Kas yra TOF kamera?Ir kaip tai veikia?

TOF 3DCamera

TOF 3D kamera sukurta naudojant pažangiausią trimačio vaizdo gavimo technologiją.TOF (Time of Flight) gylio kamera – tai naujos kartos atstumo aptikimo ir 3D vaizdo gavimo technologijos produktai.Jis nuolat siunčia šviesos impulsus į taikinį, o tada naudoja jutiklį, kad gautų iš objekto grįžtančią šviesą, ir nustato tikslinio objekto atstumą, aptikdamas šviesos impulso skrydžio (atgal ir atgal) laiką.

TOF kameros dažniausiai naudoja atstumo matavimo skrydžio laiko metodą, tai yra, kai naudojate ultragarso bangas ir pan., nepamirškite išmatuoti ir galėsite geriau suprasti atstumą.Šis atstumo matavimas gali būti atliekamas naudojant šviesos spindulius, todėl faktinio naudojimo pranašumai vis dar yra akivaizdūs., kai naudojamas šis fotoaparatas, dydį galima išmatuoti atvaizduojant, o tai labai patogu.O toks panaudojimo būdas – per šviesos atspindį, atstumą galima sužinoti skaičiuojant grįžimo laiką, o adekvatesnį suvokimą galima gauti per jutiklį.Tokio tipo fotoaparato naudojimo pranašumas yra labai akivaizdus.Ne tik pikseliai yra didesni, bet ir pridėjus šį jutiklį, gavimas dydžių žemėlapyje gali tapti tikroviškesnis, be to, nereikia judančių dalių, o geresnius rezultatus galima gauti tik matuojant.Tai labai naudinga praktikoje, nesvarbu, ar tai yra padėties nustatymas, ar matavimas, kol turite tokio tipo kamerą, galite tapti daugiau mašinų ir įrangos akimis ir tikrai užbaigti automatinį veikimą.

TOF kameros gali automatiškai išvengti naudojamų kliūčių.Dėl jutimo efektyvumo galima efektyviai panaudoti automatizavimą, o šios kameros naudojimo pranašumai yra labai akivaizdūs.Jis gali ne tik laiku žinoti apimtį ir informaciją, bet ir krovinių tvarkymą, automatizavimo tobulinimas yra efektyvesnis, gali paspartinti efektyvumo didinimą ir gali įgyti didelių pranašumų matuojant atstumą ir pateikiant vaizdą.Šios kameros šerdis gali.Tai suteikia geresnių rezultatų, o pulso suaktyvinimo dėka galite sužinoti detalų taikinį, ne tik galite sekti, bet ir atlikti trimatį paveikslėlio modeliavimą, kuris, galima sakyti, yra labai tikslus.

KaipTOFKameros Darbas

TOF kameros naudoja aktyvų šviesos aptikimą ir paprastai apima šias dalis:

1. Švitinimo vienetas

Švitinimo blokas turi impulsu moduliuoti šviesos šaltinį prieš išspinduliuojant, o moduliuoto šviesos impulso dažnis gali būti net 100 MHz.Todėl fotografuojant šviesos šaltinis įjungiamas ir išjungiamas tūkstančius kartų.Kiekvienas šviesos impulsas yra tik kelių nanosekundžių ilgio.Fotoaparato ekspozicijos laiko parametras nustato impulsų skaičių viename vaizde.

Norint gauti tikslius matavimus, šviesos impulsai turi būti tiksliai valdomi, kad jų trukmė, kilimo ir kritimo laikas būtų vienodos.Nes net ir nedideli vos vienos nanosekundės nuokrypiai gali sukelti iki 15 cm atstumo matavimo paklaidas.

Tokius aukštus moduliavimo dažnius ir tikslumą galima pasiekti tik naudojant sudėtingus šviesos diodus arba lazerinius diodus.

Paprastai švitinimo šviesos šaltinis yra žmogaus akiai nematomas infraraudonųjų spindulių šviesos šaltinis.

2. Optinis lęšis

Jis naudojamas surinkti atspindėtą šviesą ir suformuoti vaizdą ant optinio jutiklio.Tačiau, skirtingai nuo įprastų optinių lęšių, čia reikia pridėti juostos pralaidumo filtrą, kad į jį galėtų patekti tik šviesa, kurios bangos ilgis yra toks pat kaip ir apšvietimo šaltinis.Taip siekiama nuslopinti nenuoseklius šviesos šaltinius, kad būtų sumažintas triukšmas, o šviesai jautrus jutiklis nebūtų per daug eksponuojamas dėl išorinės šviesos trukdžių.

3. Vaizdo jutiklis

TOF kameros branduolys.Jutiklio struktūra yra panaši į įprasto vaizdo jutiklio struktūrą, tačiau ji yra sudėtingesnė nei vaizdo jutiklio.Jame yra 2 ar daugiau langinių, skirtų skirtingu laiku atspindėtos šviesos pavyzdžiu.Todėl TOF lusto pikselis yra daug didesnis nei bendras vaizdo jutiklio pikselių dydis, paprastai apie 100 um.

4. Valdymo blokas

Fotoaparato elektroninio valdymo bloko paleidžiamų šviesos impulsų seka tiksliai sinchronizuojama su mikroschemos elektroninio užrakto atidarymu/uždarymu.Jis nuskaito ir konvertuoja jutiklio įkrovas ir nukreipia juos į analizės įrenginį ir duomenų sąsają.

5. Skaičiavimo vienetas

Skaičiavimo įrenginys gali įrašyti tikslius gylio žemėlapius.Gylio žemėlapis paprastai yra pilkos spalvos vaizdas, kur kiekviena reikšmė rodo atstumą tarp šviesą atspindinčio paviršiaus ir fotoaparato.Norint gauti geresnių rezultatų, dažniausiai atliekamas duomenų kalibravimas.

Kaip TOF matuoja atstumą?

Apšvietimo šviesos šaltinis paprastai moduliuojamas kvadratinių bangų impulsais, nes jį gana lengva įdiegti naudojant skaitmenines grandines.Kiekvienas gylio kameros pikselis sudarytas iš šviesai jautraus vieneto (pvz., fotodiodo), kuris krintantį šviesą gali paversti elektros srove.Šviesai jautrus blokas yra sujungtas su keliais aukšto dažnio jungikliais (G1, G2 žemiau esančiame paveikslėlyje), kad nukreiptų srovę į skirtingus kondensatorius, kuriuose galima kaupti krūvius (S1, S2 paveikslėlyje žemiau).

Kameros valdymo blokas įjungia ir išjungia šviesos šaltinį, siųsdamas šviesos impulsą.Tuo pačiu metu valdymo blokas atidaro ir uždaro elektroninę sklendę ant lusto.Kaltinimas S₀tokiu būdu sukuriamas šviesos impulsas yra saugomas šviesai jautriame elemente.

Tada valdymo blokas antrą kartą įjungia ir išjungia šviesos šaltinį.Šį kartą užraktas atsidaro vėliau, tuo metu, kai išjungiamas šviesos šaltinis.Kaltinimas S₁dabar sukurtas taip pat saugomas šviesai jautriame elemente.

Kadangi vieno šviesos impulso trukmė yra tokia trumpa, šis procesas kartojamas tūkstančius kartų, kol pasiekiamas ekspozicijos laikas.Tada nuskaitomos šviesos jutiklio reikšmės ir pagal šias vertes galima apskaičiuoti tikrąjį atstumą.

Atkreipkite dėmesį, kad šviesos greitis yra c, t_pyra šviesos impulso trukmė, S₀reiškia ankstesnio užrakto surinktą mokestį, o S₁reiškia uždelsto užrakto surinktą krūvį, tada atstumą d galima apskaičiuoti pagal šią formulę:

Mažiausias išmatuojamas atstumas yra tada, kai visas įkrovimas surenkamas S0 per ankstesnį užrakto laikotarpį, o S1 nėra renkamas uždelsto užrakto laikotarpiu, ty S1 = 0. Pakeitus formulę bus gautas minimalus išmatuojamas atstumas d=0.

Didžiausias išmatuojamas atstumas yra toks, kai visi mokesčiai surenkami S1, o S0 – joks mokestis.Tada formulė duoda d = 0,5 xc × tp.Todėl didžiausias išmatuojamas atstumas nustatomas pagal šviesos impulso plotį.Pavyzdžiui, tp = 50 ns, pakeičiant aukščiau pateiktą formulę, maksimalus matavimo atstumas d = 7,5 m.

Techninės įrangos dizainas ir gaminio savybės

Priimkite pažangiausią TOF techninės įrangos sprendimą pasaulyje;I klasės saugus lazeris, didelė pikselių raiška, pramoninio lygio kamera, mažo dydžio, gali būti naudojamas vidaus ir lauko tolimojo gylio informacijos rinkimui.

Vaizdo apdorojimo algoritmas

Naudodamas pasaulyje pirmaujantį vaizdo apdorojimo ir analizės algoritmą, jis pasižymi stipriomis apdorojimo galimybėmis, užima mažiau procesoriaus resursų, pasižymi dideliu tikslumu ir geru suderinamumu.

Programos

Skaitmeninės pramoninės kameros daugiausia naudojamos gamyklų automatizavimui, AGV navigacijai, erdvės matavimui, pažangiam eismui ir transportavimui (ITS), medicinos ir gyvosios gamtos mokslams.Mūsų ploto skenavimo, linijų skenavimo ir tinklo kameros plačiai naudojamos objekto padėties ir orientacijos matavimui, pacientų aktyvumo ir būsenos stebėjimui, veido atpažinimui, eismo stebėjimui, elektroninei ir puslaidininkių apžiūrai, žmonių skaičiavimui ir eilių matavimui ir kitose srityse.

www.hampotech.com

fairy@hampotech.com