TOF కెమెరా అంటే ఏమిటి? మరియు అది ఎలా పనిచేస్తుంది?

TOF 3DCఅమెరా

TOF 3D కెమెరా అత్యంత అధునాతన త్రిమితీయ ఇమేజింగ్ టెక్నాలజీతో నిర్మించబడింది. TOF (టైమ్ ఆఫ్ ఫ్లైట్) డెప్త్ కెమెరా అనేది దూరాన్ని గుర్తించే మరియు 3D ఇమేజింగ్ టెక్నాలజీ ఉత్పత్తులలో ఒక కొత్త తరం. ఇది లక్ష్యం వైపు నిరంతరం కాంతి పల్స్‌లను పంపుతుంది, ఆపై వస్తువు నుండి తిరిగి వచ్చిన కాంతిని స్వీకరించడానికి సెన్సార్‌ను ఉపయోగిస్తుంది, మరియు కాంతి పల్స్ యొక్క ప్రయాణ (రౌండ్-ట్రిప్) సమయాన్ని గుర్తించడం ద్వారా లక్ష్య వస్తువు యొక్క దూరాన్ని పొందుతుంది.

TOF కెమెరాలు సాధారణంగా దూరాన్ని కొలవడానికి టైమ్-ఆఫ్-ఫ్లైట్ పద్ధతిని ఉపయోగిస్తాయి, అంటే, అల్ట్రాసోనిక్ తరంగాలు మొదలైనవాటిని ఉపయోగించి కొలవడం ద్వారా దూరాన్ని మరింతగా అర్థం చేసుకోవచ్చు. ఈ దూర కొలతను కాంతి కిరణాల ద్వారా నిర్వహించవచ్చు, కాబట్టి వాస్తవ వినియోగంలో దీని ప్రయోజనాలు చాలా స్పష్టంగా ఉంటాయి. ఈ కెమెరాను ఉపయోగించినప్పుడు, ఇమేజింగ్ ద్వారా పరిమాణాన్ని కొలవవచ్చు, ఇది చాలా సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది. మరియు ఈ వినియోగ పద్ధతిలో కాంతి పరావర్తనం ద్వారా, తిరుగు ప్రయాణ సమయాన్ని లెక్కించడం ద్వారా దూరాన్ని తెలుసుకోవచ్చు, మరియు సెన్సార్ ద్వారా మరింత సరైన అవగాహనను పొందవచ్చు. ఈ రకమైన కెమెరాను ఉపయోగించడం వల్ల కలిగే ప్రయోజనం చాలా స్పష్టంగా ఉంటుంది. పిక్సెల్‌లు ఎక్కువగా ఉండటమే కాకుండా, ఈ సెన్సార్‌ను జోడించడం వల్ల పరిమాణ పటంపై చిత్రీకరణ మరింత వాస్తవికంగా ఉంటుంది, మరియు కదిలే భాగాల అవసరం లేదు, కేవలం కొలవడం ద్వారానే మెరుగైన ఫలితాలను పొందవచ్చు. ఇది ఆచరణాత్మక అనువర్తనాలలో చాలా ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది, అది స్థాన నిర్ధారణ అయినా లేదా కొలత అయినా, మీ వద్ద ఈ రకమైన కెమెరా ఉన్నంత వరకు, మీరు వాస్తవ ఆపరేషన్‌లో అనేక యంత్రాలు మరియు పరికరాలకు కళ్ళుగా మారవచ్చు, మరియు ఆటోమేటిక్ ఆపరేషన్‌ను నిజంగా పూర్తి చేయవచ్చు.

TOF కెమెరాలు ఉపయోగంలో ఉన్నప్పుడు అడ్డంకులను స్వయంచాలకంగా తప్పించుకోగలవు. దీని సెన్సింగ్ పనితీరు ద్వారా, ఆటోమేషన్ వినియోగాన్ని సమర్థవంతంగా సాధించవచ్చు మరియు ఈ కెమెరాను ఉపయోగించడం వల్ల కలిగే ప్రయోజనాలు చాలా స్పష్టంగా ఉన్నాయి. ఇది పరిమాణం మరియు సమాచారాన్ని సకాలంలో తెలుసుకోవడమే కాకుండా, సరుకు నిర్వహణలో ఆటోమేషన్‌ను మరింత సమర్థవంతంగా మెరుగుపరుస్తుంది, సామర్థ్య మెరుగుదలను వేగవంతం చేస్తుంది మరియు దూర కొలత, చిత్ర ప్రదర్శనలో గొప్ప ప్రయోజనాలను అందిస్తుంది. ఈ కెమెరా యొక్క ముఖ్య ఉద్దేశ్యం ఇదే. ఇది మెరుగైన ఫలితాలను అందిస్తుంది మరియు పల్స్ ట్రిగ్గరింగ్ ద్వారా లక్ష్యం యొక్క వివరాలను తెలుసుకోవచ్చు. ఇది కేవలం ట్రాక్ చేయడమే కాకుండా, చిత్రంపై త్రిమితీయ మోడలింగ్‌ను కూడా చేయగలదు, ఇది చాలా కచ్చితమైనదని చెప్పవచ్చు.

ఎలాTOFకెమెరాలు పని చేస్తాయి

TOF కెమెరాలు యాక్టివ్ లైట్ డిటెక్షన్‌ను ఉపయోగిస్తాయి మరియు సాధారణంగా ఈ క్రింది భాగాలను కలిగి ఉంటాయి:

1. ఇర్రేడియేషన్ యూనిట్

ఇర్రేడియేషన్ యూనిట్ కాంతిని విడుదల చేయడానికి ముందు కాంతి మూలాన్ని పల్స్ మాడ్యులేట్ చేయాలి, మరియు మాడ్యులేట్ చేయబడిన కాంతి పల్స్ ఫ్రీక్వెన్సీ 100MHz వరకు ఉండవచ్చు. ఫలితంగా, ఇమేజ్ క్యాప్చర్ సమయంలో కాంతి మూలం వేల సార్లు ఆన్ మరియు ఆఫ్ చేయబడుతుంది. ప్రతి కాంతి పల్స్ కేవలం కొన్ని నానోసెకన్ల నిడివి మాత్రమే ఉంటుంది. కెమెరా యొక్క ఎక్స్‌పోజర్ టైమ్ పారామీటర్ ప్రతి ఇమేజ్‌కు ఎన్ని పల్స్‌లు ఉండాలో నిర్ధారిస్తుంది.

ఖచ్చితమైన కొలతలను సాధించడానికి, కాంతి స్పందనలు ఒకే వ్యవధి, పెరుగుదల సమయం మరియు తగ్గుదల సమయాన్ని కలిగి ఉండేలా ఖచ్చితంగా నియంత్రించబడాలి. ఎందుకంటే కేవలం ఒక నానోసెకను చిన్న విచలనాలు కూడా 15 సెం.మీ. వరకు దూర కొలత దోషాలను కలిగించగలవు.

ఇంతటి అధిక మాడ్యులేషన్ ఫ్రీక్వెన్సీలు మరియు ఖచ్చితత్వాన్ని అధునాతన LEDలు లేదా లేజర్ డయోడ్‌లతో మాత్రమే సాధించవచ్చు.

సాధారణంగా, వికిరణ కాంతి మూలం మానవ కంటికి కనిపించని పరారుణ కాంతి మూలం అయి ఉంటుంది.

2. ఆప్టికల్ లెన్స్

పరావర్తనం చెందిన కాంతిని సేకరించి, ఆప్టికల్ సెన్సార్‌పై ఒక ప్రతిబింబాన్ని ఏర్పరచడానికి ఇది ఉపయోగపడుతుంది. అయితే, సాధారణ ఆప్టికల్ లెన్స్‌ల వలె కాకుండా, కాంతి మూలం యొక్క తరంగదైర్ఘ్యంతో సమానమైన తరంగదైర్ఘ్యం గల కాంతి మాత్రమే లోపలికి ప్రవేశించేలా నిర్ధారించడానికి ఇక్కడ ఒక బ్యాండ్‌పాస్ ఫిల్టర్‌ను జోడించాల్సి ఉంటుంది. దీని ఉద్దేశ్యం, శబ్దాన్ని (నాయిస్) తగ్గించడానికి అసంబద్ధ కాంతి మూలాలను అణచివేయడం, అదే సమయంలో బాహ్య కాంతి జోక్యం కారణంగా కాంతి సున్నిత సెన్సార్ అతిగా కాంతికి గురికాకుండా నిరోధించడం.

3. ఇమేజింగ్ సెన్సార్

TOF కెమెరా యొక్క ప్రధాన భాగం. దీని సెన్సార్ నిర్మాణం ఒక సాధారణ ఇమేజ్ సెన్సార్‌ను పోలి ఉంటుంది, కానీ ఇది ఇమేజ్ సెన్సార్ కంటే మరింత సంక్లిష్టమైనది. ఇది వేర్వేరు సమయాల్లో పరావర్తనం చెందిన కాంతిని నమూనా చేయడానికి 2 లేదా అంతకంటే ఎక్కువ షట్టర్‌లను కలిగి ఉంటుంది. అందువల్ల, TOF చిప్ పిక్సెల్ సాధారణ ఇమేజ్ సెన్సార్ పిక్సెల్ పరిమాణం కంటే చాలా పెద్దదిగా ఉంటుంది, సాధారణంగా సుమారు 100um ఉంటుంది.

4. నియంత్రణ యూనిట్

కెమెరా యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ కంట్రోల్ యూనిట్ ద్వారా ప్రేరేపించబడిన కాంతి స్పందనల క్రమం, చిప్ యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ షట్టర్ తెరవడం/మూయడంతో ఖచ్చితంగా సమకాలీకరించబడుతుంది. ఇది సెన్సార్ ఛార్జీలను చదివి, మార్పిడి చేసి, వాటిని విశ్లేషణ యూనిట్ మరియు డేటా ఇంటర్‌ఫేస్‌కు నిర్దేశిస్తుంది.

5. కంప్యూటింగ్ యూనిట్

కంప్యూటింగ్ యూనిట్ ఖచ్చితమైన డెప్త్ మ్యాప్‌లను రికార్డ్ చేయగలదు. డెప్త్ మ్యాప్ సాధారణంగా ఒక గ్రేస్కేల్ చిత్రం, దీనిలో ప్రతి విలువ కాంతిని ప్రతిబింబించే ఉపరితలానికి మరియు కెమెరాకు మధ్య ఉన్న దూరాన్ని సూచిస్తుంది. మెరుగైన ఫలితాలను పొందడానికి, సాధారణంగా డేటా కాలిబ్రేషన్ నిర్వహిస్తారు.

TOF దూరాన్ని ఎలా కొలుస్తుంది?

డిజిటల్ సర్క్యూట్‌లతో అమలు చేయడం చాలా సులభం కాబట్టి, ప్రకాశించే కాంతి మూలం సాధారణంగా స్క్వేర్ వేవ్ పల్స్‌ల ద్వారా మాడ్యులేట్ చేయబడుతుంది. డెప్త్ కెమెరా యొక్క ప్రతి పిక్సెల్ ఒక ఫోటోసెన్సిటివ్ యూనిట్‌ను (ఫోటోడయోడ్ వంటిది) కలిగి ఉంటుంది, ఇది పతనమయ్యే కాంతిని విద్యుత్ ప్రవాహంగా మార్చగలదు. ఈ ఫోటోసెన్సిటివ్ యూనిట్, ఛార్జ్‌లను నిల్వ చేయగల వివిధ కెపాసిటర్‌లలోకి (క్రింది చిత్రంలో S1, S2) కరెంట్‌ను పంపడానికి బహుళ హై-ఫ్రీక్వెన్సీ స్విచ్‌లతో (క్రింది చిత్రంలో G1, G2) అనుసంధానించబడి ఉంటుంది.

కెమెరాలోని కంట్రోల్ యూనిట్ కాంతి పల్స్‌ను పంపుతూ, కాంతి మూలాన్ని ఆన్ మరియు ఆఫ్ చేస్తుంది. అదే క్షణంలో, కంట్రోల్ యూనిట్ చిప్‌పై ఉన్న ఎలక్ట్రానిక్ షట్టర్‌ను తెరుస్తుంది మరియు మూసివేస్తుంది. ఛార్జ్ S₀ఈ విధంగా కాంతి స్పందన ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడినది కాంతి సున్నిత మూలకంపై నిల్వ చేయబడుతుంది.

ఆ తర్వాత, నియంత్రణ యూనిట్ కాంతి మూలాన్ని రెండవసారి ఆన్ మరియు ఆఫ్ చేస్తుంది. ఈసారి, కాంతి మూలం ఆఫ్ చేయబడిన సమయంలో షట్టర్ ఆలస్యంగా తెరుచుకుంటుంది. ఛార్జ్ S₁ఇప్పుడు ఉత్పత్తి చేయబడినది కాంతి సున్నిత మూలకంపై కూడా నిల్వ చేయబడుతుంది.

ఒక్క కాంతి స్పందన యొక్క వ్యవధి చాలా తక్కువగా ఉంటుంది కాబట్టి, నిర్దేశిత ఎక్స్పోజర్ సమయం పూర్తయ్యే వరకు ఈ ప్రక్రియ వేల సార్లు పునరావృతమవుతుంది. ఆ తర్వాత కాంతి సెన్సార్‌లోని విలువలను చదివి, వాటి నుండి వాస్తవ దూరాన్ని లెక్కించవచ్చు.

కాంతి వేగం c అని గమనించండి, t_pకాంతి స్పందన యొక్క వ్యవధి, S₀మునుపటి షట్టర్ ద్వారా వసూలు చేయబడిన ఛార్జీని సూచిస్తుంది మరియు S₁ఆలస్యమైన షట్టర్ ద్వారా సేకరించబడిన ఛార్జీని సూచిస్తుంది, అప్పుడు దూరం d ని ఈ క్రింది సూత్రం ద్వారా లెక్కించవచ్చు:

కొలవగల అతి చిన్న దూరం అనేది, ముందు షట్టర్ వ్యవధిలో S0 లో మొత్తం ఛార్జ్ సేకరించబడి, తరువాత షట్టర్ వ్యవధిలో S1 లో ఎటువంటి ఛార్జ్ సేకరించబడనప్పుడు, అంటే S1 = 0. దీనిని సూత్రంలో ప్రతిక్షేపిస్తే, కొలవగల కనిష్ట దూరం d=0 వస్తుంది.

S1లో మొత్తం ఆవేశం సేకరించబడి, S0లో ఏ ఆవేశం సేకరించబడనప్పుడు, కొలవగల అతిపెద్ద దూరం ఏర్పడుతుంది. అప్పుడు సూత్రం d = 0.5 xc × tp ను ఇస్తుంది. అందువల్ల, కొలవగల గరిష్ట దూరం కాంతి పల్స్ వెడల్పు ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. ఉదాహరణకు, tp = 50 ns అయితే, పై సూత్రంలో ప్రతిక్షేపించగా, గరిష్ట కొలత దూరం d = 7.5 మీ.

హార్డ్‌వేర్ డిజైన్ మరియు ఉత్పత్తి లక్షణాలు

ప్రపంచంలోనే అత్యంత అధునాతన TOF హార్డ్‌వేర్ పరిష్కారాన్ని స్వీకరించండి; క్లాస్ I సురక్షిత లేజర్, అధిక పిక్సెల్ రిజల్యూషన్, పారిశ్రామిక-స్థాయి కెమెరా, చిన్న పరిమాణం, ఇండోర్ మరియు అవుట్‌డోర్ సుదూర లోతు సమాచార సేకరణకు ఉపయోగించవచ్చు.

ఇమేజ్ ప్రాసెసింగ్ అల్గోరిథం

ప్రపంచంలోని అగ్రగామి ఇమేజ్ ప్రాసెసింగ్ మరియు విశ్లేషణ అల్గోరిథంను ఉపయోగించడం వల్ల, దీనికి బలమైన ప్రాసెసింగ్ సామర్థ్యం, ​​తక్కువ CPU వనరులు, అధిక కచ్చితత్వం మరియు మంచి అనుకూలత ఉన్నాయి.

అప్లికేషన్లు

డిజిటల్ పారిశ్రామిక కెమెరాలను ప్రధానంగా ఫ్యాక్టరీ ఆటోమేషన్, AGV నావిగేషన్, స్థల కొలత, ఇంటెలిజెంట్ ట్రాఫిక్ మరియు రవాణా (ITS), మరియు వైద్య మరియు జీవ శాస్త్రాలలో ఉపయోగిస్తారు. మా ఏరియా స్కాన్, లైన్ స్కాన్ మరియు నెట్‌వర్క్ కెమెరాలను వస్తువుల స్థానం మరియు దిశ కొలత, రోగి కార్యకలాపాలు మరియు స్థితి పర్యవేక్షణ, ముఖ గుర్తింపు, ట్రాఫిక్ పర్యవేక్షణ, ఎలక్ట్రానిక్ మరియు సెమీకండక్టర్ తనిఖీ, వ్యక్తుల లెక్కింపు మరియు క్యూ కొలత మరియు ఇతర రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు.

www.hampotech.com

fairy@hampotech.com