Hva er et TOF-kamera? Og hvordan fungerer det?

TOF 3DCkamera

TOF 3D-kameraet er bygget med den mest avanserte tredimensjonale bildeteknologien. TOF (Time of Flight) dybdekameraet er en ny generasjon av avstandsdeteksjons- og 3D-bildeteknologiprodukter. Det sender kontinuerlig lyspulser til målet, og bruker deretter sensoren til å motta lyset som returneres fra objektet, og innhenter avstanden til målobjektet ved å registrere flytiden (tur-retur) for lyspulsen.

TOF-kameraer bruker vanligvis time-of-flight-metoden i avstandsmåling, det vil si at når du bruker ultralydbølger osv., husk å måle, så kan du forstå avstanden bedre. Denne avstandsmålingen kan utføres gjennom lysstråler, så fordelene i faktisk bruk er fortsatt veldig åpenbare. Når dette kameraet brukes, kan størrelsen måles ved avbildning, noe som er veldig praktisk. Og denne bruksmåten er gjennom lysrefleksjon, avstanden kan finnes ved å beregne returtiden, og en mer adekvat oppfatning kan oppnås gjennom sensoren. Fordelen med å bruke denne typen kamera er veldig åpenbar. Ikke bare er pikslene høyere, men også tillegget av denne sensoren kan gjøre opptaket på størrelseskartet mer realistisk, og det er ikke behov for bevegelige deler, og bedre resultater kan oppnås bare ved å måle. Det er veldig fordelaktig i praktiske anvendelser, enten det er posisjonering eller måling, så lenge du har denne typen kamera, kan du bli øynene til flere maskiner og utstyr i faktisk drift, og virkelig fullføre den automatiske driften.

TOF-kameraer kan automatisk unngå hindringer under bruk. Gjennom sensorytelsen kan bruk av automatisering realiseres effektivt, og fordelene med å bruke dette kameraet er svært åpenbare. Det kan ikke bare vite volum og informasjon i tide, men også i lasthåndtering. Forbedringen av automatiseringen er mer effektiv, kan øke effektiviteten og kan oppnå store fordeler innen avstandsmåling og bildepresentasjon. Kjernen i dette kameraet kan. Det presenterer bedre resultater, og gjennom pulsutløsing kan du vite det detaljerte målet, ikke bare kan spore, men kan også utføre tredimensjonal modellering på bildet, noe som kan sies å være svært nøyaktig.

HvordanTOFKameraer fungerer

TOF-kameraer bruker aktiv lysdeteksjon og inkluderer vanligvis følgende deler:

1. Bestrålingsenhet

Bestrålingsenheten må pulsmodulere lyskilden før den sender ut lys, og den modulerte lyspulsfrekvensen kan være så høy som 100 MHz. Som et resultat slås lyskilden av og på tusenvis av ganger under bildeopptak. Hver lyspuls er bare noen få nanosekunder lang. Kameraets eksponeringstidsparameter bestemmer antall pulser per bilde.

For å oppnå nøyaktige målinger må lyspulsene kontrolleres nøyaktig slik at de har nøyaktig samme varighet, stigetid og falltid. Fordi selv små avvik på bare ett nanosekund kan gi avstandsmålingsfeil på opptil 15 cm.

Slike høye modulasjonsfrekvenser og presisjon kan bare oppnås med sofistikerte LED-er eller laserdioder.

Vanligvis er bestrålingslyskilden en infrarød lyskilde som er usynlig for det menneskelige øyet.

2. Optisk linse

Den brukes til å samle reflektert lys og danne et bilde på en optisk sensor. I motsetning til vanlige optiske linser må det imidlertid legges til et båndpassfilter her for å sikre at bare lys med samme bølgelengde som lyskilden kan komme inn. Hensikten med dette er å undertrykke inkoherente lyskilder for å redusere støy, samtidig som det forhindrer at den lysfølsomme sensoren blir overeksponert på grunn av ekstern lysforstyrrelse.

3. Bildesensor

Kjernen i TOF-kameraet. Sensorens struktur ligner på en vanlig bildesensor, men den er mer kompleks enn en bildesensor. Den inneholder to eller flere lukkere for å sample reflektert lys til forskjellige tider. Derfor er TOF-brikkepikselet mye større enn den vanlige pikselstørrelsen på bildesensoren, vanligvis rundt 100 µm.

4. Kontrollenhet

Sekvensen av lyspulser som utløses av kameraets elektroniske kontrollenhet er nøyaktig synkronisert med åpningen/lukkingen av brikkens elektroniske lukker. Den utfører avlesning og konvertering av sensorladningene og leder dem til analyseenheten og datagrensesnittet.

5. Datamaskinenhet

Datamaskinen kan registrere presise dybdekart. Et dybdekart er vanligvis et gråtonebilde, der hver verdi representerer avstanden mellom den lysreflekterende overflaten og kameraet. For å få bedre resultater utføres vanligvis datakalibrering.

Hvordan måler TOF avstand?

Belysningskilden moduleres vanligvis av firkantbølgepulser, fordi det er relativt enkelt å implementere med digitale kretser. Hver piksel i dybdekameraet består av en lysfølsom enhet (for eksempel en fotodiode) som kan konvertere innfallende lys til elektrisk strøm. Den lysfølsomme enheten er koblet til flere høyfrekvensbrytere (G1, G2 i figuren nedenfor) for å lede strømmen inn i forskjellige kondensatorer som kan lagre ladninger (S1, S2 i figuren nedenfor).

En kontrollenhet på kameraet slår lyskilden av og på, og sender ut en lyspuls. Samtidig åpner og lukker kontrollenheten den elektroniske lukkeren på brikken. Ladningen S₀generert på denne måten av lyspulsen lagres på det lysfølsomme elementet.

Deretter slår kontrollenheten lyskilden av og på en gang til. Denne gangen åpnes lukkeren senere, på det tidspunktet lyskilden slås av. Ladningen S₁som nå genereres, lagres også på det lysfølsomme elementet.

Fordi varigheten av en enkelt lyspuls er så kort, gjentas denne prosessen tusenvis av ganger inntil eksponeringstiden er nådd. Verdiene i lyssensoren leses deretter av, og den faktiske avstanden kan beregnes ut fra disse verdiene.

Merk at lysets hastighet er c, t_per varigheten av lyspulsen, S₀representerer ladningen samlet inn av den tidligere lukkeren, og S₁representerer ladningen som samles inn av den forsinkede lukkeren, kan avstanden d beregnes med følgende formel:

Den minste målbare avstanden er når all ladning samles i S0 i løpet av den tidligere lukkerperioden og ingen ladning samles i S1 i løpet av den forsinkede lukkerperioden, dvs. S1 = 0. Ved å sette inn i formelen får man den minste målbare avstanden d=0.

Den største målbare avstanden er der all ladning samles opp i S1 og ingen ladning samles opp i det hele tatt i S0. Formelen gir da d = 0,5 xc × tp. Den maksimale målbare avstanden bestemmes derfor av lyspulsbredden. For eksempel, tp = 50 ns, og ved å sette inn i formelen ovenfor, er den maksimale måleavstanden d = 7,5 m.

Maskinvaredesign og produktfunksjoner

Bruk verdens mest avanserte TOF-maskinvareløsning; Klasse I sikker laser, høy pikseloppløsning, industrikamera, liten størrelse, kan brukes til innsamling av dybdeinformasjon over lange avstander innendørs og utendørs.

Bildebehandlingsalgoritme

Ved å bruke verdens ledende bildebehandlings- og analysealgoritme har den sterk behandlingskapasitet, tar opp mindre CPU-ressurser, har høy nøyaktighet og god kompatibilitet.

Bruksområder

Digitale industrikameraer brukes hovedsakelig i fabrikkautomatisering, AGV-navigasjon, rommåling, intelligent trafikk og transport (ITS) og medisin og biovitenskap. Våre områdeskannings-, linjeskannings- og nettverkskameraer er mye brukt i måling av objektposisjon og -orientering, overvåking av pasientaktivitet og status, ansiktsgjenkjenning, trafikkovervåking, elektronisk og halvlederinspeksjon, persontelling og kømåling og andre felt.

www.hampotech.com

fairy@hampotech.com