Time-of-Flight (ToF)
Time-of-Flight ist eine sehr effiziente Technologie um Tiefendaten zu gewinnen und Entfernungen zu messen. Eine ToF-Kamera liefert zwei Arten von Informationen für jedes Pixel: den Intensitätswert (Grauwert) und den Abstand des Objektes von dem Sensor, den Tiefenwert. Bei Time-of-Flight wird zwischen zwei verschiedenen Methoden unterschieden, das Continuous-Wave- und das gepulste Time-of-Flight-Verfahren.
Das gepulste Time-of-Flight-Verfahren ermittelt beispielsweise die Entfernung aus der Laufzeit von Lichtpulsen. Dies erfordert sehr schnelle und präzise Elektronik. Durch den technischen Fortschritt sind die Erzeugung präziser Lichtpulse sowie deren exakte Vermessung inzwischen zu vertretbaren Kosten möglich. Die hier eingesetzten Sensoren verfügen über eine höhere Auflösung verglichen zum Continuous Wave-Verfahren, da die Sensorfläche durch kleinere Pixel effizienter ausgenutzt werden kann.
Eine integrierte Lichtquelle sendet Lichtpulse aus, welche auf ein Objekt treffen und zurück zur Kamera reflektiert werden. Es wird auf Basis der Zeit, die das Licht unterwegs war, bis es nach der Aussendung wieder zurück auf den Sensor trifft, die Entfernung und somit der Tiefenwert für jeden einzelnen Pixel berechnet. Dies macht eine einfache und echtzeitfähige Darstellung von Punktwolken möglich und liefert zusätzlich ein Intensitätsbild und ein Konfidenzbild, das zum gleichen Zeitpunkt aufgenommen wird.
Einsatzgebiet
Das ToF-Verfahren eignet sich gut für Volumenmessungen, Palettieraufgaben sowie autonom fahrende Fahrzeuge im Logistik- und Produktionsumfeld. Auch im Medizinbereich für die Positionierung und die Überwachung von Patienten und in der Fabrikautomation beispielsweise für Robotersteuerungen und Bin Picking-Aufgaben leistet eine ToF-Kamera gute Dienste.