3D-об'єм часу діїCАмерика
TOF 3D-камера побудована з використанням найсучаснішої технології тривимірної візуалізації. TOF-камера глибини (час польоту) – це нове покоління продуктів для визначення відстані та 3D-візуалізації. Вона безперервно надсилає світлові імпульси до цілі, а потім використовує датчик для отримання світла, що відбивається від об'єкта, та отримує відстань до цільового об'єкта, визначаючи час польоту (туди й назад) світлового імпульсу.
TOF-камери зазвичай використовують метод часу прольоту для вимірювання відстані, тобто під час використання ультразвукових хвиль тощо пам'ятайте про вимірювання, щоб краще зрозуміти відстань. Це вимірювання відстані може здійснюватися за допомогою світлових променів, тому переваги в реальному використанні все ще дуже очевидні. Коли використовується ця камера, розмір можна виміряти за допомогою зображення, що дуже зручно. І цей спосіб використання полягає в тому, що за допомогою відбиття світла відстань можна визначити, обчисливши час повернення, а більш адекватне сприйняття можна отримати за допомогою датчика. Перевага використання такого типу камери дуже очевидна. Не тільки пікселі вищі, але й додавання цього датчика може зробити отримання на карті розмірів більш реалістичним, і немає потреби в рухомих частинах, а кращі результати можна отримати лише шляхом вимірювання. Це дуже вигідно в практичних застосуваннях, будь то позиціонування чи вимірювання, якщо у вас є така камера, ви можете стати очима більшої кількості машин та обладнання в реальній експлуатації та по-справжньому завершити автоматичну роботу.
TOF-камери можуть автоматично уникати перешкод під час використання. Завдяки продуктивності сенсорного відображення, використання автоматизації може бути ефективно реалізовано, а переваги використання цієї камери дуже очевидні. Вона може не тільки вчасно визначати обсяг та інформацію, але й під час обробки вантажів. Покращення автоматизації робить її ефективнішою, може пришвидшити підвищення ефективності та отримати значні переваги у вимірюванні відстані та представленні зображення. Основою цієї камери є те, що вона забезпечує кращі результати, а завдяки імпульсному запуску ви можете точно визначити ціль, не лише відстежувати її, але й виконувати тривимірне моделювання зображення, що можна назвати дуже точним.
ЯкЧас відліку часуКамери працюють
TOF-камери використовують активне виявлення світла та зазвичай містять такі компоненти:
1. Блок опромінення
Блок опромінення повинен імпульсно модулювати джерело світла перед випромінюванням, а частота модульованих світлових імпульсів може сягати 100 МГц. В результаті джерело світла вмикається та вимикається тисячі разів під час зйомки зображення. Кожен світловий імпульс триває лише кілька наносекунд. Параметр часу експозиції камери визначає кількість імпульсів на зображення.
Для досягнення точних вимірювань світлові імпульси необхідно точно контролювати, щоб вони мали абсолютно однакову тривалість, час наростання та час спаду. Оскільки навіть невеликі відхилення всього в одну наносекунду можуть призвести до похибок вимірювання відстані до 15 см.
Таких високих частот модуляції та точності можна досягти лише за допомогою складних світлодіодів або лазерних діодів.
Зазвичай джерелом опромінення є інфрачервоне випромінювання, невидиме для людського ока.
2. Оптична лінза
Він використовується для збору відбитого світла та формування зображення на оптичному датчику. Однак, на відміну від звичайних оптичних лінз, тут потрібно додати смуговий фільтр, щоб забезпечити потрапляння лише світла з такою ж довжиною хвилі, як і джерело освітлення. Мета цього — придушити некогерентні джерела світла для зменшення шуму, одночасно запобігаючи переекспонуванню фоточутливого датчика через зовнішні світлові перешкоди.
3. Датчик зображення
Ядро TOF-камери. Структура сенсора подібна до структури звичайного сенсора зображення, але вона складніша за об'ємний сенсор. Вона містить 2 або більше затворів для вибірки відбитого світла в різний час. Таким чином, розмір пікселя TOF-чіпа значно більший, ніж розмір пікселя звичайного сенсора зображення, зазвичай близько 100 мкм.
4. Блок керування
Послідовність світлових імпульсів, що запускаються електронним блоком керування камерою, точно синхронізована з відкриттям/закриттям електронного затвора мікросхеми. Він виконує зчитування та перетворення зарядів датчика та направляє їх до блоку аналізу та інтерфейсу передачі даних.
5. Обчислювальний блок
Обчислювальний блок може записувати точні карти глибини. Карта глибини зазвичай являє собою зображення у градаціях сірого, де кожне значення представляє відстань між світловідбивною поверхнею та камерою. Для отримання кращих результатів зазвичай виконується калібрування даних.
Як TOF вимірює відстань?
Джерело світла освітлення зазвичай модулюється імпульсами прямокутної хвилі, оскільки це відносно легко реалізувати за допомогою цифрових схем. Кожен піксель глибинної камери складається з фоточутливого блоку (наприклад, фотодіода), який може перетворювати падаюче світло на електричний струм. Фоточутливий блок з'єднаний з кількома високочастотними перемикачами (G1, G2 на малюнку нижче) для направлення струму в різні конденсатори, які можуть накопичувати заряди (S1, S2 на малюнку нижче).
Блок керування на камері вмикає та вимикає джерело світла, посилаючи світловий імпульс. У той самий момент блок керування відкриває та закриває електронний затвор на чіпі. Заряд S0згенерований таким чином світловим імпульсом, зберігається на фоточутливому елементі.
Потім блок керування вдруге вмикає та вимикає джерело світла. Цього разу затвор відкривається пізніше, у момент вимкнення джерела світла. Заряд S1згенерована тепер сигнальна напруга також зберігається на фоточутливому елементі.
Оскільки тривалість одного світлового імпульсу дуже коротка, цей процес повторюється тисячі разів, доки не буде досягнуто часу експозиції. Потім значення з датчика світла зчитуються, і фактичну відстань можна розрахувати за цими значеннями.
Зверніть увагу, що швидкість світла дорівнює c, tp– тривалість світлового імпульсу, S0являє собою заряд, зібраний попереднім затвором, а S1являє собою заряд, зібраний затримкою затвора, тоді відстань d можна розрахувати за такою формулою:
Найменша вимірювана відстань досягається, коли весь заряд накопичується в S0 протягом попереднього періоду спрацьовування затвора, а в S1 заряд не накопичується протягом періоду затримки спрацьовування затвора, тобто S1 = 0. Підстановка у формулу дасть мінімальну вимірювану відстань d=0.
Найбільша вимірювана відстань – це відстань, на якій весь заряд збирається в S1, а в S0 взагалі не збирається заряд. Тоді формула дає d = 0,5 xc × tp. Таким чином, максимальна вимірювана відстань визначається шириною світлового імпульсу. Наприклад, tp = 50 нс, підставляючи у наведену вище формулу, отримуємо максимальну вимірювану відстань d = 7,5 м.
Дизайн апаратного забезпечення та характеристики продукту
Використовуйте найсучасніше у світі апаратне рішення TOF; безпечний лазер класу I, висока роздільна здатність пікселів, камера промислового класу, невеликий розмір, може використовуватися для збору інформації про глибину всередині та зовні приміщень на великих відстанях.
Алгоритм обробки зображень
Використовуючи провідний світовий алгоритм обробки та аналізу зображень, він має потужні обчислювальні можливості, споживає менше ресурсів процесора, має високу точність та хорошу сумісність.
Застосування
Цифрові промислові камери в основному використовуються в автоматизації виробництва, навігації AGV, вимірюванні простору, інтелектуальному русі та транспорті (ITS), а також в медицині та науках про життя. Наші камери з площинним скануванням, лінійним скануванням та мережеві камери широко використовуються для вимірювання положення та орієнтації об'єктів, моніторингу активності та стану пацієнтів, розпізнавання облич, моніторингу руху, перевірки електроніки та напівпровідників, підрахунку людей та вимірювання черги, а також в інших галузях.
www.hampotech.com
fairy@hampotech.com
Час публікації: 07 березня 2023 р.
