Bildverarbeitung

Unabhängig von Lichtbedingungen 3-D-Time-of-Flight-Kamera

Das kompakte 3-D-Time-of-Flight-Kameramodul (L x B x H = 81 x 24 x 28 mm3) von Espros Photonics basiert auf dem bewährten Time-of-Flight Sensor SoC epc635 mit einer Auflösung von 160 x 60 Pixel. Es verfügt über zwei Betriebsmodi für die punktuelle Entfernungsmessung mit einem Sichtfeld von 5° x 5° und einer Reichweite von 15 m sowie einem Modus für die 3-D-Bilderfassung mit einem Sichtfeld von 50° x 19° (hxv) und einer Reichweite von 7,5 m. Die Kamera ist bereits ab Werk vollständig kalibriert und verfügt über Algorithmen zur Kompensation von Temperatur und Fremdlicht bis 100 kLux, wodurch in vielen Fällen auch ein Betrieb unter direktem Sonnenlicht möglich ist.

Die integrierte Infrarotbeleuchtung arbeitet bei einer Wellenlänge von 850 nm und sorgt für eine optimale Ausleuchtung des Sichtfelds. Dadurch ist die Bilderfassung unabhängig der Umgebungslichtbedingungen, zum Beispiel auch bei Dunkelheit möglich. Das Modul liefert bis zu 50 ToF Bilder pro Sekunde und stellt diese über eine serielle high speed-UART-Schnittstelle mit 10 Mbit/s zur Verfügung. Für die einfache Integration in nachgelagerte Systeme wird die TOF>cam 635 mit einem ROS (Robot Operating System) Treiber geliefert.

Die Kamera kann in unterschiedlichen Anwendungen, wie zum Beispiel zur Kollisionsvermeidung in fahrerlosen Transportsystemen, zur Navigation in mobilen Robotern, zur Personenerkennung in Automatiktüren oder zur Gestenerkennung, eingesetzt werden. Mit dem integrierten Spot auf 15 m Reichweite kann auch die SLAM-Funktion (Simultaneous Localisazion and Mapping) ausgeführt werden. Die Kamera liefert für jedes der 160 x 60 Pixel individuelle Distanzinformationen inklusive der Signalstärke. Aus diesen Informationen lässt sich ein dreidimensionales Bild erzeugen, zum Beispiel in Form einer Punktwolke. Zusätzlich liefert die Kamera bei Bedarf noch Graustufenbilder. Für die Abdeckung besonders großer Bereiche ist, dank der integrierten CRC (Cyclic Redundancy Check) Funktion, auch ein Betrieb mehrerer Module im Verbund möglich.

Für die Evaluierung des 3-D-Kameramoduls steht die Software TOFCOS für Windows und Mac kostenlos zum Download bereit. Die Software verfügt über ein intuitiv bedienbares GUI und ermöglicht die Parametrierung der Kamera sowie die grafische Darstellung der erfassten Tiefeninformationen. Mit einem separat erhältlichen Schnittstellenwandler wird die TOF>cam 635 per USB mit dem PC verbunden, ein zusätzliches Netzteil ist aufgrund der geringen Leistungsaufnahme von 1 W nicht notwendig.

von mn

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