時差測距是什麼?
時差測距技術的核心:相機
ToF 相機是由一組整合光源、針對 ToF 最佳化的鏡頭、儲存拍下影像資料的感光元件,以及用於與外部裝置溝通的介面所組成。相機會發射連續光波或脈衝光波,並測量反射光的時間或相位差,以計算畫面中的物體距離,並創造出詳細的深度圖;其中每個畫素代表的是距離的資訊。
這個功能十分關鍵,因為可以省略以複雜演算法來確定深度的需求,這對傳統如雙目視覺系統的成像系統來說是十分困難的。ToF 相機的特色是設計精巧、使用簡便、精確且具備高取像速度,因此很適合用於重視性價比的 3D 成像解決方案。此外,ToF 技術即使在困難的照明條件下,也能帶來可信賴的結果,因此擴大了應用的範圍。
脈衝光或連續光
不論使用哪種方式,你都可以使用能照亮整個場景的光源,在一張照片中決定場景中所有點的深度。得到的結果是一張深度圖,其中每個畫素都編碼為場景中對應點的距離。
ToF 圖片是什麼樣子?
此範例將深度資訊以偽色影像來呈現。藍色代表較遠,紅色代表較近。
因 ToF 相機在記錄正常 2D 強度影像時,也同時記錄深度資訊,因此兩類資訊可以合併,以建立紋理化的 3D 圖形。
時差測距應用正在變革產業
物流與包装
在快節奏的物流世界中, ToF 技術精確支援從裝箱、堆疊到掃瞄體積等包裝作業流程。準確的深度資訊,有助於有效放置標籤並監控裝卸作業,確保倉庫和運輸期間的空間和資源得到最佳運用。
機器人與工廠自動化
ToF 相機能為工廠自動化和機器人應用帶來很大的助益,可以將複雜作業自動化,例如物體辨識、拾取、組裝、品質控制,例如偵測損壞零件或堆疊時發生的錯誤。ToF 相機的 3D 資料讓機器人可以和環境進行更聰明、更自動化的互動。
醫療領域的病患照護
ToF 技術在醫療領域中也能發揮重要作用。這種技術的相機系統能在手術中進行非侵入性的監控,以及病患的精確定位,同時保障病患的安全,並改善治療結果。
自動駕駛車輛
在自駕車系統中,ToF 技術能對導航的精確性與安全性帶來很大的助益。該技術可提供即時 3D 資料,供自駕系統用於偵測障礙物、估算距離、發出必要的警告或更正措施等。
利用時差測距技術進入 3D 的未來世界
雖然必須考慮因不必要的反射而產生的雜散光、由於多重光反射而產生的多路徑效應、環境光的飽和以及來自其他主動視覺系統的干擾等因素,但在大多數情況下,整合 ToF 技術帶來的優勢,還是超過這些限制。
隨著技術不斷發展並克服這些障礙,時差測距技術仍然是一種強大、快速且具有成本效益的 3D 成像法。隨著產業開始發揮其潛力, ToF 將成為機器視覺的基石,並開闢整個 3D 成像應用的領域。
透過無縫拍攝第三維度, ToF 相機正在成為各個領域中不可或缺的工具,為深度感知成為自動化和機器智慧重要組成部分的未來鋪路。無論是簡化物流、支援機器人技術、改善患者護理,還是使未來的自動駕駛汽車成真,ToF 技術提供的 3D 資訊,正在徹底改變機器視覺行業。
本公司時差測距產品
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立體視覺、結構光、雷射三角測量和時差測距等 3D 技術,影響了工業4.0的許多領域,並在各種應用中展現優勢。本公司舉辦的網路研討會和白皮書,會比較各種技術的流程和表現。