3D Time-of-Flight Sensor Evaluation Module mit Matlab/Simulink: Unterschied zwischen den Versionen
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Bei dem betrachteten Sensor handelt es sich um ein Kamerasystem, das mit Hilfe des Time-of-Flight-Verfahrens ein 3D-Bild seiner Umgebung erstellen kann, kurz 3D ToF. Bei diesem wird ein Lichtstrahl pulsiert in eine Umgebung geworfen und die reflektierten Strahlen von einem Sensor aufgenommen. Anhand der Phasenverschiebung der gesendeten und aufgenommenen Strahlen lässt sich pro Bildpunkt die Entfernung zu einem Objekt berechnen und somit ein 3D-Bild der Umgebung erstellen. Der Bildsensor in einem ToF-System wird auch als Photonic Mixer Device, kurz PMD, bezeichnet (CITE). | |||
===Aufbau der OPT8241 CDK=== | |||
Das Sensorsystem besteht aus drei Komponenten. Die Optik besteht aus einer Platine mit einer Lichtquelle. Genauer sind hier vier Laserdioden eingebaut. In der Abbildung (ABB) ist diese Komponente grün umrandet. Die zweite Komponente, die Steuerungs- und Auswerteelektronik, steuert zum einem die Lichtquelle und bestimmt somit die Lichtimpulse. Zum anderen enthält sie den eigentlichen Lichtsensor samt seiner Optik. Sie wertet die nimmt die von Objekten in der Umgebung zurückreflektierten Lichtstrahlen auf und berechnet daraus die Tiefeninformationen der jeweiligen Pixel. Diese Komponente ist im Bild (ABB) rot umrandet. Unterstützt wird das System durch die dritte Komponente, die z.B. Arbeitsspeicher, Konfigurations- und Kalibrierspeicher, USB-Schnittstelle, Power-Management usw. bereitstellt. Im Bild ist diese blau umrandet. (BILD) | |||
===Technische Daten (CITE)=== | |||
*Sensorauflösung: 320 x 240 Pixel | |||
*Bildrate: 30 Bilder / Sekunde | |||
*Entfernungsgenauigkeit: < 0,01% | |||
*Wellenlänge der emittierten Lichtstrahlen: 850 nm | |||
*Sensorreichweite: bis zu 5 m | |||
*Sichtfeld: Horizontal: 74,4 °; Vertikal: 59,3° | |||
==Die Messkette== | ==Die Messkette== | ||
===Signalvorverarbeitung=== | ===Signalvorverarbeitung=== | ||
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==Beschreibung der Software== | ==Beschreibung der Software== | ||
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Version vom 4. Juli 2018, 21:26 Uhr
Sensor: TI Evaluation Module: OPT8241-CDK-EVM
Autor: Asaad Al-Suleihi
Beschreibung des Sensors
Bei dem betrachteten Sensor handelt es sich um ein Kamerasystem, das mit Hilfe des Time-of-Flight-Verfahrens ein 3D-Bild seiner Umgebung erstellen kann, kurz 3D ToF. Bei diesem wird ein Lichtstrahl pulsiert in eine Umgebung geworfen und die reflektierten Strahlen von einem Sensor aufgenommen. Anhand der Phasenverschiebung der gesendeten und aufgenommenen Strahlen lässt sich pro Bildpunkt die Entfernung zu einem Objekt berechnen und somit ein 3D-Bild der Umgebung erstellen. Der Bildsensor in einem ToF-System wird auch als Photonic Mixer Device, kurz PMD, bezeichnet (CITE).
Aufbau der OPT8241 CDK
Das Sensorsystem besteht aus drei Komponenten. Die Optik besteht aus einer Platine mit einer Lichtquelle. Genauer sind hier vier Laserdioden eingebaut. In der Abbildung (ABB) ist diese Komponente grün umrandet. Die zweite Komponente, die Steuerungs- und Auswerteelektronik, steuert zum einem die Lichtquelle und bestimmt somit die Lichtimpulse. Zum anderen enthält sie den eigentlichen Lichtsensor samt seiner Optik. Sie wertet die nimmt die von Objekten in der Umgebung zurückreflektierten Lichtstrahlen auf und berechnet daraus die Tiefeninformationen der jeweiligen Pixel. Diese Komponente ist im Bild (ABB) rot umrandet. Unterstützt wird das System durch die dritte Komponente, die z.B. Arbeitsspeicher, Konfigurations- und Kalibrierspeicher, USB-Schnittstelle, Power-Management usw. bereitstellt. Im Bild ist diese blau umrandet. (BILD)
Technische Daten (CITE)
- Sensorauflösung: 320 x 240 Pixel
- Bildrate: 30 Bilder / Sekunde
- Entfernungsgenauigkeit: < 0,01%
- Wellenlänge der emittierten Lichtstrahlen: 850 nm
- Sensorreichweite: bis zu 5 m
- Sichtfeld: Horizontal: 74,4 °; Vertikal: 59,3°
Die Messkette
Signalvorverarbeitung
Analog-Digital-Umsetzung
Übertragung der Daten zum Mikrocontroller
Berechnung der Entfernungsdaten
Fehlermöglichkeiten
Auswertung der Messergebnisse
Beschreibung der Software
Literatur
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