Co je TOF Camera?a jak to funguje?

TOF 3DCamera

3D kamera TOF je postavena s nejpokročilejší technologií trojrozměrného zobrazování.Hloubková kamera TOF (Time of Flight) je nová generace produktů technologie detekce vzdálenosti a 3D zobrazování.Nepřetržitě vysílá světelné pulsy k cíli a poté používá senzor k přijímání světla vráceného z objektu a získává vzdálenost cílového objektu detekcí doby letu (zpáteční) světelného pulsu.

Kamery TOF obvykle používají při měření vzdálenosti metodu doby letu, to znamená, že když používáte ultrazvukové vlny atd., nezapomeňte měřit a můžete dále pochopit vzdálenost.Toto měření vzdálenosti lze provádět pomocí světelných paprsků, takže výhody při skutečném použití jsou stále velmi zřejmé., při použití tohoto fotoaparátu lze velikost měřit snímkováním, což je velmi pohodlné.A tento způsob použití je prostřednictvím odrazu světla, vzdálenost lze zjistit výpočtem doby návratu a prostřednictvím senzoru lze získat adekvátnější vjem.Výhoda použití tohoto typu fotoaparátu je zcela zřejmá.Nejenže jsou pixely vyšší, ale také přidání tohoto snímače může učinit pořízení na mapě velikostí realističtější a nejsou potřeba pohyblivé části a lepší výsledky lze získat pouze měřením.Je to velmi výhodné v praktických aplikacích, ať už jde o polohování nebo měření, pokud máte tento druh kamery, můžete se stát očima více strojů a zařízení v reálném provozu a skutečně dokončit automatický provoz.

Kamery TOF se mohou automaticky vyhýbat překážkám při používání.Prostřednictvím snímacího výkonu lze efektivně realizovat použití automatizace a výhody použití této kamery jsou velmi zřejmé.Může nejen znát objem a informace v čase, ale také při manipulaci s nákladem. Zlepšení automatizace je efektivnější, může urychlit zlepšení účinnosti a může získat velké výhody v měření vzdálenosti a prezentaci obrazu.Jádro této kamery umí.Představuje lepší výsledky a díky pulznímu spouštění můžete znát podrobný cíl, nejen sledovat, ale také provádět trojrozměrné modelování na obrázku, o kterém lze říci, že je velmi přesné.

JakTOFFotoaparáty fungují

Kamery TOF používají aktivní detekci světla a obvykle obsahují následující části:

1. Jednotka ozařování

Ozařovací jednotka musí před vyzařováním pulzně modulovat světelný zdroj a frekvence modulovaných světelných pulzů může být až 100 MHz.Výsledkem je, že světelný zdroj se během snímání obrazu tisíckrát zapne a vypne.Každý světelný puls je dlouhý jen několik nanosekund.Parametr expozičního času fotoaparátu určuje počet pulzů na snímek.

Aby bylo dosaženo přesných měření, musí být světelné impulsy přesně řízeny tak, aby měly přesně stejnou dobu trvání, dobu náběhu a dobu poklesu.Protože i malé odchylky pouhé jedné nanosekundy mohou způsobit chyby měření vzdálenosti až 15 cm.

Tak vysoké modulační frekvence a přesnosti lze dosáhnout pouze pomocí sofistikovaných LED nebo laserových diod.

Zdrojem ozařovacího světla je obecně pro lidské oko neviditelný zdroj infračerveného světla.

2. Optická čočka

Používá se ke shromažďování odraženého světla a vytváření obrazu na optickém senzoru.Na rozdíl od běžných optických čoček je zde ale potřeba přidat pásmovou propust, aby bylo zajištěno, že dovnitř pronikne pouze světlo o stejné vlnové délce jako zdroj osvětlení.Účelem toho je potlačit nekoherentní světelné zdroje pro snížení šumu a zároveň zabránit přeexponování fotosenzitivního senzoru v důsledku vnější interference světla.

3. Zobrazovací senzor

Jádro kamery TOF.Struktura snímače je podobná jako u běžného obrazového snímače, je však složitější než obrazový snímač.Obsahuje 2 nebo více závěrek pro vzorkování odraženého světla v různých časech.Proto je pixel čipu TOF mnohem větší než obecná velikost pixelu obrazového snímače, obecně kolem 100 um.

4. Řídicí jednotka

Sekvence světelných impulsů spouštěných elektronickou řídicí jednotkou kamery je přesně synchronizována s otevíráním/zavíráním elektronické závěrky čipu.Provádí odečet a konverzi nábojů senzoru a nasměruje je do analytické jednotky a datového rozhraní.

5. Výpočetní jednotka

Výpočetní jednotka dokáže zaznamenávat přesné hloubkové mapy.Hloubková mapa je obvykle obrázek ve stupních šedi, kde každá hodnota představuje vzdálenost mezi povrchem odrážejícím světlo a fotoaparátem.Pro dosažení lepších výsledků se obvykle provádí kalibrace dat.

Jak TOF měří vzdálenost?

Světelný zdroj osvětlení je obecně modulován pulsy obdélníkové vlny, protože je relativně snadné jej implementovat pomocí digitálních obvodů.Každý pixel hloubkové kamery se skládá z fotocitlivé jednotky (jako je fotodioda), která dokáže přeměnit dopadající světlo na elektrický proud.Fotocitlivá jednotka je spojena s několika vysokofrekvenčními spínači (G1, G2 na obrázku níže) pro vedení proudu do různých kondenzátorů, které mohou ukládat náboje (S1, S2 na obrázku níže).

Řídicí jednotka na kameře zapíná a vypíná zdroj světla a vysílá světelný puls.Ve stejném okamžiku řídící jednotka otevře a zavře elektronickou závěrku na čipu.Obvinění S₀takto generovaný světelný impuls je uložen na fotocitlivém prvku.

Poté řídicí jednotka zapne a vypne světelný zdroj podruhé.Tentokrát se závěrka otevře později, v okamžiku, kdy je zdroj světla vypnutý.Obvinění S₁nyní vygenerovaný je také uložen na fotocitlivém prvku.

Protože doba trvání jednoho světelného pulsu je tak krátká, tento proces se opakuje tisíckrát, dokud není dosaženo doby expozice.Poté se odečítají hodnoty ve světelném senzoru a z těchto hodnot lze vypočítat skutečnou vzdálenost.

Všimněte si, že rychlost světla je c, t_pje doba trvání světelného pulsu, S₀představuje náboj shromážděný dřívější závěrkou a S₁představuje náboj shromážděný zpožděnou závěrkou, pak lze vzdálenost d vypočítat podle následujícího vzorce:

Nejmenší měřitelná vzdálenost je, když se veškerý náboj shromáždí v S0 během dřívější doby závěrky a žádný náboj se shromáždí v S1 během zpožděné doby závěrky, tj. S1 = 0. Dosazením do vzorce získáme minimální měřitelnou vzdálenost d=0.

Největší měřitelná vzdálenost je ta, kde se veškerý náboj shromažďuje v S1 a v S0 se nesbírá vůbec žádný.Vzorec pak dává d = 0,5 xc × tp.Maximální měřitelná vzdálenost je tedy určena šířkou světelného pulzu.Například tp = 50 ns, dosadíme-li do výše uvedeného vzorce, maximální vzdálenost měření d = 7,5 m.

Návrh hardwaru a vlastnosti produktu

Přijměte nejpokročilejší hardwarové řešení TOF na světě;Bezpečný laser třídy I, vysoké rozlišení pixelů, průmyslová kamera, malá velikost, lze použít pro vnitřní i venkovní shromažďování informací o hloubce na velké vzdálenosti.

Algoritmus zpracování obrazu

Díky použití předního světového algoritmu pro zpracování a analýzu obrazu má silnou schopnost zpracování, zabírá méně zdrojů CPU, má vysokou přesnost a dobrou kompatibilitu.

Aplikace

Digitální průmyslové kamery používané hlavně v automatizaci továren, navigaci AGV, měření vesmíru, inteligentní dopravě a dopravě (ITS) a lékařských a biologických vědách.Naše plošné skenování, řádkové skenování a síťové kamery jsou široce používány při měření polohy a orientace objektu, monitorování aktivity a stavu pacienta, rozpoznávání obličejů, monitorování provozu, elektronické a polovodičové inspekce, počítání lidí a měření front a dalších oborech.

www.hampotech.com

fairy@hampotech.com