TOF கேமரா என்றால் என்ன? அது எவ்வாறு செயல்படுகிறது?

TOF 3DCஅமெரா

TOF 3D கேமரா மிகவும் மேம்பட்ட முப்பரிமாணப் படப்பிடிப்புத் தொழில்நுட்பத்துடன் உருவாக்கப்பட்டுள்ளது. TOF (டைம் ஆஃப் ஃப்ளைட்) டெப்த் கேமரா என்பது தூரத்தைக் கண்டறியும் மற்றும் 3D படப்பிடிப்புத் தொழில்நுட்பத் தயாரிப்புகளில் ஒரு புதிய தலைமுறையைச் சேர்ந்ததாகும். இது இலக்கை நோக்கித் தொடர்ச்சியாக ஒளித் துடிப்புகளை அனுப்புகிறது, பின்னர் பொருளில் இருந்து திரும்பி வரும் ஒளியை சென்சாரைப் பயன்படுத்திப் பெறுகிறது, மேலும் அந்த ஒளித் துடிப்பின் பயண (சென்று திரும்பும்) நேரத்தைக் கண்டறிவதன் மூலம் இலக்குப் பொருளுக்கும் அதற்கும் இடையிலான தூரத்தைப் பெறுகிறது.

TOF கேமராக்கள் பொதுவாக தூரத்தை அளவிடுவதற்கு 'டைம்-ஆஃப்-ஃப்ளைட்' (time-of-flight) முறையைப் பயன்படுத்துகின்றன. அதாவது, மீயொலி அலைகள் போன்றவற்றைப் பயன்படுத்தும்போது, ​​தூரத்தை அளவிடுவதன் மூலம் மேலும் புரிந்துகொள்ள முடியும். இந்தத் தூர அளவீட்டை ஒளிக்கற்றைகள் மூலம் மேற்கொள்ள முடியும், எனவே நடைமுறைப் பயன்பாட்டில் இதன் நன்மைகள் மிகவும் தெளிவாகத் தெரிகின்றன. இந்தக் கேமராவைப் பயன்படுத்தும்போது, ​​படமெடுப்பதன் மூலமே அளவை அளவிட முடியும், இது மிகவும் வசதியானது. மேலும், இந்த பயன்பாட்டு முறையில், ஒளிப் பிரதிபலிப்பின் மூலம், திரும்பும் நேரத்தைக் கணக்கிட்டு தூரத்தை அறியலாம், மேலும் சென்சார் மூலம் மிகவும் பொருத்தமான புலனுணர்வைப் பெற முடியும். இந்த வகையான கேமராவைப் பயன்படுத்துவதன் நன்மை மிகவும் தெளிவாகத் தெரிகிறது. பிக்சல்கள் அதிகமாக இருப்பது மட்டுமல்லாமல், இந்த சென்சார் சேர்க்கப்பட்டிருப்பதால், அளவு வரைபடத்தில் (size map) தரவு சேகரிப்பு மிகவும் யதார்த்தமானதாகிறது. மேலும், நகரும் பாகங்கள் தேவையில்லை, வெறும் அளவீட்டின் மூலமே சிறந்த முடிவுகளைப் பெற முடியும். இது நடைமுறைப் பயன்பாடுகளில் மிகவும் சாதகமானது. அது நிலைப்படுத்தலாக இருந்தாலும் சரி அல்லது அளவீடாக இருந்தாலும் சரி, உங்களிடம் இந்த வகையான கேமரா இருக்கும் வரை, உண்மையான செயல்பாட்டில் உள்ள பல இயந்திரங்கள் மற்றும் உபகரணங்களின் கண்களாக நீங்கள் மாறி, தானியங்கி செயல்பாட்டை முழுமையாக முடிக்க முடியும்.

TOF கேமராக்கள் பயன்பாட்டில் உள்ள தடைகளைத் தானாகவே தவிர்க்கும் திறன் கொண்டவை. அதன் உணர்திறன் செயல்திறன் மூலம், தானியக்கப் பயன்பாட்டைத் திறம்பட செயல்படுத்த முடியும், மேலும் இந்தக் கேமராவைப் பயன்படுத்துவதன் நன்மைகள் மிகவும் வெளிப்படையானவை. இது சரியான நேரத்தில் அளவு மற்றும் தகவல்களை அறிந்துகொள்வதோடு மட்டுமல்லாமல், சரக்கு கையாளுதலில் தானியக்கத்தின் மேம்பாட்டை மிகவும் திறமையானதாக ஆக்குகிறது, செயல்திறன் மேம்பாட்டை விரைவுபடுத்துகிறது, மேலும் தூர அளவீடு மற்றும் பட விளக்கக்காட்சியில் பெரும் நன்மைகளைப் பெற முடியும். இதுவே இந்தக் கேமராவின் முக்கிய அம்சமாகும். இது சிறந்த முடிவுகளை அளிக்கிறது, மேலும் துடிப்புத் தூண்டுதல் மூலம், இலக்கின் விவரங்களை அறிந்துகொள்ள முடியும். இது இலக்கைக் கண்காணிப்பது மட்டுமல்லாமல், படத்தில் முப்பரிமாண மாதிரியாக்கத்தையும் செய்ய முடியும், இது மிகவும் துல்லியமானது என்று கூறலாம்.

எப்படிTOFகேமராக்கள் வேலை செய்கின்றன

TOF கேமராக்கள் செயல்திறன் மிக்க ஒளி கண்டறிதலைப் பயன்படுத்துகின்றன, மேலும் பொதுவாக பின்வரும் பாகங்களை உள்ளடக்கியுள்ளன:

1. கதிர்வீச்சு அலகு

கதிர்வீச்சு அலகு, ஒளியை வெளியிடுவதற்கு முன்பு ஒளி மூலத்தைத் துடிப்பு பண்பேற்றம் செய்ய வேண்டும், மேலும் பண்பேற்றப்பட்ட ஒளித் துடிப்பின் அதிர்வெண் 100MHz வரை அதிகமாக இருக்கலாம். இதன் விளைவாக, படமெடுப்பின் போது ஒளி மூலம் ஆயிரக்கணக்கான முறை இயக்கப்பட்டு அணைக்கப்படுகிறது. ஒவ்வொரு ஒளித் துடிப்பும் சில நானோ வினாடிகள் மட்டுமே நீடிக்கும். கேமராவின் வெளிப்பாட்டு நேர அளவுரு, ஒரு படத்திற்கான துடிப்புகளின் எண்ணிக்கையைத் தீர்மானிக்கிறது.

துல்லியமான அளவீடுகளைப் பெறுவதற்கு, ஒளித் துடிப்புகள் ஒரே கால அளவு, எழுச்சி நேரம் மற்றும் வீழ்ச்சி நேரத்தைக் கொண்டிருக்குமாறு மிகத் துல்லியமாகக் கட்டுப்படுத்தப்பட வேண்டும். ஏனெனில், ஒரு நானோ வினாடி அளவிலான மிகச் சிறிய விலகல் கூட, 15 செ.மீ. வரையிலான தூர அளவீட்டுப் பிழைகளை ஏற்படுத்தக்கூடும்.

இத்தகைய உயர் பண்பேற்ற அதிர்வெண்களையும் துல்லியத்தையும் அதிநவீன எல்.ஈ.டி-கள் அல்லது லேசர் டையோடுகளைக் கொண்டு மட்டுமே அடைய முடியும்.

பொதுவாக, கதிர்வீச்சு ஒளி மூலமானது மனிதக் கண்ணுக்குப் புலப்படாத ஒரு அகச்சிவப்பு ஒளி மூலமாகும்.

2. ஒளியியல் லென்ஸ்

இது பிரதிபலித்த ஒளியைச் சேகரித்து, ஒரு ஒளியியல் உணரியில் ஒரு பிம்பத்தை உருவாக்கப் பயன்படுகிறது. இருப்பினும், சாதாரண ஒளியியல் வில்லைகளைப் போலல்லாமல், ஒளியூட்டும் மூலத்தின் அதே அலைநீளம் கொண்ட ஒளி மட்டுமே உள்ளே நுழைவதை உறுதிசெய்ய, இங்கே ஒரு பட்டைவழி வடிகட்டியைச் சேர்க்க வேண்டும். இதன் நோக்கம், இரைச்சலைக் குறைப்பதற்காக ஒத்திசைவற்ற ஒளி மூலங்களை அடக்குவதும், வெளிப்புற ஒளி குறுக்கீடு காரணமாக ஒளி உணரியானது மிகையாக ஒளிர்வதைத் தடுப்பதும் ஆகும்.

3. இமேஜிங் சென்சார்

TOF கேமராவின் மையப்பகுதி. இந்த சென்சாரின் அமைப்பு ஒரு சாதாரண இமேஜ் சென்சாரைப் போலவே உள்ளது, ஆனால் அது ஒரு இமேஜ் சென்சாரை விட மிகவும் சிக்கலானது. வெவ்வேறு நேரங்களில் பிரதிபலித்த ஒளியை மாதிரியாக எடுக்க, இதில் இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட ஷட்டர்கள் உள்ளன. எனவே, TOF சிப்பின் பிக்சல் அளவு, பொதுவான இமேஜ் சென்சார் பிக்சல் அளவை விட மிகவும் பெரியது, பொதுவாக இது சுமார் 100um அளவில் இருக்கும்.

4. கட்டுப்பாட்டு அலகு

கேமராவின் மின்னணு கட்டுப்பாட்டு அலகால் தூண்டப்படும் ஒளித் துடிப்புகளின் வரிசையானது, சிப்பின் மின்னணு ஷட்டரின் திறப்பு/மூடலுடன் துல்லியமாக ஒத்திசைக்கப்படுகிறது. இது சென்சார் மின்னூட்டங்களைப் படித்து மாற்றி, அவற்றை பகுப்பாய்வு அலகு மற்றும் தரவு இடைமுகத்திற்கு அனுப்புகிறது.

5. கணினிப் பிரிவு

கணினி அலகு துல்லியமான ஆழ வரைபடங்களைப் பதிவு செய்ய முடியும். ஆழ வரைபடம் என்பது பொதுவாக ஒரு சாம்பல் நிறப் படமாகும், இதில் ஒவ்வொரு மதிப்பும் ஒளியைப் பிரதிபலிக்கும் மேற்பரப்பிற்கும் கேமராவிற்கும் இடையிலான தூரத்தைக் குறிக்கிறது. சிறந்த முடிவுகளைப் பெறுவதற்காக, தரவு அளவுத்திருத்தம் பொதுவாகச் செய்யப்படுகிறது.

TOF தூரத்தை எவ்வாறு அளவிடுகிறது?

ஒளி மூலமானது பொதுவாக சதுர அலைத் துடிப்புகளால் பண்பேற்றப்படுகிறது, ஏனெனில் இதை எண்ணிமச் சுற்றுகளுடன் செயல்படுத்துவது ஒப்பீட்டளவில் எளிதானது. ஆழக் கேமராவின் ஒவ்வொரு பிக்சலும் ஒரு ஒளி உணர் அலகால் (ஃபோட்டோடையோடு போன்றவை) ஆனது, இது படுகின்ற ஒளியை மின்சாரமாக மாற்றும் திறன் கொண்டது. இந்த ஒளி உணர் அலகு, மின்னூட்டங்களைச் சேமிக்கக்கூடிய வெவ்வேறு மின்தேக்கிகளுக்குள் (கீழே உள்ள படத்தில் S1, S2) மின்னோட்டத்தைச் செலுத்துவதற்காக, பல உயர் அதிர்வெண் நிலைமாற்றிகளுடன் (கீழே உள்ள படத்தில் G1, G2) இணைக்கப்பட்டுள்ளது.

கேமராவில் உள்ள ஒரு கட்டுப்பாட்டு அலகு, ஒளி மூலத்தை இயக்கி அணைத்து, ஒரு ஒளித் துடிப்பை வெளியிடுகிறது. அதே நேரத்தில், அந்தக் கட்டுப்பாட்டு அலகு சிப்பில் உள்ள மின்னணு ஷட்டரைத் திறந்து மூடுகிறது. மின்னூட்டம் S₀இவ்வாறு ஒளித் துடிப்பினால் உருவாக்கப்பட்டு, ஒளி உணர் உறுப்பில் சேமிக்கப்படுகிறது.

பின்னர், கட்டுப்பாட்டு அலகு ஒளி மூலத்தை இரண்டாவது முறையாக இயக்கி அணைக்கிறது. இந்த முறை, ஒளி மூலம் அணைக்கப்படும் நேரத்தில் ஷட்டர் தாமதமாகத் திறக்கிறது. மின்னூட்டம் S₁தற்போது உருவாக்கப்பட்டது ஒளி உணர் உறுப்பிலும் சேமிக்கப்படுகிறது.

ஒரு ஒளித் துடிப்பின் கால அளவு மிகக் குறைவாக இருப்பதால், வெளிப்பாட்டு நேரம் எட்டப்படும் வரை இந்தச் செயல்முறை ஆயிரக்கணக்கான முறை மீண்டும் மீண்டும் செய்யப்படுகிறது. பின்னர், ஒளி உணரியில் உள்ள மதிப்புகள் படிக்கப்பட்டு, அந்த மதிப்புகளிலிருந்து உண்மையான தூரத்தைக் கணக்கிட முடியும்.

ஒளியின் வேகம் c, t என்பதை கவனத்தில் கொள்க._pஒளித் துடிப்பின் கால அளவு, S₀முந்தைய ஷட்டரால் சேகரிக்கப்பட்ட மின்னூட்டத்தைக் குறிக்கிறது, மற்றும் S₁தாமதப்படுத்தப்பட்ட ஷட்டரால் சேகரிக்கப்பட்ட மின்னூட்டத்தைக் குறிக்கிறது எனில், d என்ற தூரத்தை பின்வரும் சூத்திரத்தின் மூலம் கணக்கிடலாம்:

முந்தைய ஷட்டர் காலத்தில் அனைத்து மின்னூட்டமும் S0-வில் சேகரிக்கப்பட்டு, பிந்தைய ஷட்டர் காலத்தில் S1-ல் எந்த மின்னூட்டமும் சேகரிக்கப்படாதபோது, ​​அதாவது S1 = 0 ஆக இருக்கும்போது, ​​மிகச்சிறிய அளவிடக்கூடிய தூரம் அமைகிறது. இதை சூத்திரத்தில் பிரதியிடும்போது, ​​குறைந்தபட்ச அளவிடக்கூடிய தூரமான d=0 கிடைக்கும்.

அளவிடக்கூடிய மிகப்பெரிய தூரமானது, S1-இல் அனைத்து மின்னூட்டமும் சேகரிக்கப்பட்டு, S0-இல் எந்த மின்னூட்டமும் சேகரிக்கப்படாத இடமாகும். அப்போது, ​​சூத்திரம் d = 0.5 xc × tp என அமைகிறது. எனவே, அளவிடக்கூடிய அதிகபட்ச தூரமானது ஒளித் துடிப்பின் அகலத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, tp = 50 ns எனில், மேற்கண்ட சூத்திரத்தில் பிரதியிடும்போது, ​​அதிகபட்ச அளவீட்டுத் தூரம் d = 7.5 மீ ஆகும்.

வன்பொருள் வடிவமைப்பு மற்றும் தயாரிப்பு அம்சங்கள்

உலகின் மிகவும் மேம்பட்ட TOF வன்பொருள் தீர்வைப் பயன்படுத்துகிறது; வகுப்பு I பாதுகாப்பான லேசர், உயர் பிக்சல் தெளிவுத்திறன், தொழில்துறை தரத்திலான கேமரா, சிறிய அளவு ஆகியவற்றைக் கொண்ட இது, உட்புற மற்றும் வெளிப்புறங்களில் நீண்ட தூர ஆழத் தகவல்களைச் சேகரிக்கப் பயன்படுகிறது.

பட செயலாக்க வழிமுறை

உலகின் முன்னணி படச் செயலாக்கம் மற்றும் பகுப்பாய்வு நெறிமுறையைப் பயன்படுத்துவதால், இது வலுவான செயலாக்கத் திறனைக் கொண்டுள்ளது, குறைந்த CPU வளங்களையே எடுத்துக்கொள்கிறது, மேலும் அதிகத் துல்லியம் மற்றும் நல்ல இணக்கத்தன்மையையும் கொண்டுள்ளது.

பயன்பாடுகள்

டிஜிட்டல் தொழில்துறை கேமராக்கள் முக்கியமாக தொழிற்சாலை தன்னியக்கம், ஏஜிவி வழிசெலுத்தல், விண்வெளி அளவீடு, அறிவார்ந்த போக்குவரத்து மற்றும் போக்குவரத்து (ITS), மற்றும் மருத்துவம் மற்றும் உயிர் அறிவியல் ஆகியவற்றில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. எங்களின் ஏரியா ஸ்கேன், லைன் ஸ்கேன் மற்றும் நெட்வொர்க் கேமராக்கள், பொருளின் நிலை மற்றும் திசையமைவு அளவீடு, நோயாளியின் செயல்பாடு மற்றும் நிலை கண்காணிப்பு, முக அங்கீகாரம், போக்குவரத்து கண்காணிப்பு, மின்னணு மற்றும் குறைக்கடத்தி ஆய்வு, ஆட்கள் எண்ணிக்கை மற்றும் வரிசை அளவீடு போன்ற பல துறைகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

www.hampotech.com

fairy@hampotech.com