【導讀】機器人和機器視覺設備使用各種各樣的反饋機制來確保準確性。有多種方法可以相當準確地進行3D空間的識別。迄今為止，人們采用光學、聲學以及機器視覺和感測技術取得了可喜的成就。但是更嚴格的要求迫使我們要精益求精。下一代基于視覺的設計圍繞更精確的深度和體積感測，具有更高的精度。
通用感知
迄今為止所使用的技術可以解決眼前的問題。低成本的機械深度或表面傳感器可以像彈簧承載的線性微調電位計或限位開關一樣簡單。
在精度方面，聲波和光學技術已證明具有更高的分辨率，并且無需移動部件。光學距離感測用于簡單的近感探測和更精確的測距。可以將不足1毫米到8米的距離識別為數字通止信號來指示目標存在與否。
借助于低成本、高分辨率的現代相機，視頻技術已處于距離和體積測量的前沿。下一代的設計和要求推動著設備制造商提供高性能解決方案。
更多選項，更多需求
除了需要更高精度的機器外，疫情后的世界還出現了偵測特定場所中在場人數的需求。對許多人來說，必須要考慮人員之間的間隔，這是一個相對較新的要求。還有一個類似需要關照的情況與失智癥有關。在輔助生活設施中，全方位計算機系統跟蹤游走老人位置的能力至關重要。
工業和工廠應用也可以利用更強大、更準確的距離和體積測量子系統。隨著更加先進制造技術的進步和融合，精度、位置、方向、速度和深度方面的反饋對于下一代制造機器變得至關重要。例如，銑床依靠精密電機和齒輪組件來正確定位切割頭和磨頭。太深，切割頭會斷裂。太淺，會留下過多的材料。即使不開校準，這些機床也將通過精確的距離感測到達正確的位置。閉環反饋的效果更好。數控機床、3D打印機以及激光/等離子體切割和焊接機也受益于更高精度的閉環反饋。
近期創新
Analog Devices（ADI）預計許多應用對體積感測和測量的需求會日益增加。AD-FXTOF1-EBZ是一種內置嵌入式飛行時間（ToF）測距的專用模塊化視頻引擎。
AD-FXTOF1-EBZ 3D ToF開發套件
模塊化3D感測開發套件支持從體積測量到占用和活動偵測的各種應用。
VGA分辨率為640x480，每秒30幀，可作為主機應用監控器的外設功能輕松集成。它具有雙通道移動通信行業處理器接口（MIPI），可使用25針或15針柔性電纜連接到內插板。
940nm紅外激光是一種對人眼安全的垂直腔表面發射激光（VCSEL），無需配置直角發射器，因此制造成本更低。同時，部分得益于940nm光學帶通濾波器，可在高光條件下工作。這有助于阻止外來的噪聲和干擾。蝙蝠翼式散射器用于為接收鏡頭提供精確的87度×67度視野。
就性能而言，視頻深度查找器有兩個可設置的工作范圍。20cm至180cm范圍和50cm至300cm范圍可保持2%的精度。需要使用額定溫度-20oC到+75oC的5V 2A電源，因此在適應環境方面有一定程度的牢靠和堅固性。
SDK開發套件式接口允許將其連接到主機微處理器、微控制器或者Raspberry Pi、Nvidea這樣的單板計算機（圖1）。SDK還提供OpenCV、Open C/C++、Python?、MATLAB?、Open3D和RoS封裝，以便開發人員可以使用它們簡化應用程序開發。連接選項包括USB、以太網或Wi-Fi，并提供參考設計和物料清單。
圖1：實際攝像頭和鏡頭RFPC板以及圖像處理AFE板使用IIC接口進行控制和配置。GPIO和MIPI操作接口允許實時控制和數據訪問。
（圖源：ADI）
結語
對快速果斷圖像和距離感測的需求，催生了下一代傳感器、機器人、車輛和安全系統。您可以使用ADI的AD-FXTOF1-EBZ快速輕松地試水。隨著這項技術在家用和工業應用中的推廣，預計其未來版本將具有更高分辨率、更快幀速和更長覆蓋距離。
來源：貿澤電子，作者：Jon Gabay
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