Time of Flight

Tiefensensoren, die auf der Time of Flight Technologie basieren, liefern zwei Datentypen pro Pixel: einen Intensitätswert (Graustufe) und einen Distanzwert zum Sensor (Tiefenwert).

Ein ToF Tiefensensor besteht aus vier Hauptkomponenten:

  • Sensorchip (ToF IC)
  • Objektiv (Optik)
  • Aktive Beleuchtung (IR oder LASER)
  • Zentrale Recheneinheit (CPU)

Die aktive Beleuchtungseinheit emittiert moduliertes Infrarot Licht (IR) im Nahinfrarotbereich. Das von den im Sichtbereich liegenden Objekten reflektierte Licht wird über das Objektiv (Linse) auf den Tiefen-Sensorchip projiziert. Unter Berücksichtigung der Phasenverschiebung werden die Distanzwerte der einzelnen Bildpunkte der betrachteten Szene für jedes Pixel unabhängig berechnet!

Eine 3D Punktwolke inkl. Intensitätswerte pro Bildpunkt ist das Resultat von einem Messzyklus. Unsere Produkte erreichen bis zu 160 Messzyklen pro Sekunde!

ToF Basic Diagramm

 

ToF Blockdiagramm

 

Vorteile von Time of Flight Tiefensensoren

  • Umgebungslichtunabhängigkeit
    ToF Tiefensensoren sind aktive Systeme, welche ihr eigenes moduliertes Licht zur Beleuchtung (z.B. Infrarot) ausstrahlen. Nur moduliertes Licht wird vom Sensor ausgewertet.
  • Einfacher Aufbau
    keine beweglichen Teile (vgl. Spiegel beim Laserscanner).
  • Weniger Platzbedarf
    Objektiv und Beleuchtung liegen dicht beieinander (vgl. Stereo- und Triangulationssystemen).
  • Geschwindigkeit
    ToF Tiefensensoren erfassen die betrachtete Umgebung für alle Bildpunkte gleichzeitig. Dadurch sind Bildraten von bis zu 160 frames-per-second (FPS) möglich.
  • Effiziente Datenauswertung
    ToF Tiefensensoren liefern direkt Distanzwerte, somit sind gesuchte Objekte direkt über Schwellwertanalyse zu bestimmen.
  • Musterunabhängigkeit
    ToF Tiefensensoren sind farbunabhängig und benötigen somit kein eindeutiges Muster oder eindeutigen Farbunterschied zur Entfernungsbestimmung (vgl. Stereosystem).
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