用深度传感器实现体积可视化

【导读】机器人和机器视觉设备使用各种各样的反馈机制来确保准确性。有多种方法可以相当准确地进行3D空间的识别。迄今为止，人们采用光学、声学以及机器视觉和感测技术取得了可喜的成就。但是更严格的要求迫使我们要精益求精。下一代基于视觉的设计围绕更精确的深度和体积感测，具有更高的精度。

通用感知

迄今为止所使用的技术可以解决眼前的问题。低成本的机械深度或表面传感器可以像d簧承载的线性微调电位计或限位开关一样简单。

在精度方面，声波和光学技术已证明具有更高的分辨率，并且无需移动部件。光学距离感测用于简单的近感探测和更精确的测距。可以将不足1毫米到8米的距离识别为数字通止信号来指示目标存在与否。

借助于低成本、高分辨率的现代相机，视频技术已处于距离和体积测量的前沿。下一代的设计和要求推动着设备制造商提供高性能解决方案。

更多选项，更多需求

除了需要更高精度的机器外，疫情后的世界还出现了侦测特定场所中在场人数的需求。对许多人来说，必须要考虑人员之间的间隔，这是一个相对较新的要求。还有一个类似需要关照的情况与失智症有关。在辅助生活设施中，全方位计算机系统跟踪游走老人位置的能力至关重要。

工业和工厂应用也可以利用更强大、更准确的距离和体积测量子系统。随着更加先进制造技术的进步和融合，精度、位置、方向、速度和深度方面的反馈对于下一代制造机器变得至关重要。例如，铣床依靠精密电机和齿轮组件来正确定位切割头和磨头。太深，切割头会断裂。太浅，会留下过多的材料。即使不开校准，这些机床也将通过精确的距离感测到达正确的位置。闭环反馈的效果更好。数控机床、3D打印机以及激光/等离子体切割和焊接机也受益于更高精度的闭环反馈。

近期创新

Analog Devices（ADI）预计许多应用对体积感测和测量的需求会日益增加。AD-FXTOF1-EBZ是一种内置嵌入式飞行时间（ToF）测距的专用模块化视频引擎。

AD-FXTOF1-EBZ 3D ToF开发套件

模块化3D感测开发套件支持从体积测量到占用和活动侦测的各种应用。

VGA分辨率为640x480，每秒30帧，可作为主机应用监控器的外设功能轻松集成。它具有双通道移动通信行业处理器接口（MIPI），可使用25针或15针柔性电缆连接到内插板。

940nm红外激光是一种对人眼安全的垂直腔表面发射激光（VCSEL），无需配置直角发射器，因此制造成本更低。同时，部分得益于940nm光学带通滤波器，可在高光条件下工作。这有助于阻止外来的噪声和干扰。蝙蝠翼式散射器用于为接收镜头提供精确的87度×67度视野。

就性能而言，视频深度查找器有两个可设置的工作范围。20cm至180cm范围和50cm至300cm范围可保持2%的精度。需要使用额定温度-20ºC到+75ºC的5V 2A电源，因此在适应环境方面有一定程度的牢靠和坚固性。

SDK开发套件式接口允许将其连接到主机微处理器、微控制器或者Raspberry Pi、Nvidea这样的单板计算机（图1）。SDK还提供OpenCV、Open C/C++、Python®、MATLAB®、Open3D和RoS封装，以便开发人员可以使用它们简化应用程序开发。连接选项包括USB、以太网或Wi-Fi，并提供参考设计和物料清单。

图1：实际摄像头和镜头RFPC板以及图像处理AFE板使用IIC接口进行控制和配置。GPIO和MIPI *** 作接口允许实时控制和数据访问。

（图源：ADI）

结语

对快速果断图像和距离感测的需求，催生了下一代传感器、机器人、车辆和安全系统。您可以使用ADI的AD-FXTOF1-EBZ快速轻松地试水。随着这项技术在家用和工业应用中的推广，预计其未来版本将具有更高分辨率、更快帧速和更长覆盖距离。

来源：贸泽电子，作者：Jon Gabay

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