TOF કેમેરા શું છે? અને તે કેવી રીતે કામ કરે છે?

TOF 3DCઅમેરા

TOF 3D કેમેરા સૌથી અદ્યતન ત્રિ-પરિમાણીય ઇમેજિંગ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવ્યો છે. TOF (ટાઈમ ઓફ ફ્લાઇટ) ડેપ્થ કેમેરા એ અંતર શોધ અને 3D ઇમેજિંગ ટેકનોલોજી ઉત્પાદનોની નવી પેઢી છે. તે સતત લક્ષ્ય પર પ્રકાશના ધબકારા મોકલે છે, અને પછી સેન્સરનો ઉપયોગ ઑબ્જેક્ટમાંથી પરત આવતા પ્રકાશને પ્રાપ્ત કરવા માટે કરે છે, અને પ્રકાશના ધબકારાના ફ્લાઇટ (રાઉન્ડ-ટ્રીપ) સમયને શોધીને લક્ષ્ય ઑબ્જેક્ટનું અંતર મેળવે છે.

TOF કેમેરા સામાન્ય રીતે અંતર માપનમાં ફ્લાઇટનો સમય પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરે છે, એટલે કે, અલ્ટ્રાસોનિક તરંગો વગેરેનો ઉપયોગ કરતી વખતે, માપવાનું યાદ રાખો, અને તમે અંતરને વધુ સમજી શકો છો. આ અંતર માપન પ્રકાશ બીમ દ્વારા કરી શકાય છે, તેથી વાસ્તવિક ઉપયોગમાં ફાયદા હજુ પણ ખૂબ જ સ્પષ્ટ છે. , જ્યારે આ કેમેરાનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે કદ ઇમેજિંગ દ્વારા માપી શકાય છે, જે ખૂબ જ અનુકૂળ છે. અને ઉપયોગની આ રીત પ્રકાશ પ્રતિબિંબ દ્વારા છે, પરત સમયની ગણતરી કરીને અંતર જાણી શકાય છે, અને સેન્સર દ્વારા વધુ પર્યાપ્ત ધારણા મેળવી શકાય છે. આ પ્રકારના કેમેરાનો ઉપયોગ કરવાનો ફાયદો ખૂબ જ સ્પષ્ટ છે. માત્ર પિક્સેલ વધારે નથી, પણ આ સેન્સરનો ઉમેરો કદ નકશા પરના સંપાદનને વધુ વાસ્તવિક બનાવી શકે છે, અને ભાગોને ખસેડવાની જરૂર નથી, અને ફક્ત માપન દ્વારા જ વધુ સારા પરિણામો મેળવી શકાય છે. તે વ્યવહારિક એપ્લિકેશનોમાં ખૂબ જ ફાયદાકારક છે, પછી ભલે તે સ્થિતિ હોય કે માપન, જ્યાં સુધી તમારી પાસે આ પ્રકારનો કેમેરા હોય, ત્યાં સુધી તમે વાસ્તવિક કામગીરીમાં વધુ મશીનરી અને સાધનોની આંખો બની શકો છો, અને ખરેખર સ્વચાલિત કામગીરી પૂર્ણ કરી શકો છો.

TOF કેમેરા આપમેળે ઉપયોગમાં આવતા અવરોધોને ટાળી શકે છે. સેન્સિંગ કામગીરી દ્વારા, ઓટોમેશનનો ઉપયોગ અસરકારક રીતે સાકાર કરી શકાય છે, અને આ કેમેરાનો ઉપયોગ કરવાના ફાયદા ખૂબ જ સ્પષ્ટ છે. તે માત્ર સમયસર વોલ્યુમ અને માહિતી જાણી શકતું નથી, પરંતુ કાર્ગો હેન્ડલિંગમાં પણ, ઓટોમેશનમાં સુધારો વધુ કાર્યક્ષમ છે, કાર્યક્ષમતામાં સુધારો ઝડપી બનાવી શકે છે, અને અંતર માપન અને છબી પ્રસ્તુતિમાં મોટા ફાયદા મેળવી શકે છે. આ કેમેરાનો મુખ્ય ભાગ કરી શકે છે. તે વધુ સારા પરિણામો રજૂ કરે છે, અને પલ્સ ટ્રિગરિંગ દ્વારા, તમે વિગતવાર લક્ષ્યને જાણી શકો છો, માત્ર ટ્રેક કરી શકતા નથી, પરંતુ ચિત્ર પર ત્રિ-પરિમાણીય મોડેલિંગ પણ કરી શકો છો, જે ખૂબ જ સચોટ કહી શકાય.

કેવી રીતેTOFકેમેરા કામ કરે છે

TOF કેમેરા સક્રિય પ્રકાશ શોધનો ઉપયોગ કરે છે અને સામાન્ય રીતે નીચેના ભાગોનો સમાવેશ કરે છે:

૧. ઇરેડિયેશન યુનિટ

ઇરેડિયેશન યુનિટને ઉત્સર્જિત કરતા પહેલા પ્રકાશ સ્ત્રોતને પલ્સ મોડ્યુલેટ કરવાની જરૂર છે, અને મોડ્યુલેટેડ પ્રકાશ પલ્સ ફ્રીક્વન્સી 100MHz જેટલી ઊંચી હોઈ શકે છે. પરિણામે, છબી કેપ્ચર દરમિયાન પ્રકાશ સ્ત્રોત હજારો વખત ચાલુ અને બંધ થાય છે. દરેક પ્રકાશ પલ્સ ફક્ત થોડા નેનોસેકન્ડ લાંબો હોય છે. કેમેરાનો એક્સપોઝર સમય પરિમાણ પ્રતિ છબી પલ્સની સંખ્યા નક્કી કરે છે.

સચોટ માપન પ્રાપ્ત કરવા માટે, પ્રકાશના ધબકારાને ચોક્કસ રીતે નિયંત્રિત કરવા જોઈએ જેથી તેમનો સમયગાળો, ઉદય સમય અને પડવાનો સમય બરાબર સમાન હોય. કારણ કે માત્ર એક નેનોસેકન્ડના નાના વિચલનો પણ 15 સેમી સુધીની અંતર માપન ભૂલો પેદા કરી શકે છે.

આવી ઉચ્ચ મોડ્યુલેશન ફ્રીક્વન્સીઝ અને ચોકસાઇ ફક્ત અત્યાધુનિક LED અથવા લેસર ડાયોડથી જ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.

સામાન્ય રીતે, ઇરેડિયેશન પ્રકાશ સ્ત્રોત એ ઇન્ફ્રારેડ પ્રકાશ સ્ત્રોત છે જે માનવ આંખ માટે અદ્રશ્ય હોય છે.

2. ઓપ્ટિકલ લેન્સ

તેનો ઉપયોગ પ્રતિબિંબિત પ્રકાશને એકત્રિત કરવા અને ઓપ્ટિકલ સેન્સર પર છબી બનાવવા માટે થાય છે. જો કે, સામાન્ય ઓપ્ટિકલ લેન્સથી વિપરીત, અહીં બેન્ડપાસ ફિલ્ટર ઉમેરવાની જરૂર છે જેથી ખાતરી કરી શકાય કે પ્રકાશ સ્ત્રોત જેટલી જ તરંગલંબાઇ ધરાવતો પ્રકાશ જ પ્રવેશી શકે. આનો હેતુ અવાજ ઘટાડવા માટે અસંગત પ્રકાશ સ્ત્રોતોને દબાવવાનો છે, જ્યારે પ્રકાશસંવેદનશીલ સેન્સરને બાહ્ય પ્રકાશ હસ્તક્ષેપને કારણે વધુ પડતા સંપર્કમાં આવતા અટકાવે છે.

૩. ઇમેજિંગ સેન્સર

TOF કેમેરાનો મુખ્ય ભાગ. સેન્સરની રચના સામાન્ય ઇમેજ સેન્સર જેવી જ છે, પરંતુ તે ઇમેજ સેન્સર કરતાં વધુ જટિલ છે. તેમાં અલગ અલગ સમયે પ્રતિબિંબિત પ્રકાશના નમૂના લેવા માટે 2 અથવા વધુ શટર હોય છે. તેથી, TOF ચિપ પિક્સેલ સામાન્ય ઇમેજ સેન્સર પિક્સેલ કદ કરતા ઘણો મોટો હોય છે, સામાન્ય રીતે 100um ની આસપાસ.

4. નિયંત્રણ એકમ

કેમેરાના ઇલેક્ટ્રોનિક કંટ્રોલ યુનિટ દ્વારા શરૂ થતા પ્રકાશના ધબકારાના ક્રમને ચિપના ઇલેક્ટ્રોનિક શટરના ખુલવા/બંધ થવા સાથે ચોક્કસ રીતે સમન્વયિત કરવામાં આવે છે. તે સેન્સર ચાર્જનું વાંચન અને રૂપાંતર કરે છે અને તેમને વિશ્લેષણ યુનિટ અને ડેટા ઇન્ટરફેસ તરફ દિશામાન કરે છે.

૫. કમ્પ્યુટિંગ યુનિટ

કમ્પ્યુટિંગ યુનિટ ચોક્કસ ઊંડાઈ નકશા રેકોર્ડ કરી શકે છે. ઊંડાઈ નકશા સામાન્ય રીતે ગ્રેસ્કેલ છબી હોય છે, જ્યાં દરેક મૂલ્ય પ્રકાશ-પ્રતિબિંબિત સપાટી અને કેમેરા વચ્ચેનું અંતર દર્શાવે છે. વધુ સારા પરિણામો મેળવવા માટે, ડેટા કેલિબ્રેશન સામાન્ય રીતે કરવામાં આવે છે.

TOF અંતર કેવી રીતે માપે છે?

પ્રકાશ સ્ત્રોત સામાન્ય રીતે ચોરસ તરંગ પલ્સ દ્વારા મોડ્યુલેટ કરવામાં આવે છે, કારણ કે તે ડિજિટલ સર્કિટ સાથે અમલમાં મૂકવું પ્રમાણમાં સરળ છે. ડેપ્થ કેમેરાનો દરેક પિક્સેલ એક ફોટોસેન્સિટિવ યુનિટ (જેમ કે ફોટોડાયોડ) થી બનેલો છે, જે ઘટના પ્રકાશને ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહમાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે. ફોટોસેન્સિટિવ યુનિટ બહુવિધ ઉચ્ચ-આવર્તન સ્વીચો (નીચેની આકૃતિમાં G1, G2) સાથે જોડાયેલ છે જેથી વર્તમાનને વિવિધ કેપેસિટરમાં માર્ગદર્શન મળે જે ચાર્જ સંગ્રહિત કરી શકે છે (નીચેની આકૃતિમાં S1, S2).

કેમેરા પરનું કંટ્રોલ યુનિટ પ્રકાશ સ્ત્રોતને ચાલુ અને બંધ કરે છે, પ્રકાશનો ધબકારા મોકલે છે. તે જ ક્ષણે, કંટ્રોલ યુનિટ ચિપ પરનું ઇલેક્ટ્રોનિક શટર ખોલે છે અને બંધ કરે છે. ચાર્જ S₀આ રીતે પ્રકાશના ધબકારા દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ પ્રકાશસંવેદનશીલ તત્વ પર સંગ્રહિત થાય છે.

પછી, કંટ્રોલ યુનિટ બીજી વખત પ્રકાશ સ્ત્રોતને ચાલુ અને બંધ કરે છે. આ વખતે શટર પાછળથી ખુલે છે, તે સમયે જ્યારે પ્રકાશ સ્ત્રોત બંધ હોય છે. ચાર્જ S₁હવે જનરેટ થયેલ છે તે પ્રકાશસંવેદનશીલ તત્વ પર પણ સંગ્રહિત થાય છે.

એક જ પ્રકાશ પલ્સનો સમયગાળો ખૂબ જ ટૂંકો હોવાથી, આ પ્રક્રિયા એક્સપોઝર સમય સુધી પહોંચે ત્યાં સુધી હજારો વખત પુનરાવર્તિત થાય છે. પછી પ્રકાશ સેન્સરમાં મૂલ્યો વાંચવામાં આવે છે અને આ મૂલ્યો પરથી વાસ્તવિક અંતરની ગણતરી કરી શકાય છે.

નોંધ કરો કે પ્રકાશની ગતિ c, t છે_pપ્રકાશ પલ્સનો સમયગાળો છે, S₀પહેલાના શટર દ્વારા એકત્રિત કરાયેલ ચાર્જનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, અને S₁વિલંબિત શટર દ્વારા એકત્રિત કરાયેલ ચાર્જનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, પછી અંતર d નીચેના સૂત્ર દ્વારા ગણતરી કરી શકાય છે:

સૌથી નાનું માપી શકાય તેવું અંતર એ છે જ્યારે પહેલાના શટર સમયગાળા દરમિયાન બધા ચાર્જ S0 માં એકત્રિત કરવામાં આવે છે અને વિલંબિત શટર સમયગાળા દરમિયાન S1 માં કોઈ ચાર્જ એકત્રિત કરવામાં આવતો નથી, એટલે કે S1 = 0. સૂત્રમાં બદલવાથી લઘુત્તમ માપી શકાય તેવું અંતર d=0 મળશે.

માપી શકાય તેવું સૌથી મોટું અંતર એ છે જ્યાં S1 માં બધો ચાર્જ એકત્રિત થાય છે અને S0 માં કોઈ ચાર્જ એકત્રિત થતો નથી. ત્યારબાદ સૂત્ર d = 0.5 xc × tp આપે છે. તેથી મહત્તમ માપી શકાય તેવું અંતર પ્રકાશ પલ્સ પહોળાઈ દ્વારા નક્કી થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, tp = 50 ns, ઉપરોક્ત સૂત્રને બદલે, મહત્તમ માપન અંતર d = 7.5m.

હાર્ડવેર ડિઝાઇન અને ઉત્પાદન સુવિધાઓ

વિશ્વના સૌથી અદ્યતન TOF હાર્ડવેર સોલ્યુશનને અપનાવો; વર્ગ I સલામત લેસર, ઉચ્ચ પિક્સેલ રિઝોલ્યુશન, ઔદ્યોગિક-ગ્રેડ કેમેરા, નાના કદનો ઉપયોગ ઘરની અંદર અને બહાર લાંબા-અંતરની ઊંડાઈ માહિતી સંગ્રહ માટે થઈ શકે છે.

છબી પ્રક્રિયા અલ્ગોરિધમ

વિશ્વના અગ્રણી ઇમેજ પ્રોસેસિંગ અને વિશ્લેષણ અલ્ગોરિધમનો ઉપયોગ કરીને, તે મજબૂત પ્રોસેસિંગ ક્ષમતા ધરાવે છે, ઓછા CPU સંસાધનો લે છે, ઉચ્ચ ચોકસાઈ અને સારી સુસંગતતા ધરાવે છે.

અરજીઓ

ડિજિટલ ઔદ્યોગિક કેમેરા મુખ્યત્વે ફેક્ટરી ઓટોમેશન, AGV નેવિગેશન, અવકાશ માપન, બુદ્ધિશાળી ટ્રાફિક અને પરિવહન (ITS), અને તબીબી અને જીવન વિજ્ઞાનમાં વપરાય છે. અમારા ક્ષેત્ર સ્કેન, લાઇન સ્કેન અને નેટવર્ક કેમેરાનો વ્યાપકપણે ઑબ્જેક્ટ પોઝિશન અને ઓરિએન્ટેશન માપન, દર્દીની પ્રવૃત્તિ અને સ્થિતિ દેખરેખ, ચહેરાની ઓળખ, ટ્રાફિક દેખરેખ, ઇલેક્ટ્રોનિક અને સેમિકન્ડક્ટર નિરીક્ષણ, લોકોની ગણતરી અને કતાર માપન અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં ઉપયોગ થાય છે.

www.hampotech.com

fairy@hampotech.com