Que é a cámara TOF?E como funciona?

TOF 3DCamera

A cámara TOF 3D está construída coa tecnoloxía de imaxe tridimensional máis avanzada.A cámara de profundidade TOF (Time of Flight) é unha nova xeración de produtos de tecnoloxía de detección de distancia e imaxes 3D.Envía continuamente pulsos de luz ao obxectivo, e despois usa o sensor para recibir a luz que devolve o obxecto e obtén a distancia do obxecto obxectivo detectando o tempo de voo (ida e volta) do pulso luminoso.

As cámaras TOF adoitan usar o método do tempo de voo na medición da distancia, é dicir, cando se usan ondas ultrasónicas, etc., recorda medir e poderás comprender máis a distancia.Esta medición da distancia pódese realizar a través de raios de luz, polo que as vantaxes no uso real aínda son moi evidentes., cando se usa esta cámara, o tamaño pódese medir mediante imaxes, o que é moi cómodo.E esta forma de uso é a través da reflexión da luz, a distancia pódese coñecer calculando o tempo de retorno, e a través do sensor pódese obter unha percepción máis adecuada.A vantaxe de usar este tipo de cámara é moi obvia.Non só os píxeles son máis altos, senón que tamén a adición deste sensor pode facer que a adquisición no mapa de tamaño sexa máis realista e non hai necesidade de pezas móbiles e só se poden obter mellores resultados medindo.É moi vantaxoso en aplicacións prácticas, xa sexa o posicionamento ou a medición, sempre que teñas este tipo de cámara, podes converterte nos ollos de máis maquinaria e equipos en funcionamento real e completar realmente a operación automática.

As cámaras TOF poden evitar automaticamente obstáculos en uso.A través do rendemento da detección, o uso da automatización pódese realizar de forma efectiva e as vantaxes de usar esta cámara son moi obvias.Non só pode coñecer o volume e a información no tempo, senón tamén no manexo da carga, a mellora da automatización é máis eficiente, pode acelerar a mellora da eficiencia e pode obter grandes vantaxes na medición da distancia e na presentación de imaxes.O núcleo desta cámara pode.Presenta mellores resultados e, mediante a activación do pulso, pode coñecer o obxectivo detallado, non só pode rastrexar, senón que tamén pode realizar un modelado tridimensional da imaxe, que se pode dicir que é moi preciso.

ComoTOFCámaras Funcionan

As cámaras TOF usan detección de luz activa e normalmente inclúen as seguintes partes:

1. Unidade de irradiación

A unidade de irradiación debe modular a fonte de luz por pulso antes de emitir, e a frecuencia do pulso de luz modulada pode chegar a 100 MHz.Como resultado, a fonte de luz acéndese e apágase miles de veces durante a captura de imaxes.Cada pulso luminoso ten só uns poucos nanosegundos.O parámetro de tempo de exposición da cámara determina o número de pulsos por imaxe.

Para conseguir medicións precisas, os pulsos de luz deben controlarse con precisión para que teñan exactamente a mesma duración, tempo de subida e tempo de baixada.Porque incluso pequenas desviacións de só un nanosegundo poden producir erros de medición de distancia de ata 15 cm.

Esas altas frecuencias de modulación e precisión só se poden conseguir con LEDs sofisticados ou díodos láser.

Xeralmente, a fonte de luz de irradiación é unha fonte de luz infravermella invisible para o ollo humano.

2. Lente óptica

Utilízase para recoller a luz reflectida e formar unha imaxe nun sensor óptico.Non obstante, a diferenza das lentes ópticas ordinarias, aquí hai que engadir un filtro pasabanda para garantir que só poida entrar luz coa mesma lonxitude de onda que a fonte de iluminación.O obxectivo deste é suprimir fontes de luz incoherentes para reducir o ruído, evitando ao mesmo tempo que o sensor fotosensible quede sobreexposto debido á interferencia da luz externa.

3. Sensor de imaxe

O núcleo da cámara TOF.A estrutura do sensor é semellante á dun sensor de imaxe común, pero é máis complexo que un sensor de imaxe.Contén 2 ou máis obturadores para probar a luz reflectida en diferentes momentos.Polo tanto, o píxel do chip TOF é moito maior que o tamaño do píxel do sensor de imaxe xeral, xeralmente ao redor de 100 um.

4. Unidade de control

A secuencia de pulsos de luz desencadeada pola unidade de control electrónico da cámara está sincronizada con precisión coa apertura/pechadura do obturador electrónico do chip.Realiza a lectura e conversión das cargas do sensor e diríxeas á unidade de análise e á interface de datos.

5. Unidade de computación

A unidade de computación pode gravar mapas de profundidade precisos.Un mapa de profundidade adoita ser unha imaxe en escala de grises, onde cada valor representa a distancia entre a superficie que reflicte a luz e a cámara.Para obter mellores resultados, adoita realizarse a calibración dos datos.

Como mide a distancia TOF?

A fonte de luz de iluminación é xeralmente modulada por pulsos de onda cadrada, porque é relativamente fácil de implementar con circuítos dixitais.Cada píxel da cámara de profundidade está composto por unha unidade fotosensible (como un fotodiodo), que pode converter a luz incidente en corrente eléctrica.A unidade fotosensible está conectada con varios interruptores de alta frecuencia (G1, G2 na figura de abaixo) para guiar a corrente a diferentes capacitores que poden almacenar cargas (S1, S2 na figura de abaixo).

Unha unidade de control da cámara acende e apaga a fonte de luz, enviando un pulso de luz.Ao mesmo momento, a unidade de control abre e pecha o obturador electrónico do chip.O cargo S₀xerado deste xeito polo pulso luminoso almacénase no elemento fotosensible.

A continuación, a unidade de control acende e apaga a fonte de luz por segunda vez.Esta vez a persiana ábrese máis tarde, no momento no que se apaga a fonte de luz.O cargo S₁agora xerado tamén se almacena no elemento fotosensible.

Debido a que a duración dun só pulso de luz é tan curta, este proceso repítese miles de veces ata alcanzar o tempo de exposición.A continuación lense os valores do sensor de luz e pódese calcular a distancia real a partir destes valores.

Teña en conta que a velocidade da luz é c, t_pé a duración do pulso luminoso, S₀representa a carga recollida polo obturador anterior, e S₁representa a carga recollida polo obturador retardado, entón a distancia d pódese calcular coa seguinte fórmula:

A menor distancia medible é cando toda a carga se recolle en S0 durante o período de obturación anterior e non se recolle ningunha carga en S1 durante o período de obturación retardada, é dicir, S1 = 0. A substitución na fórmula dará a distancia mínima medible d=0.

A maior distancia medible é onde se recolle toda a carga en S1 e non se recolle ningunha carga en S0.A fórmula dá entón d = 0,5 xc × tp.Polo tanto, a distancia máxima medible está determinada polo ancho do pulso luminoso.Por exemplo, tp = 50 ns, substituíndo na fórmula anterior, a distancia máxima de medida d = 7,5 m.

Deseño de hardware e características do produto

Adopta a solución de hardware TOF máis avanzada do mundo;Láser seguro Clase I, alta resolución de píxeles, cámara de grao industrial, tamaño pequeno, pódese utilizar para a recollida de información de profundidade de longa distancia en interiores e exteriores.

Algoritmo de procesamento de imaxes

Usando o algoritmo de análise e procesamento de imaxes líder do mundo, ten unha gran capacidade de procesamento, ocupa menos recursos da CPU, ten alta precisión e boa compatibilidade.

Aplicacións

Cámaras industriais dixitais utilizadas principalmente en automatización de fábricas, navegación AGV, medición espacial, tráfico e transporte intelixentes (ITS) e ciencias médicas e da vida.A nosa exploración de área, exploración de liñas e cámaras de rede utilízanse amplamente na medición da posición e orientación de obxectos, a actividade do paciente e o seguimento do estado, o recoñecemento facial, o seguimento do tráfico, a inspección electrónica e de semicondutores, o reconto de persoas e a medición de filas e outros campos.

www.hampotech.com

fairy@hampotech.com