什么是ToF (Time-of-Flight)?
作为ToF技术核心的相机
ToF相机由集成光源、专为ToF优化的镜头、用于存储采集到的图像数据的芯片,以及用于与外部设备通信的接口组成。相机会发射连续或脉冲光线,用于测量反射光所需的传播时间或相移,据此计算场景中物体的距离,并绘制出详细的深度图,其中每个像素都代表距离信息。
这一特性至关重要,因为这样就无需采用复杂的算法来确定深度,而这对立体视觉系统等传统成像系统来说往往是一项难题。ToF相机的特点是设计精巧、易于使用、精确度高和帧速率高,使它成为具有成本效益的3D成像解决方案的理想选择。此外,即使在不理想的光源条件下,ToF技术也能提供可靠的结果,从而扩大了其应用范围。
脉冲光源或常亮光源
无论使用哪种光源原理,您都可以使用能够照亮整个场景的光源,只需拍摄一次即可确定场景中所有点的深度。获得的结果是一张距离图,其中每个像素都编码了与场景中相应点的距离。
ToF图像看起来是什么样的?
这个示例图将深度信息显示成伪彩色图像。蓝色代表远处,红色代表近处。
ToF相机在记录深度信息的同时,还记录了正常的2D强度图像,因此可以将两者合并,构建出具有纹理的3D图形。
ToF应用正在掀起一场行业革命
物流和包装
在快节奏的物流领域,ToF技术可为包装提供精确支持,覆盖从装箱、堆垛到体积扫描的过程。准确的深度信息有助于高效贴放标签和监控装卸操作,确保在仓库和运输过程中高效利用空间和资源。
机器人和工厂自动化
工厂自动化和机器人应用都能从ToF相机中获益。它有助于实现复杂任务的自动化,例如物体识别、分拣、装配和质量控制,还可以检测堆垛过程中损坏的部件或错误等。ToF相机提供的3D数据使机器人能够更智能、更自主地与周围环境互动。
医疗应用中的病人护理
ToF技术在医疗保健领域也发挥着重要作用。基于该技术的相机系统可在手术过程中对病人进行无创监测和精确定位,确保病人安全并提升临床疗效。
自动驾驶车辆
自动驾驶车辆系统中的ToF技术可提供实时3D数据,让自动驾驶系统可以检测障碍物、估算距离、发出必要警告或采取纠正措施,大大提高了导航的精准度和安全性。
利用ToF技术进入3D未来世界
使用ToF技术前必须考虑以下多种因素:由光反射导致的散射光、由多重光反射导致的多径效应、由环境光饱和以及来自其他主动视觉系统的干扰。不过,相较于这些限制因素,集成ToF技术在大多数情况下能够带来更可观的应用优势。
随着技术的不断发展,这些障碍逐渐得以克服,ToF技术仍然是一种强大、快速和具有成本效益的3D成像方法。行业也加深了对其应用潜力的了解,因此ToF将成为机器视觉领域的技术基石,并为整个3D成像应用领域开拓新机遇。
通过无缝采集三维空间,ToF相机正成为各行各业不可或缺的工具,为深度感知技术的未来发展铺平了道路,使之成为自动化和机器智能领域的重要组成部分,在简化物流、支持机器人技术、改善病人护理以及未来的自动驾驶汽车方面提供技术支撑。ToF技术正在通过提供3D信息彻底改变机器视觉行业。
我们的ToF产品
通过我们的在线研讨会和白皮书加深对ToF技术的了解
立体视觉、结构光、激光三角测量和ToF等3D技术深刻影响着工业4.0的众多领域,并在各种应用中发挥着优势。我们的在线研讨会和白皮书对各种技术的流程和性能表现进行了比较。