Kas ir TOF kamera? Un kā tā darbojas?

TOF 3DCamera

TOF 3D kamera ir veidota, izmantojot vismodernāko trīsdimensiju attēlveidošanas tehnoloģiju. TOF (lidojuma laika) dziļuma kamera ir jaunas paaudzes attāluma noteikšanas un 3D attēlveidošanas tehnoloģijas produkts. Tā nepārtraukti sūta gaismas impulsus uz mērķi un pēc tam izmanto sensoru, lai uztvertu no objekta atstaroto gaismu, un iegūst mērķa objekta attālumu, nosakot gaismas impulsa lidojuma (turp un atpakaļ) laiku.

TOF kameras attāluma mērīšanai parasti izmanto lidojuma laika metodi, tas ir, izmantojot ultraskaņas viļņus utt., atcerieties izmērīt, un jūs varat labāk izprast attālumu. Šo attāluma mērīšanu var veikt, izmantojot gaismas starus, tāpēc faktiskās lietošanas priekšrocības joprojām ir acīmredzamas. Izmantojot šo kameru, izmēru var izmērīt, izmantojot attēlveidošanu, kas ir ļoti ērti. Un šis lietošanas veids ir caur gaismas atstarošanos, attālumu var noteikt, aprēķinot atgriešanās laiku, un, izmantojot sensoru, var iegūt atbilstošāku uztveri. Šāda veida kameras izmantošanas priekšrocība ir acīmredzama. Ne tikai pikseļu skaits ir lielāks, bet arī šī sensora pievienošana var padarīt izmēru kartes iegūšanu reālistiskāku, un nav nepieciešamas kustīgas daļas, un labākus rezultātus var iegūt, tikai mērot. Tas ir ļoti izdevīgi praktiskos pielietojumos, neatkarīgi no tā, vai tā ir pozicionēšana vai mērīšana, ja vien jums ir šāda veida kamera, jūs varat kļūt par vairāku mašīnu un iekārtu acīm faktiskajā darbībā un patiesi pabeigt automātisko darbību.

TOF kameras var automātiski izvairīties no šķēršļiem lietošanas laikā. Pateicoties uztveršanas veiktspējai, automatizācijas izmantošanu var efektīvi realizēt, un šīs kameras izmantošanas priekšrocības ir ļoti acīmredzamas. Tā var ne tikai savlaicīgi noteikt apjomu un informāciju, bet arī uzlabot kravu apstrādi. Automatizācijas uzlabošana ir efektīvāka, var paātrināt efektivitātes uzlabošanu un iegūt lielas priekšrocības attāluma mērīšanā un attēlu prezentēšanā. Šīs kameras būtība ir tā, ka tā sniedz labākus rezultātus, un, izmantojot impulsu iedarbināšanu, var uzzināt detalizētu mērķi, ne tikai izsekot to, bet arī veikt trīsdimensiju modelēšanu uz attēla, ko var saukt par ļoti precīzu.

KāTOFKameras darbojas

TOF kameras izmanto aktīvu gaismas noteikšanu un parasti ietver šādas daļas:

1. Apstarošanas iekārta

Apstarošanas iekārtai pirms gaismas avota izstarošanas ir jāveic gaismas avota impulsu modulācija, un modulētās gaismas impulsa frekvence var sasniegt pat 100 MHz. Tā rezultātā attēla uzņemšanas laikā gaismas avots tiek ieslēgts un izslēgts tūkstošiem reižu. Katrs gaismas impulss ilgst tikai dažas nanosekundes. Kameras ekspozīcijas laika parametrs nosaka impulsu skaitu vienā attēlā.

Lai iegūtu precīzus mērījumus, gaismas impulsi ir precīzi jākontrolē, lai tiem būtu tieši vienāds ilgums, pieauguma laiks un krituma laiks. Jo pat nelielas novirzes tikai vienas nanosekundes apmērā var radīt attāluma mērījumu kļūdas līdz pat 15 cm.

Šādas augstas modulācijas frekvences un precizitāti var panākt tikai ar sarežģītām gaismas diodēm vai lāzerdiodēm.

Parasti apstarošanas gaismas avots ir infrasarkanās gaismas avots, kas nav redzams cilvēka acij.

2. Optiskā lēca

To izmanto, lai savāktu atstaroto gaismu un veidotu attēlu uz optiskā sensora. Tomēr atšķirībā no parastajām optiskajām lēcām šeit ir jāpievieno joslas caurlaides filtrs, lai nodrošinātu, ka var iekļūt tikai gaisma ar tādu pašu viļņa garumu kā apgaismojuma avotam. Tā mērķis ir nomākt nekoherentus gaismas avotus, lai samazinātu troksni, vienlaikus novēršot gaismjutīgā sensora pāreksponēšanu ārēju gaismas traucējumu dēļ.

3. Attēlveidošanas sensors

TOF kameras kodols. Sensora struktūra ir līdzīga parasta attēla sensora struktūrai, taču tā ir sarežģītāka nekā attēla sensors. Tajā ir 2 vai vairāki slēdži, lai dažādos laikos ņemtu atstarotās gaismas paraugus. Tāpēc TOF mikroshēmas pikselis ir daudz lielāks nekā vispārējais attēla sensora pikseļa izmērs, parasti aptuveni 100 µm.

4. Vadības bloks

Kameras elektroniskās vadības ierīces aktivizēto gaismas impulsu secība ir precīzi sinhronizēta ar mikroshēmas elektroniskā slēdža atvēršanu/aizvēršanu. Tā veic sensoru lādiņu nolasīšanu un pārveidošanu un novirza tos uz analīzes ierīci un datu saskarni.

5. Skaitļošanas vienība

Datorvienība var ierakstīt precīzas dziļuma kartes. Dziļuma karte parasti ir pelēktoņu attēls, kur katra vērtība apzīmē attālumu starp gaismu atstarojošo virsmu un kameru. Lai iegūtu labākus rezultātus, parasti tiek veikta datu kalibrēšana.

Kā TOF mēra attālumu?

Apgaismojuma gaismas avotu parasti modulē ar taisnstūra viļņu impulsiem, jo ​​to ir samērā viegli ieviest ar digitālajām shēmām. Katrs dziļuma kameras pikselis sastāv no gaismjutīgas vienības (piemēram, fotodiodes), kas var pārveidot krītošo gaismu elektriskajā strāvā. Gaismjutīgā vienība ir savienota ar vairākiem augstfrekvences slēdžiem (G1, G2 attēlā zemāk), lai novadītu strāvu uz dažādiem kondensatoriem, kas var uzglabāt lādiņus (S1, S2 attēlā zemāk).

Kameras vadības bloks ieslēdz un izslēdz gaismas avotu, raidot gaismas impulsu. Tajā pašā brīdī vadības bloks atver un aizver mikroshēmas elektronisko slēdzi. Lādiņa S₀Šādā veidā ģenerētais gaismas impulss tiek saglabāts gaismjutīgajā elementā.

Pēc tam vadības bloks ieslēdz un izslēdz gaismas avotu otro reizi. Šoreiz aizvars atveras vēlāk, brīdī, kad gaismas avots tiek izslēgts. Lādiņa S₁tagad ģenerētais tiek saglabāts arī gaismjutīgajā elementā.

Tā kā viena gaismas impulsa ilgums ir tik īss, šis process tiek atkārtots tūkstošiem reižu, līdz tiek sasniegts ekspozīcijas laiks. Pēc tam tiek nolasītas gaismas sensora vērtības, un no šīm vērtībām var aprēķināt faktisko attālumu.

Ņemiet vērā, ka gaismas ātrums ir c, t_pir gaismas impulsa ilgums, S₀apzīmē iepriekšējā slēdža savākto lādiņu, un S₁apzīmē aizkavētā slēdža savākto lādiņu, tad attālumu d var aprēķināt pēc šādas formulas:

Mazākais izmērāmais attālums ir tad, kad viss lādiņš ir savākts S0 agrākā slēdža perioda laikā un S1 lādiņš netiek savākts aizkavētā slēdža perioda laikā, t.i., S1 = 0. Aizvietojot formulā, iegūsim minimālo izmērāmo attālumu d=0.

Lielākais izmērāmais attālums ir tāds, kur viss lādiņš ir savākts S1, bet S0 lādiņš nav savākts vispār. Tad formula dod d = 0,5 x c × tp. Tāpēc maksimālo izmērāmo attālumu nosaka gaismas impulsa platums. Piemēram, tp = 50 ns, ievietojot iepriekš minētajā formulā maksimālo mērīšanas attālumu d = 7,5 m.

Aparatūras dizains un produkta funkcijas

Izmantojiet pasaulē vismodernāko TOF aparatūras risinājumu; I klases drošs lāzers, augsta pikseļu izšķirtspēja, rūpnieciskas klases kamera, maza izmēra, to var izmantot iekštelpu un āra tālsatiksmes dziļuma informācijas vākšanai.

Attēlu apstrādes algoritms

Izmantojot pasaulē vadošo attēlu apstrādes un analīzes algoritmu, tam ir spēcīga apstrādes jauda, ​​tas patērē mazāk CPU resursu, tam ir augsta precizitāte un laba saderība.

Pieteikumi

Digitālās rūpnieciskās kameras galvenokārt tiek izmantotas rūpnīcu automatizācijā, AGV navigācijā, telpu mērīšanā, intelektiskajā satiksmē un transportā (ITS), kā arī medicīnā un dzīvības zinātnēs. Mūsu laukuma skenēšanas, līniju skenēšanas un tīkla kameras tiek plaši izmantotas objektu pozīcijas un orientācijas mērīšanā, pacientu aktivitātes un statusa uzraudzībā, sejas atpazīšanā, satiksmes uzraudzībā, elektronisko un pusvadītāju pārbaudē, cilvēku skaitīšanā un rindu mērīšanā, kā arī citās jomās.

www.hampotech.com

fairy@hampotech.com