Apa kuwi Kamera TOF? Lan Kepiye Cara Kerjane?

TOF 3DCamera

Kamera 3D TOF digawe nganggo teknologi pencitraan telung dimensi sing paling canggih. Kamera jero TOF (Time of Flight) minangka generasi anyar produk teknologi deteksi jarak lan pencitraan 3D. Kamera iki terus-terusan ngirim pulsa cahya menyang target, banjur nggunakake sensor kanggo nampa cahya sing dibalekake saka obyek, lan entuk jarak obyek target kanthi ndeteksi wektu penerbangan (bolak-balik) saka pulsa cahya.

Kamera TOF biasane nggunakake metode wektu-penerbangan kanggo pangukuran jarak, yaiku, nalika nggunakake gelombang ultrasonik, lan liya-liyane, elinga kanggo ngukur, lan sampeyan bisa luwih ngerti jarak kasebut. Pangukuran jarak iki bisa ditindakake liwat sinar cahya, mula kaluwihane ing panggunaan nyata isih jelas banget. , nalika kamera iki digunakake, ukurane bisa diukur kanthi pencitraan, sing trep banget. Lan cara panggunaan iki yaiku liwat pantulan cahya, jarak bisa dingerteni kanthi ngetung wektu bali, lan persepsi sing luwih cukup bisa dipikolehi liwat sensor. Kauntungan nggunakake kamera jinis iki jelas banget. Ora mung piksel sing luwih dhuwur, nanging uga tambahan sensor iki bisa nggawe akuisisi ing peta ukuran luwih realistis, lan ora perlu bagean sing obah, lan asil sing luwih apik mung bisa dipikolehi kanthi ngukur. Iki migunani banget ing aplikasi praktis, apa iku posisi utawa pangukuran, anggere sampeyan duwe kamera jinis iki, sampeyan bisa dadi mripate luwih akeh mesin lan peralatan ing operasi nyata, lan pancen ngrampungake operasi otomatis.

Kamera TOF bisa kanthi otomatis ngindhari alangan nalika digunakake. Liwat kinerja sensor, panggunaan otomatisasi bisa diwujudake kanthi efektif, lan kaluwihan nggunakake kamera iki jelas banget. Kamera iki ora mung bisa ngerti volume lan informasi kanthi tepat wektu, nanging uga ing penanganan kargo, peningkatan otomatisasi luwih efisien, bisa nyepetake peningkatan efisiensi, lan bisa entuk kaluwihan gedhe ing pangukuran jarak lan presentasi gambar. Inti saka kamera iki bisa. Menehi asil sing luwih apik, lan liwat pemicu pulsa, sampeyan bisa ngerti target sing rinci, ora mung bisa nglacak, nanging uga bisa nindakake pemodelan telung dimensi ing gambar, sing bisa diarani akurat banget.

KepriyeTOFKamera Kerja

Kamera TOF nggunakake deteksi cahya aktif lan biasane kalebu bagean-bagean ing ngisor iki:

1. Unit iradiasi

Unit iradiasi kudu ngmodulasi sumber cahya kanthi pulsa sadurunge ngetokake, lan frekuensi pulsa cahya sing dimodulasi bisa nganti 100MHz. Akibate, sumber cahya diuripake lan dipateni ewonan kaping sajrone njupuk gambar. Saben pulsa cahya mung sawetara nanodetik. Parameter wektu cahya kamera nemtokake jumlah pulsa saben gambar.

Kanggo entuk pangukuran sing akurat, pulsa cahya kudu dikontrol kanthi tepat supaya nduweni durasi, wektu munggah, lan wektu mudhun sing padha persis. Amarga sanajan penyimpangan cilik mung sak nanodetik bisa ngasilake kesalahan pangukuran jarak nganti 15 cm.

Frekuensi modulasi lan presisi sing dhuwur kaya ngono mung bisa digayuh nganggo LED utawa dioda laser sing canggih.

Lumrahé, sumber cahya iradiasi iku sumber cahya inframerah sing ora katon déning mripat manungsa.

2. Lensa optik

Iki digunakake kanggo ngumpulake cahya sing dipantulake lan mbentuk gambar ing sensor optik. Nanging, ora kaya lensa optik biasa, filter bandpass kudu ditambahake ing kene kanggo mesthekake yen mung cahya kanthi dawa gelombang sing padha karo sumber iluminasi sing bisa mlebu. Tujuane yaiku kanggo nyuda sumber cahya sing ora koheren kanggo nyuda gangguan, nalika nyegah sensor fotosensitif saka overexposure amarga gangguan cahya eksternal.

3. Sensor pencitraan

Inti saka kamera TOF. Struktur sensor iki padha karo sensor gambar biasa, nanging luwih rumit tinimbang sensor gambar. Sensor iki ngemot 2 utawa luwih rana kanggo njupuk sampel cahya sing dipantulake ing wektu sing beda. Mulane, piksel chip TOF luwih gedhe tinimbang ukuran piksel sensor gambar umume, umume sekitar 100um.

4. Unit kontrol

Urutan pulsa cahya sing dipicu dening unit kontrol elektronik kamera disinkronake kanthi tepat karo pambukaan/panutupan rana elektronik chip. Iki nindakake pembacaan lan konversi muatan sensor lan ngarahake menyang unit analisis lan antarmuka data.

5. Unit komputasi

Unit komputasi bisa ngrekam peta jerone kanthi tepat. Peta jerone biasane awujud gambar skala abu-abu, ing ngendi saben nilai nggambarake jarak antarane permukaan sing mantulake cahya lan kamera. Kanggo entuk asil sing luwih apik, kalibrasi data biasane ditindakake.

Kepiye carane TOF ngukur jarak?

Sumber cahya iluminasi umume dimodulasi dening pulsa gelombang kothak, amarga relatif gampang diimplementasikake karo sirkuit digital. Saben piksel kamera ambane kasusun saka unit fotosensitif (kayata fotodioda), sing bisa ngowahi cahya sing teka dadi arus listrik. Unit fotosensitif disambungake karo pirang-pirang saklar frekuensi dhuwur (G1, G2 ing gambar ing ngisor iki) kanggo nuntun arus menyang kapasitor sing beda-beda sing bisa nyimpen muatan (S1, S2 ing gambar ing ngisor iki).

Unit kontrol ing kamera nguripake lan mateni sumber cahya, ngirim pulsa cahya. Ing wektu sing padha, unit kontrol mbukak lan nutup rana elektronik ing chip kasebut. Muatan S₀sing diasilake kanthi cara iki dening pulsa cahya disimpen ing elemen fotosensitif.

Banjur, unit kontrol nguripake lan mateni sumber cahya kaping pindho. Wektu iki rana mbukak mengko, ing wektu nalika sumber cahya dipateni. Muatan S₁sing saiki diasilake uga disimpen ing elemen fotosensitif.

Amarga durasi siji pulsa cahya cendhak banget, proses iki diulang ewonan kaping nganti tekan wektu cahya. Nilai ing sensor cahya banjur diwaca lan jarak sing nyata bisa diitung saka nilai kasebut.

Elinga yen kacepetan cahya yaiku c, t_pyaiku durasi pulsa cahya, S₀nggambarake muatan sing dikumpulake dening rana sadurunge, lan S₁nggambarake muatan sing dikumpulake dening rana sing ditundha, mula jarak d bisa diitung nganggo rumus ing ngisor iki:

Jarak paling cilik sing bisa diukur yaiku nalika kabeh muatan dikumpulake ing S0 sajrone periode rana sadurunge lan ora ana muatan sing dikumpulake ing S1 sajrone periode rana sing ditundha, yaiku S1 = 0. Ngganti menyang rumus bakal menehi jarak minimal sing bisa diukur d=0.

Jarak sing paling gedhé sing bisa diukur yaiku ing ngendi kabeh muatan dikumpulake ing S1 lan ora ana muatan sing dikumpulake babar pisan ing S0. Rumus kasebut banjur ngasilake d = 0,5 xc × tp. Jarak sing bisa diukur maksimal ditemtokake dening jembar pulsa cahya. Contone, tp = 50 ns, substitusi menyang rumus ing ndhuwur, jarak pangukuran maksimal d = 7,5m.

Desain perangkat keras lan fitur produk

Ngadopsi solusi perangkat keras TOF paling canggih ing donya; Laser aman Kelas I, resolusi piksel dhuwur, kamera kelas industri, ukuran cilik, bisa digunakake kanggo pangumpulan informasi ambane jarak jauh njero ruangan lan njaba ruangan.

Algoritma pangolahan gambar

Nggunakake algoritma pangolahan lan analisis gambar sing unggul ing donya, nduweni kemampuan pangolahan sing kuwat, nggunakake sumber daya CPU sing luwih sithik, nduweni akurasi sing dhuwur lan kompatibilitas sing apik.

Aplikasi

Kamera industri digital utamane digunakake ing otomatisasi pabrik, navigasi AGV, pangukuran ruang angkasa, lalu lintas lan transportasi cerdas (ITS), lan ilmu kedokteran lan urip. Kamera pemindaian area, pemindaian garis, lan jaringan kita akeh digunakake ing pangukuran posisi lan orientasi obyek, pemantauan aktivitas lan status pasien, pangenalan rai, pemantauan lalu lintas, inspeksi elektronik lan semikonduktor, penghitungan wong lan pangukuran antrian, lan bidang liyane.

www.hampotech.com

fairy@hampotech.com