ডল শনাক্তকরণ, ট্র্যাফিক পর্যবেক্ষণ, ইলেকট্রনিক ও সেমিকন্ডাক্টর পরিদর্শন, লোক গণনা ও সারি পরিমাপ এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
www.hampotech.com
fairy@hampotech.com
পোস্ট করার সময়: ০৭-মার্চ-২০২৩
