TOF 3DCamera
A cámara 3D TOF está construída coa tecnoloxía de imaxe tridimensional máis avanzada. A cámara de profundidade TOF (tempo de voo) é unha nova xeración de produtos de tecnoloxía de detección de distancia e imaxe 3D. Envía continuamente pulsos de luz ao obxectivo e, a continuación, usa o sensor para recibir a luz devolvida polo obxecto e obtén a distancia do obxecto obxectivo detectando o tempo de voo (ida e volta) do pulso de luz.
As cámaras TOF adoitan empregar o método do tempo de voo na medición de distancias, é dicir, cando se usan ondas ultrasónicas, etc., lembra medir para comprender mellor a distancia. Esta medición de distancia pódese levar a cabo a través de feixes de luz, polo que as vantaxes no uso real seguen sendo moi obvias. 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 pódese obter unha percepción máis axeitada a través do sensor. A vantaxe de usar este tipo de cámara é moi obvia. Non só os píxeles son máis altos, senón que a adición deste sensor pode facer que a adquisición no mapa de tamaño sexa máis realista e non hai necesidade de pezas móbiles, e pódense obter mellores resultados só medindo. É moi vantaxoso en aplicacións prácticas, xa sexa de posicionamento ou de medición. Sempre que teñas este tipo de cámara, podes converterte nos ollos de máis maquinaria e equipos en funcionamento real e completar verdadeiramente o funcionamento automático.
As cámaras TOF poden evitar automaticamente obstáculos durante o seu uso. Grazas ao rendemento da detección, o uso da automatización pódese realizar de forma eficaz, e as vantaxes do uso desta cámara son moi obvias. Non só permite coñecer o volume e a información a tempo, senón tamén a manipulación da carga. A mellora da automatización fai que sexa 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 o disparo por pulsos, pódese coñecer o obxectivo detallado, non só se pode rastrexar, senón que tamén se pode realizar un modelado tridimensional na imaxe, o que se pode dicir que é moi preciso.
ComoTOFFuncionamento das cámaras
As cámaras TOF empregan detección activa de luz e adoitan incluír as seguintes partes:
1. Unidade de irradiación
A unidade de irradiación necesita modular por pulsos a fonte de luz antes de emitir, e a frecuencia dos pulsos de luz modulada pode chegar aos 100 MHz. Como resultado, a fonte de luz acéndese e apágase miles de veces durante a captura da imaxe. Cada pulso de luz dura só uns poucos nanosegundos. O parámetro de tempo de exposición da cámara determina o número de pulsos por imaxe.
Para lograr 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 mesmo pequenas desviacións dun só nanosegundo poden producir erros de medición de distancia de ata 15 cm.
Semellantes frecuencias de modulación e precisión elevadas só se poden conseguir con LED ou díodos láser sofisticados.
Xeralmente, a fonte de luz de irradiación é unha fonte de luz infravermella invisible para o ollo humano.
2. Lente óptica
Úsase para recoller a luz reflectida e formar unha imaxe nun sensor óptico. Non obstante, a diferenza das lentes ópticas ordinarias, cómpre engadir un filtro de paso de banda para garantir que só poida entrar luz coa mesma lonxitude de onda que a fonte de iluminación. O propósito disto é suprimir as fontes de luz incoherentes para reducir o ruído, ao tempo que evita que o sensor fotosensible se sobreexponga debido á interferencia da luz externa.
3. Sensor de imaxe
O núcleo da cámara TOF. A estrutura do sensor é similar á dun sensor de imaxe ordinario, pero é máis complexa que a dun sensor de imaxe. Contén 2 ou máis obturadores para tomar mostras da luz reflectida en diferentes momentos. Polo tanto, o píxel do chip TOF é moito maior que o tamaño xeral do píxel do sensor de imaxe, xeralmente arredor de 100 µm.
4. Unidade de control
A secuencia de pulsos de luz activados pola unidade de control electrónico da cámara está sincronizada con precisión coa apertura/peche do obturador electrónico do chip. Realiza a lectura e a conversión das cargas do sensor e diríxeas á unidade de análise e á interface de datos.
5. Unidade de computación
A unidade informática pode rexistrar 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 unha calibración de datos.
Como mide TOF a distancia?
A fonte de luz de iluminación xeralmente modúlase mediante pulsos de onda cadrada, porque é relativamente doado 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 seguinte) para guiar a corrente cara a diferentes condensadores que poden almacenar cargas (S1, S2 na figura seguinte).
Unha unidade de control da cámara acende e apaga a fonte de luz, enviando un pulso de luz. Ao mesmo tempo, a unidade de control abre e pecha o obturador electrónico do chip. A carga S0xerada deste xeito polo pulso de luz almacénase no elemento fotosensible.
Despois, a unidade de control acende e apaga a fonte de luz por segunda vez. Esta vez o obturador ábrese máis tarde, no momento en que a fonte de luz se apaga. A carga S1agora xerado tamén se almacena no elemento fotosensible.
Debido a que a duración dun único pulso de luz é tan curta, este proceso repítese miles de veces ata que se alcanza o tempo de exposición. Os valores do sensor de luz lense entón e a distancia real pódese calcular a partir destes valores.
Teña en conta que a velocidade da luz é c, tpé a duración do pulso de luz, S0representa a carga recollida polo obturador anterior, e S1representa a carga recollida polo obturador retardado, entón a distancia d pódese calcular mediante a seguinte fórmula:
A distancia medible máis pequena é cando toda a carga se recolle en S0 durante o período de obturación anterior e non se recolle carga en S1 durante o período de obturación retardado, é dicir, S1 = 0. Substituíndo na fórmula darase a distancia mínima medible d=0.
A maior distancia medible é onde toda a carga se recolle en S1 e non se recolle ningunha carga en S0. A fórmula produce entón d = 0,5 xc × tp. Polo tanto, a distancia máxima medible vén determinada pola anchura do pulso de luz. Por exemplo, tp = 50 ns, substituíndo na fórmula anterior a distancia máxima de medición d = 7,5 m.
Deseño de hardware e características do produto
Adopta a solución de hardware TOF máis avanzada do mundo; láser seguro de clase I, alta resolución de píxeles, cámara de grao industrial, tamaño pequeno, pódese usar para a recollida de información de profundidade a longa distancia en interiores e exteriores.
Algoritmo de procesamento de imaxes
Usando o algoritmo de procesamento e análise de imaxes líder mundial, ten unha forte capacidade de procesamento, consume menos recursos de CPU, ten alta precisión e boa compatibilidade.
Aplicacións
Cámaras industriais dixitais úsanse principalmente na automatización de fábricas, navegación AGV, medición espacial, tráfico e transporte intelixentes (ITS) e ciencias médicas e da vida. As nosas cámaras de dixitalización de área, dixitalización lineal e de rede úsanse amplamente na medición da posición e orientación de obxectos, monitorización da actividade e o estado dos pacientes, recoñecemento facial, monitorización do tráfico, inspección electrónica e de semicondutores, reconto de persoas e medición de colas e outros campos.
www.hampotech.com
fairy@hampotech.com
Data de publicación: 07-03-2023
