ToF-камеры Mesa Imaging. Tof камера


Time of flight / Хабр

Знаете, меня порой удивляет причудливая структура общественного мнения. Взять к примеру технологию 3D-визуализации. Огромный общественный резонанс вызывают в последнее время технологии очков виртуальной реальности: Oculus Rift, Google Glass. Но ведь ничего нового тут нет, первые шлемы виртуальной реальности появились ещё в конце 90-х. Да, они были сложны, они опередили своё время, но почему тогда это не вызывало такого WOW-эффекта? Или 3D-принтеры. Статьи о том, как они круты или как быстро они захватят мир появляются в информационном поле два раза в неделю последние года три. Я не спорю, это круто и мир они таки захватят. Но ведь эта технология была создана ещё в 80х и с тех пор вяло прогрессирует. 3D-телевидение? 1915 год…

Технологии все эти хороши и любопытны, но откуда столько шумихи из-за каждого чиха?

Что, если я скажу, что в последние 10 лет была изобретена, разработана и внедрена в массовое производство технология 3D съёмки, очень сильно отличающаяся от любой другой? При этом технология уже повсеместно используемая. Отлаженная и доступная простым людям в магазинах. Вы слышали про неё? (наверное только специалисты по робототехнике и сопутствующим областям науки уже догадались, что я говорю про ToF-камеры). Что такое ToF камера? В русской Википедии (англ) вы не найдёте даже коротенького упоминания о том, что это такое. «Time of flight camera» переводится как «Времяпролётная камера». Камера определяет дальность через скорость света, измеряя время пролёта светового сигнала, испускаемого камерой, и отражённого каждой точкой получаемого изображения. Сегодняшним стандартом является матрица 320*240 пикселей (следующее поколение будет 640*480). Камера обеспечивает точность измерения глубины порядка 1 сантиметра. Да-да. Матрица из 76800 сенсоров, обеспечивающих точность измерения времени порядка 1/10,000,000,000 (10^-10) секунды. В продаже. За 150 баксов. А может вы ею даже пользуетесь. А теперь чуть подробнее про физику, принцип работы, и где вы встречали эту прелесть. Существуют три основных типа ToF-камер. Для каждого из типов используется своя технология измерения дальности положения точки. Самая простая и понятная — «Pulsed Modulation» она же «Direct Time-of-Flight imagers ». Даётся импульс и в каждой точке матрицы измеряется точное время его возвращения: По сути матрица состоит из триггеров, срабатывающих по фронту волны. Такой же способ используется в оптических синхронах для вспышек. Только тут на порядки точнее. В этом-то и основная сложность этого метода. Требуется очень точное детектирование времени срабатывания, что требует специфических технических решений (каких — я не смог найти). Сейчас такие сенсоры тестирует NASA для посадочных модулей своих кораблей. А вот картинки которые она выдаёт: Подсветки на них хватает, чтобы триггеры срабатывали на оптический поток отражённый с расстояния порядка 1 километра. На графике приведено число сработавших в матрице пикселя в зависимости от расстояния 90% работают на расстоянии в 1км: Второй способ — постоянная модуляция сигнала. Излучатель посылает некоторую модулированную волну. Приёмник находит максимум корреляции того, что он видит с этой волной. Это определяет время, которое сигнал потратил на то, чтобы отразиться и прийти на приёмник. Пусть излучается сигнал: где w — модулирующая частота. Тогда принятый сигнал будет выглядеть как: где b-некий сдвиг, a-амплитуда. Корреляция входящего и исходящего сигнала: Но полную корреляцию со всеми возможными сдвигами по времени произвести достаточно сложно за реальное время в каждом пикселе. Поэтому используется хитрый финт ушами. Полученный сигнал принимается в 4 соседних пикселя со сдвигом в 90⁰ по фазе и коррелируется сам с собой: Тогда сдвиг по фазе определяется как: Зная полученный сдвиг по фазе и скорость света получаем дальность до объекта: Эти камеры чуть попроще, чем те, что построены по первой технологии, но всё равно сложны и дороги. Делает их вот эта компания. И стоят они порядка 4килобаксов. Зато симпатишные и футуристичные: Третья технология — " Range gated imagers ". По сути затворная камера. Идея тут до ужаса проста и не требует ни высокоточных приёмников, ни сложной корреляции. Перед матрицей стоит затвор. Предположим, что он у нас идеальный и работает моментально. В момент времени 0 включается освещение сцены. Затвор закрывается в момент времени t. Тогда объекты, расположенные дальше, чем t/(2∙c), где с — скорость света видны не будут. Свет просто не успеет долететь до них и вернуться назад. Точка, расположенная вплотную к камере будет освещаться всё время экспозиции t и иметь яркость I. Значит любая точка экспозиции будет иметь яркость от 0 до I, и эта яркость будет репрезентацией расстояния до точки. Чем ярче — тем ближе. Осталось сделать всего пару мелочей: ввести в модель время закрытия затвора и поведение матрицы при этом событии, неидеальность источника освещения (для точечного источника света зависимость дальности и яркости не будет линейной), разную отражающую способность материалов. Это очень большие и сложные задачи, которые авторы устройств решили. Такие камеры самые неточные, но зато самые простые и дешёвые: всю сложность в них составляет алгоритм. Хотите пример того как выглядит такая камера? Вот он: Да-да, во втором Kinect стоит именно такая камера. Только не стоит путать второй Kinect с первым (на хабре когда-то давно была хорошая и подробная статья где всё же перепутали). В первом Kinect используется структурированная подсветка. Это куда более старая, менее надёжная и более медленная технология: Там используется обычная инфракрасная камера, которая смотрит на проектируемый паттерн. Его искажения определяют дальность (сравнение методов можно посмотреть вот тут). Но Kinect далеко не единственный представитель на рынке. Например Intel выпускает камеру за 150 долларов, которая выдаёт 3д карту изображения. Она ориентирована на более ближнюю зону, но у них есть SDK для анализа жестов в кадре. Вот ещё один вариант от SoftKinetic (у них тоже есть SDK, плюс они как-то завязаны на texas instruments). Сам я, правда до сих пор не сталкивался ни с одной из этих камер, что жалко и досадно. Но, думаю и надеюсь, что через пяток лет они войдут в обиход и моя очередь настанет. Насколько я знаю, их активно используют при ориентации роботов, внедряют в системы распознавания по лицам. Круг задач и применений очень широк.

habr.com

Облако точек и Time-of-Flight | РОБОТОША

3d-tof-camera

Понятие Time-of-Flight камера на русский язык можно перевести как «времяпролетная камера» или «камера, измеряющая время пролета». Звучит достаточно коряво, поэтому в своем дальнейшем изложении я предпочту использовать англоязычный термин. Метод Time-of-Flight часто применяется в робототехнических системах, в частности, в системах машинного зрения, поэтому я решил уделить ему свое внимание.

3D Time-of-Flight (ToF) камера освещает сцену модулированным источником света, и наблюдает отраженный свет. Затем фазовый сдвиг между излучением и отражением измеряется и переводится в расстояние. Рисунок иллюстрирует основную концепцию ToF.

Работа 3D ToF камеры

Работа 3D Time-of-Flight камеры

Как правило, источником света является твердотельный или полупроводниковый лазер, работающий в ближнем инфракрасном диапазоне (~ 850 нм), невидимый для человеческого глаза. Датчик изображения работает в том же спектральном диапазоне, что и передатчик. Он принимает отраженный свет и преобразует энергию фотонов в электрический ток. Следует отметить, что свет, попадающий на датчик, состоит из компонента заполняющего света и компонента отраженного света. Информация о расстоянии (глубине) заключена только в отраженном компоненте. Таким образом, окружающий свет уменьшает отношение сигнал-шум.

Чтобы обнаружить фазовые сдвиги между излучением и отражением, источник света работает в импульсном режиме или является модулятором непрерывной волны,  как правило, это синусоида или прямоугольная волна. Модуляция прямоугольной волны является более распространенной, поскольку легко может быть реализована посредством цифровых схем.

В случае импульсной модуляции производится интегрирование фотоэлектронов отраженного света, или же запускается высокоскоростной счетчик при первом обнаружении отражения. Последнее требует быстрого фотодетектора, обычно это однофотонный лавинный диод. Для реализации этого счетного метода требуется быстродействующая электроника, так как для достижения 1 миллиметровой точности требуется импульс продолжительностью 6,6 пикосекунд. Этот уровень точности практически невозможно достичь в кремнии при комнатной температуре.

Импульсный метод прост. Источник света освещает в течение короткого периода \Delta t и выборка отраженной энергии производится параллельно в каждом пикселе используя два сдвинутых по фазе окна C_1 и C_2 с тем же \Delta t. Измеряются электрические заряды Q_1 и Q_2, накопленные в  этих выборках , а затем вычисляется расстояние, используя формулу:

    \[d = \frac{1}{2} c \Delta t \left( \frac{Q_2}{Q_1 + Q_2} \right) \]

 

Импульсный метод Time-of-Flight

Импульсный метод Time-of-Flight

 

В противоположность ему, метод непрерывной волны производит множество выборок в измерении. Для каждого образца фаза сдвигается на 90 градусов, то есть, в общей сложности, получаем еще четыре образца. Используя этот метод, можно вычислить фазовый угол \phi между излучением и отражением и расстояние D:

    \[\phi = \arctan \left( \frac{Q_3-Q_4}{Q_1-Q_2} \right)\]

    \[d = \frac{c}{4\pi f} \phi \]

Отсюда следует, что измеренная интенсивность пиксела A и смещение B могут быть вычислены следующим образом:

    \[A = \frac{\sqrt{(Q_1-Q_2)^2+(Q_3-Q_4)^2}}{2}\]

    \[B = \frac{Q_1 + Q_2 + Q_3 + Q_4}{4}\]

Во всех уравнениях c — скорость света.

 

Метод непрерывной волны Time-of-Flight

Метод непрерывной волны Time-of-Flight

 

На первый взгляд, сложность метода непрерывной волны, по сравнению с импульсным методом, может, показаться неоправданной, но пристальный взгляд на уравнения метода непрерывной волны показывает, что члены (Q_3 - Q_4) и (Q_1 - Q_2) уменьшают эффект постоянного смещения  измерений. Кроме того, частное в уравнении фазы уменьшает эффекты постоянного роста в измерениях расстояний, например, в системах усиления и ослабления, или отраженной интенсивности. И это очень хорошо.

Амплитуда отраженной волны A и смещение B оказывают воздействие на точность измерения глубины. Дисперсия измерения глубины может быть аппроксимирована:

    \[\sigma = \frac{c}{4 \sqrt{2} \pi f} \cdot \frac{\sqrt{A+B}}{c_d A}\]

Контрастность модуляции c_d, показывает, насколько хорошо датчик ToF разделяет и собирает фотоэлектроны. Амплитуда отраженной волны A, является функцией оптической силы. Смещение B, является функцией окружающего света и остаточного смещения системы. Из последнего уравнения можно сделать вывод, что большая амплитуда, высокая частота модуляции и высокая контрастность модуляции увеличивают точность. Большое смещение же может привести к насыщению и снижению точности.

На высоких частотах, контрастность модуляции может начать ослабевать за счет физических свойств кремния. Это дает нам практический верхний предел частоты модуляции. Time-of-Flight датчики с большой частотой среза имеют более высокую точность.

Тот факт, что измерение непрерывной волной основано на фазе, которая делает полный оборот каждые 2\pi, означает, что расстояние также будет иметь ступенчатость. Расстояние, где возникает ступенчатость, называется расстояние неоднозначности d_{amb} и определяется как

    \[d_{amb} = \frac{c}{2f}\]

Так как расстояние циклически переносится, d_{amb} также является максимальным измеряемым расстоянием. Для увеличения диапазона измеряемого расстояния, можно уменьшить частоту модуляции, но за счет снижения точности, как следует из уравнения для дисперсии \sigma.

Вместо того, чтобы идти на этот компромисс, наиболее продвинутые системы ToF используют многочастотные методы для увеличения расстояния, не снижая частоту модуляции. Многочастотные методы добавляют одну или несколько частот модуляции в смесь. Каждая частота модуляции будет иметь свое расстояние неоднозначности, но истинное расположение будет тем, где различные частоты согласованы. Частота, при которой две модуляции согласованы, называется частотой биений. Эта, как правило, более низкая частота, соответствует гораздо большему расстоянию неоднозначности. Двухчастотная концепция показана ниже.

Увеличение диапазона измеряемого расстояния, используя многочастотный метод

Увеличение диапазона измеряемого расстояния, используя многочастотный метод

 

Облако точек

В Time-of-Flight сенсорах расстояние измеряется для каждого пикселя в 2D адресуемом массиве, результатом чего является карта глубины. Карта глубины представляет из себя набор 3D точек (каждая точка также называется воксель). Например, QVGA сенсор даст карту глубины 320×240 вокселей. 2D представление карты глубины является монохромным изображением, как представлено ниже на картинке с банками газировки. Чем выше интенсивность, тем ближе воксель.

Карта глубины сцены

Карта глубины сцены

Кроме того, карта глубины может быть создана в трехмерном пространстве в виде набора точек, или, как говорят, облака точек. 3D точки могут быть математически соединены с образованием сетки, на которой может быть отображена текстура поверхности. Если текстура берется в реальном времени из цветного изображения того же самого объекта, то будет создан, как живой,  3D объект, как это показано на рисунке ниже. Можно даже повернуть созданный аватар, чтобы посмотреть на него с различных точек .

Аватар, сформированный из облака точек

Аватар, сформированный из облака точек

Источник: Texas Instruments

 

Еще по этой теме

Вы можете пропустить чтение записи и оставить комментарий. Размещение ссылок запрещено.

robotosha.ru

ToF и технологии машинного зрения

vision

Time-of-Flight технология — это не единственно доступная сегодня технология машинного зрения. Сегодня я сравню Time-of-Flight с традиционной 2D-технологией, а также 3D-технологиями машинного зрения. Помимо этого, приведу приложения, в которых используется ToF.      

2D машинное зрение

Большинство систем машинного зрения, используемых сегодня, являются двухмерными визуальными системами. Это низкобюджетное решение в случае, если освещение можно контролировать. Они хорошо подходят для наблюдения и контроля, где дефекты обнаруживаются применением хорошо известных методов обработки изображений, такие как обнаружение края, совпадения с шаблоном и структур открыто/закрыто. Эти алгоритмы извлекают критические параметры объектов, которые сравниваются с базой данных для тестирования на прошел/не прошел. Для выявления дефектов вдоль оси z, зачастую применяется дополнительный 1D-датчик или же 3D-технология.

2D машинное зрение может использоваться в неструктурированной окружающей среде. Применение передовых алгоритмов обработки изображений, позволяет обойти проблемы, вызванные различным уровнем освещенности и условиями затенения. На рисунке приведены изображения одного и того же лица, но под очень разным углом освещения. Различия в затенении может сделать распознавание лица проблематичным даже для человека.

Одно и то же лицо, но с различным затенением

Одно и то же лицо, но с различным затенением

В отличие от этого, компьютерное распознавание облака точек данных, полученных с ToF-сенсора сильно не зависит от затенения, так как освещение обеспечивается самим датчиком Time-of-Flight, и измерение глубины производится путем измерения фазы, а не интенсивности изображения.

 

3D машинное зрение

Робастное 3D машинное зрение позволяет преодолеть многие проблемы 2D зрения, так как измерение глубины может быть легко использовано для отделения переднего плана от заднего. Это особенно полезно для представления сцены, где первым шагом является отделение интересующего предмета (на переднем плане) от других частей изображения (фона).

Распознавание жестов, например, включает в себя представление сцены. Используя расстояние для выделения объектов, сенсор Time-of-Flight позволяет отделить лицо, руки и пальцы от остальной части изображения, поэтому распознавание жеста может быть произведено с высокой степенью достоверности.

Преимущества 3D машинного зрения над 2D

Преимущества 3D машинного зрения над 2D

 

Стереовидение в сравнении с ToF

Стереовидение обычно использует две камеры, разнесенные на некоторое расстояние, подобно глазам человека. В случае точечного объекта в пространстве, разделение камер приводит к измерению разницы в позициях объектов на изображениях, полученных с двух камер. Используя простую точечную модель камеры, можно вычислить положение объекта на каждом из изображений. Мы представим их углами \alpha и \beta. Зная эти углы, мы можем вычислить глубину z:

    \[ z = \frac{x}{\frac{1}{\tan{\alpha}}+\frac{1}{\tan{\beta}}}\]

Стереоскопическая глубина через разницу в измерениях

Стереоскопическая глубина через разницу в измерениях

Одной из основных задач в стереовидении является проблема соответствия: для данной точки на одном изображении, как найти ту же точку на снимке с другой камеры? До того, пока соответствие не установлено​, разница и, следовательно, глубина, не могут быть точно определены. Решение задачи нахождения соответствия включает сложные, затратные по вычислениям алгоритмы выделения элементов и их сопоставления. Выделение элементов и их сопоставление также требует достаточной интенсивности и изменчивости цвета на изображении для устойчивой корреляции. Это требование делает стерео зрение менее эффективным, если предметы не обладают такой изменчивостью. Например, при измерении расстояния до равномерно окрашенной стены. ToF -измерения не имеют этих ограничений, потому что они не зависят от цвета и текстуры, при измерении расстояния.

В стереовидении, ошибка глубины резкости является квадратичной функцией от расстояния. Для сравнения, датчик Time-of-Flight, который работает с отраженным светом, также чувствителен к расстоянию. Однако, разница в том, что, для ToF этот недостаток, при необходимости, устраняется за счет увеличения энергии освещенности. Информация об интенсивности используется ToF как «доверительная» метрика для повышения точности с использованием методов подобных фильтру Калмана.

Стереовидение имеет несколько преимуществ:

  • Низкая стоимость реализации. Можно использовать большинство общедоступных камер.
  • Человекоподобная физическая конфигурация делает стереовидение отлично подходящим для захвата изображений, интуитивно понятным для человека, так как и люди и машины видят одни и те же изображения.

 

Структурированный свет в сравнении с ToF

О структурированном свете можно почитать здесь. В этой технологии проецируются известные шаблоны на объект и затем проверяется искажения шаблона. Для того, чтобы извлечь один кадр глубины, часто требуются  кодированные последовательные проекции или шаблоны, сдвинутые по фазе, что приводит к более низкой частоте кадров. Низкая частота кадров означает, что объект должен оставаться относительно неподвижным во время последовательности проекций, чтобы избежать размытия. Отраженный шаблон чувствителен к оптической интерференции в окружающей среде. Поэтому, структурированный свет, как правило, лучше подходят для использования внутри помещений. Основным преимуществом структурированного света является то, что он может достичь относительно высокого пространственного (XY) разрешения с помощью широко доступных DLP-проекторов и цветных HD-камер.

Для сравнения, ToF менее чувствительна к механической юстировке и условиям окружающей освещенности, а также является более компактным устройством. Современная технология ToF имеет меньшее разрешение, чем структурированный свет, но она быстро улучшается.

Сравнение Time-of-Flight камеры со стереовидением и структурированным светом представлены в таблице ниже.

ПараметрСтереовидениеСтруктурированный светTime-of-Flight
Сложность ПОВысокаяСредняяНизкая
Материальные затратыНизкиеВысокиеСредние
КомпактностьНизкаяВысокаяНизкая
Время откликаСреднееБольшоеМалое
Точность глубиныНизкаяВысокаяСредняя
Результат при низкой освещенностиСлабыйХорошийХороший
Результат при ярком светеХорошийСлабыйХороший
ЭнергопотреблениеНизкоеСреднееПеременное
ДиапазонОграниченПеременныйПеременный
Приложения
Игрыxx
3D-фильмыx
3D-сканированиеxx
Управление интерфейсом пользователяx
Дополненная реальностьxx

Основной вывод таков, что ToF является экономически эффективным, компактным решением для отображения глубины, не зависящим от изменения внешнего освещения и значительно упрощает разделение фигура-фон, которое обычно требуется в представлении сцены. Это мощное сочетание делает сенсоры Time-of-Flight хорошо подходящими для широкого спектра приложений.

 

Приложения

Технология Time-of-Flight может использоваться в приложениях, начиная от промышленной автоматики до здравоохранения, в смарт-рекламе, играх и развлечениях. Сенсор ToF также может служить отличным устройством ввода как в стационарных, так и в портативных вычислительных устройствах. В автомобилестроении, датчики Time-of-Flight делают возможным автономное вождение и увеличивают осведомленность об окружающей обстановке в целях повышения безопасности. В промышленном сегменте, датчики ToF можно использовать в качестве человеко-машинного интерфейса, и для соблюдения безопасности в автоматических камерах, где людям и роботам, возможно, придется работать в непосредственной близости. В смарт-рекламе, с помощью датчиков Time-of-Flight в качестве вводного устройства, управляемого жестами и распознавания людей, можно представлять целевой медиа-контент для конкретной аудитории. В здравоохранении, распознавание жестов предлагает бесконтактные человеко-машинные взаимодействия, способствуя большей санитарии при хирургических вмешательствах. Возможность управления жестами особенно хорошо подходит для бытовой электроники, особенно для игр, портативных компьютеров и домашних развлечений. Естественный интерфейс сенсоров ToF обеспечивает в видеоиграх интуитивный игровой интерфейс. Это же самый интерфейс может заменить пульты дистанционного управления, мыши и сенсорные экраны. Вообще говоря, Time-of-Flight приложения можно разделить на использующие жесты и не использующие жесты. Приложения, использующие жесты делают акцент на взаимодействии с человеком и скорость. Приложения не использующие жесты, делают упор на точность измерений.

Использующие жесты приложения

Управление жестами

Использующие жесты приложения переводят человеческие движения (лица, рук, пальцев или всего тела) в символические директивы для управления игровыми консолями, смарт-телевизорами, или портативными компьютерами. Например, переключать каналы можно взмахами рук, а презентации можно прокручивать с помощью легких движений пальцев. Эти приложения обычно требуют малого времени отклика, небольшую и среднюю дальность, точность порядка сантиметра и энергозатратны.

Приложения, не использующие жесты

3D-сканирование, используя time-of-flight камеру

Сенсоры Time-of-Flight также могут применяться в приложениях, не использующих жесты. Например, в автомобилях, ToF камера может повысить безопасность, предупреждая водителя, при обнаружении людей и объектов в непосредственной близости от автомобиля и при вождении с компьютерной помощью. В робототехнике и автоматизации, сенсоры Time-of-Flight могут помочь обнаружить скрытые дефекты и использоваться для безопасности, при работе людей и роботов в непосредственной близости. 3D печать быстро становится популярной и доступной, камеры ToF могут быть использованы для выполнения 3D сканирования, чтобы использовать возможность 3D-копирования. Во всех этих приложениях важна пространственная точность.

Источник: Texas Instruments

 

Еще по этой теме

Вы можете пропустить чтение записи и оставить комментарий. Размещение ссылок запрещено.

robotosha.ru

ToF-камеры Mesa Imaging

MESA IMAGING (Швейцария) – молодая компания, производящая оборудование для трёхмерных измерений на основе времяпролётных (ВП или англ. ToF) сенсорах. Основными преимуществами систем на базе ВП-сенсоров являются следующие:

  • Измерения не зависят от внешних опорных точек и разницы рельефа измеряемого объекта;
  • Видео реального времени с подсчётом кадров не зависит от циклов сканирования или ограничений, связанных с вычислительной мощностью компьютера;
  • Качество обработанного изображения не зависит от реальной освещённости объекта светом;
  • Камера сразу же выдаёт значение глубины объекта в каждом пикселе без каких-либо особых алгоритмов расчёта.
  • Большие объекты измеряются проще, нет необходимости изменять какие-либо второстепенные параметры в режиме сканирования;

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВРЕМЯПРОЛЁТНЫХ КАМЕР MESA

Модель

SR00400001

SR00400002

SR00400006

SR00400009

Угол обзора стандартной камеры 43º x 34º

SR00400014

SR00400011

SR00400015

SR00400013

Угол обзора широкоугольной камеры 69º x 56º

Интерфейс

USB

Fast Ethernet

USB

Fast Ethernet

 

Частота модуляции

29/30/31 МГц

14.5/15/15.5 МГц

Выбираемая частота, при которой несколько камер могут работать синхронно

Расстояние прямого измерения

5.0 м

10.0 м

 

Диапазон

0.8 - 5.0 м

0.8 - 8.0 м

При 15 МГц значения 8 - 10 м получены экстраполяцией.

Абсолютная точность

+/-10 мм. (тип.)

+/-15 мм. (тип.)

При 99% отражении во всем диапазоне

Температурная нестабильность

≤0.5 мм/ºС (макс.)

≤1.5 мм/ºС (макс.)

20ºС≤T≤30ºС

10ºС≤T≤50ºС

Систематическая погрешность центральных пикселей (1σ)

4 мм (тип.)

7 мм (макс.)

6 мм (тип.)

9 мм (макс.)

При 99% отражении, 30 кад /сек и расстоянии в 2 м.

Систематическая погрешность области №1 (1σ)

σ ≤ 120% от максимального значения центральных пикселей

Области измерения представлены на рисунках

Систематическая погрешность области №2 (1σ)

σ ≤ 120% от максимального значения центральных пикселей

Области измерения представлены на рисунках

 

mesa_3d_camera_output

www.npk-photonica.ru

CNXSoft- новости Android-приставок и встраиваемых систем

SoftKinetic недавно представила DepthSense 544 3D — ToF камеры для мобильных устройств, которые, как они утверждают , самые маленькие в мире, ToF камеры с » самым высоким уровнем эффективности из имеющихся на рынке, идеально подходят для малых форм — факторов , таких как смартфоны и плееры».

Это все хорошо, но что такое ToF камера? ToF камеры проводят съемку путем измерения времени , за которое световой сигнал проходит между камерой и объектом , как объяснено в Википедии :

Time-Of-Flight камеры (ToF камеры) представляют собой систему в которой камера вычисляет расстояние, основанное на известной скорости света, измеряя время за которое световой сигнал проходит между камерой и объектом съемки для каждой точки. в такой камере вся сцена захватывается лазером или световым импульсом, в отличие от системы точка-за-точкой как в LIDAR.

ToF-камеры для гражданских нужд начали появляться около 2000 г., поскольку полупроводниковые процессы стали достаточно быстры для таких устройств. Системы охватывают диапазон от нескольких сантиметров до нескольких километров. Разрешение камеры, как правило, низкое по сравнению со стандартными 2D-видеокамерами, с большинством имеющихся в продаже устройств на 320 × 240 пикселей или менее 2011 TOF камеры работают очень быстро, обеспечивая до 160 изображений в секунду.

Texas Instruments обеспечивают более детальное техническое введение ToF камеры , а также позволяет сравнить ToF техники в двух других областях в технологии 3D -визуализации, а именно стереозрении и структурированном свете.

ToF имеет преимущества: меньшую сложность программного обеспечения, быстрое время отклика, хорошую обработку тусклого и яркого света, среднюю стоимость, компактность (проблема в основном фиксируется модулем SoftKinetic), и среднюю точность глубины. Она может быть использована для большинства приложений: игр, 3D сканирования, пользовательских интерфейсов,  но не подходит для съемки 3D-фильмов.

Allied Market представили отчет и выяснили, что среди 3D — камер, большинство из них обладает поддержкой стерезрения, Рост спроса на 3D — камеры по — прежнему ожидаем и они  будут доминировать в 2021 году, но доля рынка камер ToF должна увеличиваться за счет легких решений.

Но давайте вернемся к Softkinetic DepthSense 544 ToF камере, которые, как говорят, имеют следующие основные характеристики:

  • 10 мкм пикселей, ¼ дюймовый датчик с микролинзами для высокого разрешения в глубину
  • Датчик HDR для работы на открытом воздухе
  • интерфейс MIPI для низкой латентности
  • Инновационный дизайн линзы для высокой эффективности

Модуль позволяет быстро фокусироваться в экстремальных условиях низкой освещенности, качественная глубина резкости и замена фона, дополненная реальность, взаимодействие в играх, навигация внутри помещений и приложения 3D сканирования для мобильных устройств.

SoftKinetic DS541 в настоящее время тестируется,а массовое производство запланировано на 3-й квартал 2017 года. Компания также продемонстрирует технологию во время двухдневного семинара DepthSense в Сан-Хосе, штат Калифорния 26-27 сентября 2016 года.

Благодарим сайт cnx-software.com за предоставленную информацию

Оригинал статьи тут

www.cnx-software.ru

tof camera видео Видео

What Is Time-of-Flight? – Vision Campus

...

2 лет назад

A ToF camera delivers 3D image information and helps to solve tasks where 2D data isn't enough. For inspection tasks in low-contrast situations or varying light ...

3D Time of Flight Imaging Solutions

...

6 лет назад

Dan demonstrates how TI is changing the way we interact with machines with its new 3D Time of Flight (ToF) technology. Control applications with finger ...

"CUBE EYE" ToF 3D Depth Camera (English Ver.)

...

5 меc назад

Meerecompany ToF(Time of Flight) 3D Depth Camera "CUBE EYE" concept Video.

MWC 2018: Smallest 3D Time-of-Flight imager and depth sensing module for smartphones

...

7 меc назад

Mobile World Congress 2018: Introducing the latest 3D Time-of-Flight imager for mobile devices from Infineon and pmdtechnologies. And the world's smallest ...

Pico Zense depth sensing TOF camera Rockchip RV1108 for computer vision, gesture control, automotive

...

3 меc назад

https://notebookitalia.it/pico-zense-3d-camera-infrarossi-rockchip-rv1108-27002 Pico Zense cameras use TOF Time of Flight for detecting depth of field with ...

Innovation in a New Dimension – Basler Time-of-Flight Camera

...

2 лет назад

The Basler ToF Camera stands out with its high resolution and powerful features at a very attractive price. See the benefits of the Basler ToF Camera in this ...

ToF depth sensing goes mobile on Android – visit pmd @CES 2016

...

3 лет назад

Be invited to schedule an appointment with pmd and Infineon @CES, 6th-09th January 2016 in Las Vegas, NV! Contact us using [email protected] For more ...

"CUBE EYE" ToF 3D Depth Camera (Korean Ver.)

...

6 меc назад

Meerecompany ToF(Time of Flight) 3D Depth Camera "CUBE EYE" concept Video.

...

5 лет назад

Inside a 3D time-of-flight camera. Softkinetic website : http://www.softkinetic.com/ Texas Instruments TOF product page http://www.ti.com/ww/en/analog/3dtof/

20130901 Fotonic E-series TOF camera outdoor in strong sunlight

...

5 лет назад

Test with Fotonic E-series in strong sunlight during autumn 2013.

Infineon

...

1 лет назад

Introduction to Infineon's REAL3™ image sensor - time of flight (ToF) Demonstration at Mobile World Congress 2017 in Barcelona.

Handheld Hector SLAM with TOF camera and IMU

...

1 лет назад

Handheld Hector SLAM with Bluetechnix Argos 3D P100 TOF camera and Phidgets IMU: -IMU is attached to the TOF camera and used to estimate its orientation ...

Infineon and PMD Technologies Demonstration of the World’s Smallest 3D ToF Module

...

8 меc назад

For more information about embedded vision, including hundreds of additional videos, please visit https://www.embedded-vision.com. Martin Lass, Product ...

PanasonicのTOFカメラ

...

3 меc назад

https://channel.panasonic.com での公開日:2018年06月25日 Panasonicが提供するTOFカメラのご紹介 商材紹介に加え、実際のアプリケーション例も盛り込む...

Doppler Time-of-Flight Imaging - SIGGGRAPH 2015

...

3 лет назад

A fundamentally new imaging modality for all time-of-flight (ToF) cameras: instantaneous, per-pixel radial velocity. The proposed technique exploits the Doppler ...

...

8 лет назад

Short video used at VISION tradefair in Stuttgart, Germany 2010.

Watch Now ! Vivo Working on TOF Depth 3D Camera for Facial Recognition

...

3 меc назад

Vivo Working on TOF Depth 3D Camera for Facial Recognition Vivo has recently launched the Vivo NEX flagship phone that includes various attractive features ...

DepthEye 3D visual TOF Depth Camera

...

8 меc назад

The Depth Eye is the cost-effective TOF base depth camera. It use TI opt8320 sensor and pass all depth data including pointcloud via USB cable. Product Info: ...

Near-field Touch Interface using Time-of-flight (TOF) Camera

...

2 лет назад

Near-field Touch Interface using Time-of-flight (TOF) Camera ((Theme)) projecting desktop I/F ((Aim)) Near-field Touch Interface ((Type)) Projector + Sensor ...

PMD Pico Flexx Unboxing TOF Camera

...

7 меc назад

Unboxing of the TOF camera from PMD To support me you can use the following links befor buy your stuff: ebay ...

Face reconstruction with TOF camera

...

8 лет назад

Face reconstruction with a Time-of-Flight camera.

videosmotret.ru