Unsa ang TOF Camera? Ug Giunsa Kini Paggana?

TOF 3DCamera

Ang TOF 3D camera gitukod gamit ang pinakabag-o nga three-dimensional imaging technology. Ang TOF (Time of Flight) depth camera usa ka bag-ong henerasyon sa mga produkto sa distance detection ug 3D imaging technology. Padayon kini nga nagpadala og mga light pulse ngadto sa target, ug dayon gigamit ang sensor aron madawat ang kahayag nga gibalik gikan sa butang, ug makuha ang distansya sa target nga butang pinaagi sa pag-detect sa flight (round-trip) time sa light pulse.

Kasagaran gamiton sa mga TOF camera ang time-of-flight method sa pagsukod sa distansya, buot ipasabot, kon mogamit og ultrasonic waves, ug uban pa, hinumdomi ang pagsukod, ug mas masabtan nimo ang distansya. Kini nga pagsukod sa distansya mahimong himoon pinaagi sa light beams, busa ang mga bentaha sa aktuwal nga paggamit klaro gihapon kaayo. , kon gamiton kini nga camera, ang gidak-on masukod pinaagi sa imaging, nga sayon ​​kaayo. Ug kini nga paagi sa paggamit mao ang pinaagi sa light reflection, ang distansya mahibal-an pinaagi sa pagkalkulo sa return time, ug mas maayo nga perception ang makuha pinaagi sa sensor. Ang bentaha sa paggamit niini nga klase sa camera klaro kaayo. Dili lang kay mas taas ang mga pixel, apan ang pagdugang usab niini nga sensor makahimo sa pagkuha sa size map nga mas realistiko, ug dili na kinahanglan ang naglihok nga mga parte, ug mas maayo nga resulta ang makuha pinaagi lamang sa pagsukod. Kini mapuslanon kaayo sa praktikal nga mga aplikasyon, kini man sa pagposisyon o pagsukod, basta naa kay kini nga klase sa camera, mahimo kang mga mata sa daghang makinarya ug kagamitan sa aktuwal nga operasyon, ug tinuod nga makompleto ang awtomatikong operasyon.

Ang mga TOF camera awtomatikong makalikay sa mga babag sa paggamit. Pinaagi sa sensing performance, ang paggamit sa automation mahimong epektibo nga matuman, ug ang mga bentaha sa paggamit niini nga camera klaro kaayo. Dili lang kini mahibal-an ang gidaghanon ug impormasyon sa oras, apan lakip usab sa pagdumala sa kargamento. Ang pag-uswag sa automation mas episyente, makapadali sa pag-uswag sa kahusayan, ug makakuha og dakong bentaha sa pagsukod sa distansya ug presentasyon sa imahe. Ang kinauyokan niini nga camera makahimo. Kini makapresentar og mas maayo nga mga resulta, ug pinaagi sa pulse triggering, mahibal-an nimo ang detalyado nga target, dili lang makasubay, apan makahimo usab og three-dimensional modeling sa hulagway, nga maingon nga tukma kaayo.

UnsaonTOFTrabaho sa mga Kamera

Ang mga TOF camera naggamit ug aktibong pag-ila sa kahayag ug kasagaran naglakip sa mosunod nga mga bahin:

1. Yunit sa iradiasyon

Kinahanglan nga i-pulse sa irradiation unit ang light source sa dili pa kini mo-emit, ug ang modulated light pulse frequency mahimong moabot sa 100MHz. Tungod niini, ang light source gipaandar ug gipalong sa liboan ka beses atol sa pagkuha og imahe. Ang matag light pulse pipila lang ka nanoseconds ang gitas-on. Ang exposure time parameter sa camera ang nagtino sa gidaghanon sa mga pulse matag imahe.

Aron makab-ot ang tukmang mga sukod, ang mga pulso sa kahayag kinahanglan nga tukma nga makontrol aron adunay eksaktong parehas nga gidugayon, oras sa pagsaka, ug oras sa pagkahulog. Tungod kay bisan ang gagmay nga mga pagtipas sa usa lang ka nanosecond mahimong makahimo og mga sayop sa pagsukod sa distansya nga hangtod sa 15 cm.

Ang ingon nga taas nga frequency sa modulation ug katukma makab-ot lamang gamit ang sopistikado nga mga LED o laser diode.

Kasagaran, ang tinubdan sa kahayag sa iradiasyon usa ka tinubdan sa kahayag nga infrared nga dili makita sa mata sa tawo.

2. Lente nga optikal

Gigamit kini sa pagkolekta sa gipabanaag nga kahayag ug pagporma og imahe sa usa ka optical sensor. Apan, dili sama sa ordinaryong optical lenses, kinahanglan nga idugang ang bandpass filter dinhi aron masiguro nga ang kahayag lamang nga adunay parehas nga wavelength sa tinubdan sa kahayag ang makasulod. Ang katuyoan niini mao ang pagpugong sa dili magkatugma nga mga tinubdan sa kahayag aron makunhuran ang kasaba, samtang mapugngan ang photosensitive sensor nga ma-overexpose tungod sa external light interference.

3. Sensor sa pag-imahe

Ang kinauyokan sa TOF camera. Ang istruktura sa sensor susama sa usa ka ordinaryo nga image sensor, apan kini mas komplikado kay sa image sensor. Kini adunay 2 o labaw pa nga mga shutter aron mokuha og sample sa repleksyon sa kahayag sa lain-laing mga oras. Busa, ang TOF chip pixel mas dako kay sa kinatibuk-ang gidak-on sa pixel sa image sensor, kasagaran mga 100um.

4. Yunit sa pagkontrol

Ang han-ay sa mga pulso sa kahayag nga gipahinabo sa electronic control unit sa kamera tukma nga gi-synchronize sa pag-abli/pagsira sa electronic shutter sa chip. Kini naghimo sa pagbasa ug pag-convert sa mga karga sa sensor ug nagdirekta niini ngadto sa analysis unit ug data interface.

5. Yunit sa pagkompyuter

Ang computing unit makarekord og tukmang mga mapa sa giladmon. Ang mapa sa giladmon kasagaran usa ka grayscale nga imahe, diin ang matag bili nagrepresentar sa distansya tali sa nawong nga nagpabanaag sa kahayag ug sa kamera. Aron makakuha og mas maayong mga resulta, ang data calibration kasagaran gihimo.

Giunsa pagsukod sa TOF ang distansya?

Ang tinubdan sa kahayag sa kahayag kasagarang gi-modulate sa square wave pulses, tungod kay kini medyo sayon ​​ipatuman sa mga digital circuit. Ang matag pixel sa depth camera gilangkoban sa usa ka photosensitive unit (sama sa photodiode), nga maka-convert sa incident light ngadto sa electric current. Ang photosensitive unit konektado sa daghang high-frequency switches (G1, G2 sa hulagway sa ubos) aron magiyahan ang kuryente ngadto sa lain-laing mga capacitor nga makatipig og mga charge (S1, S2 sa hulagway sa ubos).

Usa ka control unit sa kamera ang mo-on ug mo-off sa tinubdan sa kahayag, nga magpadala og pulso sa kahayag. Sa samang higayon, ang control unit moabli ug mosira sa electronic shutter sa chip. Ang charge S₀Ang namugna niining paagiha sa pulso sa kahayag gitipigan sa elementong sensitibo sa kahayag.

Dayon, ang control unit mo-on ug mo-off sa light source sa ikaduhang higayon. Niining higayona, ang shutter moabli sa ulahi, sa punto sa oras nga ang light source mapalong. Ang charge S₁ang namugna karon gitipigan usab sa photosensitive element.

Tungod kay ang gidugayon sa usa ka light pulse mubo ra kaayo, kini nga proseso gisubli sa liboan ka beses hangtod nga maabot ang oras sa pagkaladlad. Ang mga kantidad sa light sensor basahon dayon ug ang aktuwal nga distansya makalkulo gikan niini nga mga kantidad.

Timan-i nga ang katulin sa kahayag kay c, t_pmao ang gidugayon sa pulso sa kahayag, S₀nagrepresentar sa karga nga nakolekta sa naunang shutter, ug ang S₁nagrepresentar sa karga nga nakolekta sa nalangan nga shutter, nan ang distansya nga d mahimong makalkulo gamit ang mosunod nga pormula:

Ang pinakagamay nga masukod nga distansya mao ang kung ang tanan nga karga nakolekta sa S0 atol sa mas sayo nga panahon sa shutter ug walay karga nga nakolekta sa S1 atol sa nalangan nga panahon sa shutter, ie S1 = 0. Ang pag-ilis sa pormula mohatag sa pinakagamay nga masukod nga distansya nga d=0.

Ang pinakadako nga masukod nga distansya mao ang lugar diin ang tanang karga nakolekta sa S1 ug walay karga nga nakolekta sa S0. Ang pormula unya moresulta sa d = 0.5 xc × tp. Busa, ang pinakataas nga masukod nga distansya gitino sa gilapdon sa pulso sa kahayag. Pananglitan, tp = 50 ns, ilisan sa pormula sa ibabaw, ang pinakataas nga gilay-on sa pagsukod nga d = 7.5m.

Disenyo sa hardware ug mga bahin sa produkto

Gigamit ang pinakabag-o nga solusyon sa TOF hardware sa kalibutan; Ang Class I luwas nga laser, taas nga resolusyon sa pixel, industrial-grade nga kamera, gamay nga gidak-on, magamit alang sa pagkolekta sa impormasyon sa giladmon sa sulod ug gawas sa balay.

Algoritmo sa pagproseso sa imahe

Gamit ang nanguna nga algorithm sa pagproseso ug pag-analisa sa imahe sa kalibutan, kini adunay kusog nga abilidad sa pagproseso, dili kaayo mogamit og mga kahinguhaan sa CPU, adunay taas nga katukma ug maayong pagkaangay.

Mga Aplikasyon

Ang mga digital industrial camera kasagarang gigamit sa factory automation, AGV navigation, space measurement, intelligent traffic and transportation (ITS), ug medical ug life sciences. Ang among area scan, line scan ug network camera kay kaylap nga gigamit sa object position ug orientation measurement, patient activity ug status monitoring, face recognition, traffic monitoring, electronic ug semiconductor inspection, people counting ug queue measurement ug uban pang mga natad.

www.hampotech.com

fairy@hampotech.com