3D-oblikovanje časa delovanjaCAmerika
TOF 3D kamera je izdelana z najnaprednejšo tehnologijo tridimenzionalnega slikanja. Globinska kamera TOF (Time of Flight) je nova generacija izdelkov za zaznavanje razdalje in 3D-slikanje. Neprekinjeno pošilja svetlobne impulze do cilja, nato pa s senzorjem sprejema svetlobo, ki se odbija od predmeta, in z zaznavanjem časa leta (povratnega potovanja) svetlobnega impulza določi razdaljo do ciljnega predmeta.
TOF kamere običajno uporabljajo metodo časa preleta pri merjenju razdalje, kar pomeni, da pri uporabi ultrazvočnih valov itd. ne pozabite izmeriti, da lahko dodatno razumete razdaljo. To merjenje razdalje se lahko izvede s svetlobnimi žarki, zato so prednosti pri dejanski uporabi še vedno zelo očitne. Ko se uporablja ta kamera, se velikost lahko izmeri s slikanjem, kar je zelo priročno. Ta način uporabe je z odbojem svetlobe, razdaljo je mogoče poznati z izračunom povratnega časa, s senzorjem pa je mogoče dobiti ustreznejši zaznav. Prednost uporabe te vrste kamere je zelo očitna. Ne le, da so slikovne pike višje, ampak tudi dodatek tega senzorja lahko naredi zajemanje na zemljevidu velikosti bolj realistično, brez potrebe po gibljivih delih, boljše rezultate pa je mogoče doseči le z merjenjem. To je zelo ugodno v praktičnih aplikacijah, pa naj gre za pozicioniranje ali merjenje, dokler imate tovrstno kamero, lahko postanete oko več strojev in opreme v dejanskem delovanju in resnično dokončate avtomatsko delovanje.
TOF kamere se lahko samodejno izognejo oviram med uporabo. Z zmogljivostjo zaznavanja je mogoče učinkovito uresničiti uporabo avtomatizacije, prednosti uporabe te kamere pa so zelo očitne. Ne le, da lahko pravočasno prepozna količino in informacije, temveč tudi ravnanje s tovorom. Izboljšana avtomatizacija je učinkovitejša, lahko pospeši izboljšanje učinkovitosti in doseže velike prednosti pri merjenju razdalje in predstavitvi slike. Jedro te kamere je, da ponuja boljše rezultate, s pulznim proženjem pa lahko ne le sledite cilju, temveč ga tudi tridimenzionalno modelirate, kar je zelo natančno.
KakoČasovni okvirKamere delujejo
TOF kamere uporabljajo aktivno zaznavanje svetlobe in običajno vključujejo naslednje dele:
1. Obsevalna enota
Obsevalna enota mora pred oddajanjem pulzno modulirati svetlobni vir, frekvenca moduliranih svetlobnih impulzov pa lahko doseže tudi 100 MHz. Posledično se svetlobni vir med zajemanjem slike vklopi in izklopi tisočkrat. Vsak svetlobni impulz traja le nekaj nanosekund. Parameter časa osvetlitve kamere določa število impulzov na sliko.
Za doseganje natančnih meritev je treba svetlobne impulze natančno nadzorovati, da imajo popolnoma enako trajanje, čas vzpona in čas padca. Že majhna odstopanja, le ene nanosekunde, lahko povzročijo napake pri merjenju razdalje do 15 cm.
Tako visoke modulacijske frekvence in natančnost je mogoče doseči le s sofisticiranimi LED diodami ali laserskimi diodami.
Na splošno je vir obsevanja infrardeči vir svetlobe, ki je neviden za človeško oko.
2. Optična leča
Uporablja se za zbiranje odbite svetlobe in oblikovanje slike na optičnem senzorju. Vendar pa je treba za razliko od običajnih optičnih leč tukaj dodati pasovni filter, ki zagotavlja, da lahko vstopi le svetloba z enako valovno dolžino kot vir osvetlitve. Namen tega je zatreti nekoherentne vire svetlobe, da se zmanjša šum, hkrati pa prepreči prekomerna osvetlitev fotoobčutljivega senzorja zaradi motenj zunanje svetlobe.
3. Slikovni senzor
Jedro TOF kamere. Struktura senzorja je podobna strukturi navadnega slikovnega senzorja, vendar je bolj zapletena kot slikovni senzor. Vsebuje 2 ali več zaklopov za vzorčenje odbite svetlobe ob različnih časih. Zato je slikovna pika TOF čipa veliko večja od velikosti slikovne pike splošne slikovne kamere, običajno okoli 100 μm.
4. Krmilna enota
Zaporedje svetlobnih impulzov, ki jih sproži elektronska krmilna enota kamere, je natančno sinhronizirano z odpiranjem/zapiranjem elektronskega zaklopa čipa. Izvaja branje in pretvorbo nabojev senzorja ter jih usmerja v analitsko enoto in podatkovni vmesnik.
5. Računalniška enota
Računska enota lahko posname natančne globinske zemljevide. Globinski zemljevid je običajno slika v sivinah, kjer vsaka vrednost predstavlja razdaljo med površino, ki odbija svetlobo, in kamero. Za boljše rezultate se običajno izvede kalibracija podatkov.
Kako TOF meri razdaljo?
Svetlobni vir osvetlitve je običajno moduliran s pravokotnimi valovnimi impulzi, ker je to relativno enostavno izvesti z digitalnimi vezji. Vsak slikovni element globinske kamere je sestavljen iz fotosenzibilne enote (kot je fotodioda), ki lahko pretvori vpadno svetlobo v električni tok. Fotosenzibilna enota je povezana z več visokofrekvenčnimi stikali (G1, G2 na spodnji sliki), ki vodijo tok v različne kondenzatorje, ki lahko shranjujejo naboje (S1, S2 na spodnji sliki).
Krmilna enota na kameri vklopi in izklopi vir svetlobe ter odda svetlobni impulz. Hkrati krmilna enota odpre in zapre elektronski zaklop na čipu. Naboj S0Ta svetlobni impulz, ki ga generira ta svetloba, se shrani na fotosenzibilnem elementu.
Nato krmilna enota drugič vklopi in izklopi vir svetlobe. Tokrat se zaklop odpre pozneje, v trenutku, ko je vir svetlobe izklopljen. Naboj S1sedaj ustvarjena vrednost se shrani tudi na fotoobčutljivem elementu.
Ker je trajanje posameznega svetlobnega impulza tako kratko, se ta postopek ponovi tisočkrat, dokler ni dosežen čas osvetlitve. Nato se odčitajo vrednosti v svetlobnem senzorju in iz teh vrednosti je mogoče izračunati dejansko razdaljo.
Upoštevajte, da je hitrost svetlobe c, tpje trajanje svetlobnega impulza, S0predstavlja naboj, ki ga je zbral prejšnji zaklop, in S1predstavlja naboj, ki ga zbere zakasnjeni zaklop, potem lahko razdaljo d izračunamo po naslednji formuli:
Najmanjša izmerljiva razdalja je, ko se ves naboj zbere v S0 med zgodnejšim obdobjem zaklopa in se v S1 med zakasnjenim obdobjem zaklopa ne zbere noben naboj, tj. S1 = 0. Z zamenjavo v formulo dobimo najmanjšo izmerljivo razdaljo d=0.
Največja izmerljiva razdalja je tam, kjer se ves naboj zbere v S1, v S0 pa se sploh ne zbere noben naboj. Formula nato da d = 0,5 xc × tp. Največja izmerljiva razdalja je torej določena s širino svetlobnega impulza. Na primer, če je tp = 50 ns, če v zgornjo formulo vstavimo največjo merilno razdaljo d = 7,5 m.
Zasnova strojne opreme in lastnosti izdelka
Uporabite najnaprednejšo strojno rešitev TOF na svetu; varni laser razreda I, visoka ločljivost slikovnih pik, kamera industrijskega razreda, majhna velikost, ki se lahko uporablja za zbiranje informacij o globini na dolge razdalje v zaprtih prostorih in na prostem.
Algoritem za obdelavo slik
Z uporabo vodilnega svetovnega algoritma za obdelavo in analizo slik ima močno zmogljivost obdelave, porabi manj virov procesorja, ima visoko natančnost in dobro združljivost.
Aplikacije
Digitalne industrijske kamere se uporabljajo predvsem v tovarniški avtomatizaciji, navigaciji AGV, merjenju prostora, inteligentnem prometu in transportu (ITS) ter medicinskih in življenjskih znanostih. Naše kamere za površinsko skeniranje, linijsko skeniranje in omrežne kamere se pogosto uporabljajo pri merjenju položaja in orientacije objektov, spremljanju aktivnosti in stanja pacientov, prepoznavanju obrazov, spremljanju prometa, pregledu elektronike in polprevodnikov, štetju ljudi in merjenju čakalnih vrst ter na drugih področjih.
www.hampotech.com
fairy@hampotech.com
Čas objave: 7. marec 2023
