TOF 3DCMỹ
Camera 3D TOF được chế tạo với công nghệ hình ảnh ba chiều tiên tiến nhất. Camera độ sâu TOF (Time of Flight) là sản phẩm công nghệ hình ảnh 3D và đo khoảng cách thế hệ mới. Nó liên tục phát ra các xung ánh sáng đến mục tiêu, sau đó sử dụng cảm biến để thu nhận ánh sáng phản xạ từ vật thể và xác định khoảng cách đến vật thể mục tiêu bằng cách phát hiện thời gian bay (khứ hồi) của xung ánh sáng.
Camera TOF thường sử dụng phương pháp thời gian bay (TOF) để đo khoảng cách, tức là khi sử dụng sóng siêu âm, v.v., để đo, bạn có thể hiểu rõ hơn về khoảng cách. Việc đo khoảng cách này có thể được thực hiện thông qua chùm tia sáng, vì vậy ưu điểm trong thực tế sử dụng rất rõ ràng. Khi sử dụng loại camera này, kích thước có thể được đo bằng cách tạo ảnh, rất tiện lợi. Và cách sử dụng này là thông qua sự phản xạ ánh sáng, khoảng cách có thể được xác định bằng cách tính toán thời gian phản xạ, và có thể thu được nhận thức đầy đủ hơn thông qua cảm biến. Ưu điểm của việc sử dụng loại camera này rất rõ ràng. Không chỉ có số pixel cao hơn, mà việc bổ sung cảm biến này còn giúp việc thu thập dữ liệu trên bản đồ kích thước trở nên thực tế hơn, không cần các bộ phận chuyển động, và có thể thu được kết quả tốt hơn chỉ bằng cách đo. Nó rất có lợi trong các ứng dụng thực tế, cho dù là định vị hay đo lường, chỉ cần bạn có loại camera này, bạn có thể trở thành đôi mắt của nhiều máy móc và thiết bị trong hoạt động thực tế, và thực sự hoàn thành hoạt động tự động.
Camera TOF có khả năng tự động tránh chướng ngại vật trong quá trình sử dụng. Nhờ hiệu suất cảm biến, việc sử dụng tự động hóa có thể được thực hiện hiệu quả, và ưu điểm của việc sử dụng camera này rất rõ ràng. Nó không chỉ có thể biết được khối lượng và thông tin kịp thời, mà còn giúp cải thiện hiệu quả tự động hóa trong việc xử lý hàng hóa, đẩy nhanh tốc độ nâng cao hiệu quả, và mang lại lợi thế lớn trong đo khoảng cách và hiển thị hình ảnh. Cốt lõi của camera này là khả năng cho kết quả tốt hơn, và thông qua kích hoạt xung, bạn có thể biết được mục tiêu chi tiết, không chỉ có thể theo dõi mà còn có thể thực hiện mô hình hóa ba chiều trên hình ảnh, có thể nói là rất chính xác.
Làm saoTOFMáy ảnh hoạt động
Máy ảnh TOF sử dụng công nghệ phát hiện ánh sáng chủ động và thường bao gồm các bộ phận sau:
1. Thiết bị chiếu xạ
Bộ phận chiếu xạ cần điều biến xung nguồn sáng trước khi phát ra, và tần số xung ánh sáng được điều biến có thể lên tới 100MHz. Kết quả là, nguồn sáng được bật và tắt hàng nghìn lần trong quá trình chụp ảnh. Mỗi xung ánh sáng chỉ dài vài nano giây. Tham số thời gian phơi sáng của máy ảnh xác định số lượng xung trên mỗi hình ảnh.
Để đạt được các phép đo chính xác, các xung ánh sáng phải được điều khiển chính xác để có cùng thời lượng, thời gian tăng và thời gian giảm. Bởi vì ngay cả những sai lệch nhỏ chỉ một nano giây cũng có thể gây ra sai số đo khoảng cách lên đến 15 cm.
Tần số điều biến cao và độ chính xác như vậy chỉ có thể đạt được bằng các đèn LED hoặc điốt laser tiên tiến.
Thông thường, nguồn sáng chiếu xạ là nguồn sáng hồng ngoại không nhìn thấy được bằng mắt thường.
2. Thấu kính quang học
Nó được sử dụng để thu thập ánh sáng phản xạ và tạo thành hình ảnh trên cảm biến quang học. Tuy nhiên, không giống như các thấu kính quang học thông thường, cần phải thêm bộ lọc dải tần để đảm bảo chỉ có ánh sáng có cùng bước sóng với nguồn chiếu sáng mới có thể đi vào. Mục đích của việc này là để triệt tiêu các nguồn sáng không kết hợp nhằm giảm nhiễu, đồng thời ngăn cảm biến nhạy sáng bị phơi sáng quá mức do nhiễu ánh sáng bên ngoài.
3. Cảm biến hình ảnh
Cấu trúc cốt lõi của camera TOF. Cảm biến có cấu trúc tương tự như cảm biến hình ảnh thông thường, nhưng phức tạp hơn. Nó chứa từ 2 màn trập trở lên để lấy mẫu ánh sáng phản xạ ở các thời điểm khác nhau. Do đó, kích thước điểm ảnh của chip TOF lớn hơn nhiều so với kích thước điểm ảnh của cảm biến hình ảnh thông thường, thường vào khoảng 100µm.
4. Bộ điều khiển
Chuỗi xung ánh sáng được kích hoạt bởi bộ điều khiển điện tử của camera được đồng bộ hóa chính xác với việc đóng/mở màn trập điện tử của chip. Nó thực hiện việc đọc và chuyển đổi điện tích cảm biến và chuyển chúng đến bộ phận phân tích và giao diện dữ liệu.
5. Đơn vị tính toán
Bộ xử lý có thể ghi lại bản đồ độ sâu chính xác. Bản đồ độ sâu thường là ảnh thang độ xám, trong đó mỗi giá trị biểu thị khoảng cách giữa bề mặt phản xạ ánh sáng và camera. Để có kết quả tốt hơn, việc hiệu chuẩn dữ liệu thường được thực hiện.
Công nghệ TOF đo khoảng cách như thế nào?
Nguồn sáng chiếu thường được điều chế bằng các xung sóng vuông, vì việc này tương đối dễ thực hiện với các mạch kỹ thuật số. Mỗi pixel của camera chiều sâu bao gồm một đơn vị cảm quang (chẳng hạn như điốt quang), có thể chuyển đổi ánh sáng chiếu vào thành dòng điện. Đơn vị cảm quang được kết nối với nhiều công tắc tần số cao (G1, G2 trong hình dưới) để dẫn dòng điện vào các tụ điện khác nhau có thể lưu trữ điện tích (S1, S2 trong hình dưới).
Bộ điều khiển trên máy ảnh bật và tắt nguồn sáng, phát ra xung ánh sáng. Đồng thời, bộ điều khiển mở và đóng màn trập điện tử trên chip. Điện tích S0Ánh sáng được tạo ra theo cách này nhờ xung ánh sáng sẽ được lưu trữ trên phần tử cảm quang.
Sau đó, bộ điều khiển bật và tắt nguồn sáng lần thứ hai. Lần này, màn trập mở muộn hơn, vào thời điểm nguồn sáng tắt. Điện tích S1Dữ liệu được tạo ra hiện cũng được lưu trữ trên phần tử cảm quang.
Vì thời gian phát ra một xung ánh sáng rất ngắn, quá trình này được lặp lại hàng nghìn lần cho đến khi đạt đến thời gian phơi sáng cần thiết. Sau đó, các giá trị trong cảm biến ánh sáng được đọc và khoảng cách thực tế có thể được tính toán từ những giá trị này.
Lưu ý rằng tốc độ ánh sáng là c, tplà thời lượng của xung ánh sáng, S0biểu thị điện tích được thu thập bởi màn trập trước đó, và S1Nếu d biểu thị điện tích thu được bởi màn trập trễ, thì khoảng cách d có thể được tính bằng công thức sau:
Khoảng cách đo được nhỏ nhất là khi toàn bộ điện tích được thu thập trong S0 trong khoảng thời gian đóng mở màn trập trước đó và không có điện tích nào được thu thập trong S1 trong khoảng thời gian đóng mở màn trập sau đó, tức là S1 = 0. Thay thế vào công thức sẽ cho khoảng cách đo được tối thiểu d=0.
Khoảng cách đo được lớn nhất là khi toàn bộ điện tích được thu thập ở S1 và không có điện tích nào được thu thập ở S0. Công thức khi đó cho ra d = 0,5 xc × tp. Do đó, khoảng cách đo được tối đa được xác định bởi độ rộng xung ánh sáng. Ví dụ, tp = 50 ns, thay thế vào công thức trên, khoảng cách đo được tối đa d = 7,5m.
Thiết kế phần cứng và tính năng sản phẩm
Sử dụng giải pháp phần cứng TOF tiên tiến nhất thế giới; laser an toàn loại I, độ phân giải pixel cao, camera cấp công nghiệp, kích thước nhỏ gọn, có thể được sử dụng để thu thập thông tin độ sâu từ xa trong nhà và ngoài trời.
Thuật toán xử lý ảnh
Sử dụng thuật toán xử lý và phân tích hình ảnh hàng đầu thế giới, sản phẩm này có khả năng xử lý mạnh mẽ, tiêu thụ ít tài nguyên CPU, độ chính xác cao và khả năng tương thích tốt.
Ứng dụng
Camera công nghiệp kỹ thuật số chủ yếu được sử dụng trong tự động hóa nhà máy, điều hướng xe tự hành AGV, đo lường không gian, giao thông vận tải thông minh (ITS), và y tế & khoa học đời sống. Camera quét vùng, quét dòng và camera mạng của chúng tôi được sử dụng rộng rãi trong đo vị trí và hướng đối tượng, theo dõi hoạt động và tình trạng bệnh nhân, nhận diện khuôn mặt, giám sát giao thông, kiểm tra điện tử và bán dẫn, đếm người và đo lường xếp hàng và các lĩnh vực khác.
www.hampotech.com
fairy@hampotech.com
Thời gian đăng bài: 07/03/2023
