Time of Flight System Design

Part 1-System Overview

Posted by jackfy on December 25, 2021

高分辨率三维深度成像现在已经成为许多机器视觉应用的重要组成部分,特别是那些需要可靠深度信息以确保在与人类密切接触时的安全性的应用。 虽然过去使用低分辨率的测距型解决方案来提供深度信息,但它们在提供高分辨率三维深度信息方面存在许多限制。 CW CMOS ToF相机是目前市场上提供最高性能解决方案的产品。 高分辨率 CW ToF传感器技术可以实现快速采集速度、高数据传输速率以及在具有高反射表面和其他移动物体存在等复杂环境中的稳健性, 这些系统功能也可用于消费领域,如视频模糊背景、面部识别和测量应用,以及汽车安全应用领域,如驾驶员警觉性监测和自动化车内配置。 总体而言,利用 CW CMOS ToF 相机进行高分辨率 3D 深度成像的技术可以彻底改变我们与机器和周围环境互动的方式。

(一) ToF

  • 深度相机是一种相机,其中每个像素都输出相机和场景之间的距离。这个距离是通过计算从相机上的光源发出到反射表面并返回相机所需的时间,这个时间通常被称为飞行时间(ToF)。 距离D=CT。

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(二) ToF 相机基本组成

  • 光源:用于向场景发射光线的元件。如垂直腔面发射激光器(VCSEL)或边缘发射激光二极管,在近红外域发射光。 最常用的波长是850纳米和940纳米。光源通常是漫射光源(泛光照明),它发出具有一定发散度的光束(即照明场或FOI)来照亮相机前的场景。
  • 激光驱动电路,调制激光发光强度。
  • 飞行时间传感器:用于测量从相机到目标物体并返回相机所需的时间。
  • 光学收集系统,收集发射回来的激光。
  • 带通滤波器,过滤干扰的光。
  • 处理器:用于处理传感器数据并生成深度图像。

未完