Шта је ТОФ камера и како функционише?

ТОФ 3ДCАмерика

TOF 3D камера је направљена помоћу најнапредније тродимензионалне технологије снимања. TOF (време лета) дубинска камера је нова генерација производа за детекцију удаљености и 3D технологију снимања. Она континуирано шаље светлосне импулсе ка циљу, а затим користи сензор за пријем светлости враћене од објекта и добија удаљеност до циљаног објекта детекцијом времена лета (повратног пута) светлосног импулса.

ТОФ камере обично користе методу времена лета при мерењу удаљености, односно када се користе ултразвучни таласи итд., не заборавите да мерите, и можете додатно разумети удаљеност. Ово мерење удаљености може се извршити помоћу светлосних зрака, тако да су предности у стварној употреби и даље веома очигледне. Када се користи ова камера, величина се може мерити снимањем, што је веома погодно. А овај начин употребе је путем рефлексије светлости, удаљеност се може сазнати израчунавањем времена повратка, а адекватнија перцепција се може добити помоћу сензора. Предност коришћења ове врсте камере је веома очигледна. Не само да су пиксели већи, већ и додавање овог сензора може учинити снимање на мапи величине реалнијим, и нема потребе за покретним деловима, а бољи резултати се могу постићи само мерењем. Веома је корисно у практичним применама, било да се ради о позиционирању или мерењу, све док имате ову врсту камере, можете постати очи више машина и опреме у стварном раду и заиста завршити аутоматски рад.

ТОФ камере могу аутоматски избегавати препреке током употребе. Захваљујући перформансама сензора, употреба аутоматизације може се ефикасно реализовати, а предности коришћења ове камере су веома очигледне. Не само да може да зна запремину и информације на време, већ и у руковању теретом. Побољшање аутоматизације је ефикасније, може убрзати побољшање ефикасности и може постићи велике предности у мерењу удаљености и презентацији слике. Језгро ове камере може. Она пружа боље резултате, а путем импулсног окидања можете знати детаљну мету, не само да можете пратити, већ можете и да извршите тродимензионално моделирање на слици, што се може рећи да је веома прецизно.

КакоВреме трајањаКамере раде

TOF камере користе активну детекцију светлости и обично укључују следеће делове:

1. Јединица за зрачење

Јединица за зрачење мора да импулсно модулира извор светлости пре емитовања, а фреквенција модулисаног светлосног импулса може бити и до 100 MHz. Као резултат тога, извор светлости се укључује и искључује хиљадама пута током снимања слике. Сваки светлосни импулс траје само неколико наносекунди. Параметар времена експозиције камере одређује број импулса по слици.

Да би се постигла прецизна мерења, светлосни импулси морају бити прецизно контролисани како би имали потпуно исто трајање, време пораста и време опадања. Јер чак и мала одступања од само једне наносекунде могу произвести грешке у мерењу удаљености до 15 цм.

Тако високе модулационе фреквенције и прецизност могу се постићи само са софистицираним ЛЕД диодама или ласерским диодама.

Генерално, извор светлости зрачења је инфрацрвени извор светлости невидљив људском оку.

2. Оптичко сочиво

Користи се за сакупљање рефлектоване светлости и формирање слике на оптичком сензору. Међутим, за разлику од обичних оптичких сочива, овде је потребно додати филтер пропусног опсега како би се осигурало да може да уђе само светлост исте таласне дужине као и извор осветљења. Сврха овога је да се потисну некохерентни извори светлости како би се смањио шум, а истовремено се спречава прекомерно осветљавање фотосензорног сензора услед спољашњег светлосног сметњи.

3. Сензор за снимање слике

Језгро TOF камере. Структура сензора је слична оној обичног сензора слике, али је сложенија од сензора слике. Садржи 2 или више затварача за узорковање рефлектоване светлости у различитим временима. Стога је пиксел TOF чипа много већи од величине пиксела општег сензора слике, генерално око 100μm.

4. Контролна јединица

Секвенца светлосних импулса које покреће електронска контролна јединица камере је прецизно синхронизована са отварањем/затварањем електронског затварача чипа. Она врши очитавање и конверзију наелектрисања сензора и усмерава их ка јединици за анализу и интерфејсу за податке.

5. Рачунарска јединица

Рачунарска јединица може да снима прецизне мапе дубине. Мапа дубине је обично слика у сивим тоновима, где свака вредност представља растојање између површине која рефлектује светлост и камере. Да би се добили бољи резултати, обично се врши калибрација података.

Како TOF мери удаљеност?

Извор светлости за осветљење се генерално модулише правоугаоним импулсима, јер је то релативно лако имплементирати дигиталним колима. Сваки пиксел дубинске камере састоји се од фотосензитивне јединице (као што је фотодиода), која може да претвори упадну светлост у електричну струју. Фотосензитивна јединица је повезана са више високофреквентних прекидача (G1, G2 на слици испод) како би се струја усмеравала у различите кондензаторе који могу да складиште наелектрисање (S1, S2 на слици испод).

Контролна јединица на камери укључује и искључује извор светлости, шаљући светлосни импулс. У истом тренутку, контролна јединица отвара и затвара електронски затварач на чипу. Наелектрисање S₀генерисан на овај начин светлосним импулсом се складишти на фотосензитивном елементу.

Затим, контролна јединица други пут укључује и искључује извор светлости. Овог пута затварач се отвара касније, у тренутку када је извор светлости искључен. Пуњење S₁сада генерисани се такође чува на фотосензитивном елементу.

Пошто је трајање једног светлосног импулса тако кратко, овај процес се понавља хиљадама пута док се не достигне време експозиције. Вредности у светлосном сензору се затим очитавају и стварна удаљеност се може израчунати из тих вредности.

Имајте на уму да је брзина светлости c, t_pје трајање светлосног импулса, S₀представља наелектрисање које је сакупио ранији затварач, а S₁представља наелектрисање сакупљено затварачем са закашњењем, тада се растојање d може израчунати следећом формулом:

Најмања мерљива удаљеност је када се сво наелектрисање сакупи у S0 током ранијег периода затварача, а никакво наелектрисање се не сакупи у S1 током периода одложеног затварача, тј. S1 = 0. Заменом у формулу добићемо минималну мерљиву удаљеност d=0.

Највећа мерљива удаљеност је тамо где се сво наелектрисање сакупља у S1, а у S0 се уопште не сакупља наелектрисање. Формула тада даје d = 0,5 xc × tp. Максимална мерљива удаљеност је стога одређена ширином светлосног импулса. На пример, tp = 50 ns, заменом у горњу формулу, максимална мерна удаљеност је d = 7,5 m.

Дизајн хардвера и карактеристике производа

Усвојите најнапредније ТОФ хардверско решење на свету; безбедан ласер класе I, висока резолуција пиксела, камера индустријског квалитета, мале величине, може се користити за прикупљање информација о дубини на великим даљинама у затвореном и на отвореном простору.

Алгоритам за обраду слике

Користећи водећи светски алгоритам за обраду и анализу слика, има снажне могућности обраде, заузима мање процесорских ресурса, има високу тачност и добру компатибилност.

Апликације

Дигиталне индустријске камере се углавном користе у фабричкој аутоматизацији, AGV навигацији, мерењу простора, интелигентном саобраћају и транспорту (ITS), као и у медицинским и природним наукама. Наше камере за скенирање подручја, линијско скенирање и мрежне камере се широко користе у мерењу положаја и оријентације објеката, праћењу активности и статуса пацијената, препознавању лица, праћењу саобраћаја, инспекцији електронике и полупроводника, бројању људи и мерењу редова и другим областима.

www.hampotech.com

fairy@hampotech.com