TOF 3DCamera
La telecamera TOF 3D è realizzata con la tecnologia di imaging tridimensionale più avanzata. La telecamera di profondità TOF (Time of Flight) rappresenta una nuova generazione di prodotti per il rilevamento della distanza e l'imaging 3D. Invia continuamente impulsi luminosi verso il bersaglio e, utilizzando il sensore, riceve la luce riflessa dall'oggetto, ottenendo così la distanza del bersaglio misurando il tempo di volo (andata e ritorno) dell'impulso luminoso.
Le telecamere TOF utilizzano solitamente il metodo del tempo di volo per la misurazione della distanza, ovvero, quando si utilizzano onde ultrasoniche, ecc., ricordandosi di misurare, è possibile comprendere meglio la distanza. Questa misurazione della distanza può essere effettuata tramite fasci di luce, quindi i vantaggi nell'uso pratico sono ancora molto evidenti. Quando si utilizza questa telecamera, le dimensioni possono essere misurate tramite l'imaging, il che è molto conveniente. E questo metodo di utilizzo è tramite la riflessione della luce, è possibile conoscere la distanza calcolando il tempo di ritorno e si può ottenere una percezione più accurata attraverso il sensore è molto è è è è è è è è l'aggiunta di è molto evidente che l'aggiunta di questo tipo di telecamera può anche essere l'acquisizione su mappa delle dimensioni e può essere più realistico e non è necessario che ci siano parti mobili e si possono ottenere risultati migliori solo misurando , è molto vantaggioso nelle applicazioni pratiche sia che sia posizionamento o misurazione finché è sufficiente avere questo tipo di telecamera è sufficiente è diventare gli occhi di più macchinari e attrezzature in effetti nel funzionamento effettivo e completare veramente il funzionamento di un sistema automatizzato.
Le telecamere TOF possono evitare automaticamente gli ostacoli durante l'utilizzo. Grazie alle prestazioni di rilevamento, l'automazione può essere realizzata in modo efficace e i vantaggi derivanti dall'utilizzo di questa telecamera sono evidenti. Non solo è in grado di conoscere il volume e le informazioni in tempo reale, ma anche di migliorare l'efficienza nella movimentazione del carico. Il miglioramento dell'automazione è più efficiente, può accelerare il miglioramento dell'efficienza e può ottenere grandi vantaggi nella misurazione della distanza e nella presentazione delle immagini. Il cuore di questa telecamera può. Presenta risultati migliori e, tramite l'attivazione a impulsi, è possibile conoscere il bersaglio in dettaglio, non solo tracciarlo, ma anche eseguire la modellazione tridimensionale sull'immagine, che può essere considerata molto precisa.
ComeTOFLe telecamere funzionano
Le telecamere TOF utilizzano il rilevamento attivo della luce e in genere includono le seguenti parti:
1. Unità di irradiazione
L'unità di irradiazione deve modulare a impulsi la sorgente luminosa prima dell'emissione, e la frequenza degli impulsi luminosi modulati può raggiungere i 100 MHz. Di conseguenza, la sorgente luminosa viene accesa e spenta migliaia di volte durante l'acquisizione dell'immagine. Ogni impulso luminoso dura solo pochi nanosecondi. Il parametro del tempo di esposizione della telecamera determina il numero di impulsi per immagine.
Per ottenere misurazioni accurate, gli impulsi luminosi devono essere controllati con precisione in modo da avere esattamente la stessa durata, lo stesso tempo di salita e lo stesso tempo di discesa. Infatti, anche piccole deviazioni di un solo nanosecondo possono produrre errori di misurazione della distanza fino a 15 cm.
Frequenze di modulazione e precisione così elevate possono essere raggiunte solo con LED o diodi laser sofisticati.
Generalmente, la sorgente luminosa di irradiazione è una sorgente di luce infrarossa invisibile all'occhio umano.
2. Lente ottica
Viene utilizzato per raccogliere la luce riflessa e formare un'immagine su un sensore ottico. Tuttavia, a differenza delle normali lenti ottiche, è necessario aggiungere un filtro passa-banda per garantire che entri solo la luce con la stessa lunghezza d'onda della sorgente luminosa. Lo scopo è quello di sopprimere le sorgenti luminose incoerenti per ridurre il rumore, impedendo al contempo la sovraesposizione del sensore fotosensibile a causa di interferenze luminose esterne.
3. Sensore di immagine
Il cuore della telecamera TOF. La struttura del sensore è simile a quella di un normale sensore di immagine, ma è più complessa. Contiene due o più otturatori per campionare la luce riflessa in momenti diversi. Pertanto, il pixel del chip TOF è molto più grande della dimensione del pixel di un sensore di immagine tradizionale, generalmente intorno ai 100 µm.
4. Unità di controllo
La sequenza di impulsi luminosi attivata dall'unità di controllo elettronica della telecamera è sincronizzata con precisione con l'apertura/chiusura dell'otturatore elettronico del sensore. Quest'ultima si occupa della lettura e della conversione delle cariche del sensore e le invia all'unità di analisi e all'interfaccia dati.
5. Unità di calcolo
L'unità di elaborazione è in grado di registrare mappe di profondità precise. Una mappa di profondità è solitamente un'immagine in scala di grigi, in cui ogni valore rappresenta la distanza tra la superficie riflettente la luce e la telecamera. Per ottenere risultati migliori, viene generalmente eseguita una calibrazione dei dati.
Come fa il TOF a misurare la distanza?
La sorgente luminosa di illuminazione è generalmente modulata da impulsi a onda quadra, poiché è relativamente facile da implementare con circuiti digitali. Ogni pixel della telecamera di profondità è composto da un'unità fotosensibile (come un fotodiodo), in grado di convertire la luce incidente in corrente elettrica. L'unità fotosensibile è collegata a diversi interruttori ad alta frequenza (G1, G2 nella figura sottostante) per guidare la corrente verso diversi condensatori in grado di immagazzinare cariche (S1, S2 nella figura sottostante).
Un'unità di controllo sulla fotocamera accende e spegne la sorgente luminosa, inviando un impulso di luce. Nello stesso istante, l'unità di controllo apre e chiude l'otturatore elettronico sul chip. La carica S0L'impulso luminoso generato in questo modo viene memorizzato sull'elemento fotosensibile.
Quindi, l'unità di controllo accende e spegne la sorgente luminosa una seconda volta. Questa volta l'otturatore si apre più tardi, nel momento in cui la sorgente luminosa è spenta. La carica S1Il dato generato viene ora memorizzato anche sull'elemento fotosensibile.
Poiché la durata di un singolo impulso luminoso è brevissima, questo processo viene ripetuto migliaia di volte fino al raggiungimento del tempo di esposizione. I valori rilevati dal sensore di luce vengono quindi letti e, a partire da questi, è possibile calcolare la distanza effettiva.
Nota che la velocità della luce è c, tpè la durata dell'impulso luminoso, S0rappresenta la carica raccolta dall'otturatore precedente e S1rappresenta la carica raccolta dall'otturatore ritardato, quindi la distanza d può essere calcolata con la seguente formula:
La distanza minima misurabile si ha quando tutta la carica viene raccolta in S0 durante il periodo di otturazione iniziale e nessuna carica viene raccolta in S1 durante il periodo di otturazione ritardato, ovvero S1 = 0. Sostituendo nella formula si ottiene la distanza minima misurabile d=0.
La distanza massima misurabile è quella in cui tutta la carica viene raccolta in S1 e nessuna carica viene raccolta in S0. La formula fornisce quindi d = 0,5 xc × tp. La distanza massima misurabile è pertanto determinata dalla durata dell'impulso luminoso. Ad esempio, tp = 50 ns, sostituendo nella formula precedente, la distanza massima misurabile d = 7,5 m.
Progettazione hardware e caratteristiche del prodotto
Adotta la soluzione hardware TOF più avanzata al mondo: laser di sicurezza di Classe I, alta risoluzione dei pixel, telecamera di livello industriale, dimensioni ridotte, utilizzabile per la raccolta di informazioni sulla profondità a lunga distanza sia in ambienti interni che esterni.
Algoritmo di elaborazione delle immagini
Grazie all'utilizzo del più avanzato algoritmo di elaborazione e analisi delle immagini al mondo, offre elevate capacità di elaborazione, un ridotto consumo di risorse della CPU, un'elevata precisione e una buona compatibilità.
Applicazioni
Le telecamere industriali digitali sono utilizzate principalmente nell'automazione di fabbrica, nella navigazione di veicoli a guida automatica (AGV), nella misurazione degli spazi, nei sistemi intelligenti di gestione del traffico e dei trasporti (ITS) e nei settori medico e delle scienze biologiche. Le nostre telecamere a scansione di area, a scansione lineare e di rete sono ampiamente utilizzate nella misurazione della posizione e dell'orientamento degli oggetti, nel monitoraggio dell'attività e dello stato dei pazienti, nel riconoscimento facciale, nel monitoraggio del traffico, nell'ispezione di componenti elettronici e semiconduttori, nel conteggio delle persone e nella misurazione delle code, e in altri campi.
www.hampotech.com
fairy@hampotech.com
Data di pubblicazione: 7 marzo 2023
