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相机

3D成像圈被低估的黑马ToF相机

3D相机，自动化进程的纽带与桥梁，为机器构筑了一扇通往真实世界的感知之窗。随着自动化技术的日新月异，对3D相机的要求也在进步：从对于高精度的单一追求，到对包括高帧率、抗光性、支持多机共存甚至成本友好等诸多方面的全面需求。飞行时间（Time-of-Flight, ToF）相机凭借卓越的全面性，在众多技术类型的3D相机中脱颖而出。一、什么是ToF相机？Time-of-Flight (ToF)飞行时间技术采用主动光探测的方式，通过测量光子从相机发射到目标物体并返回的时间来测距。ToF 相机可以同时测量每个像素的强度和距离。直接 ToF 相机（dToF）发出持续几纳秒的短光脉冲，并测量部分返回光的时间；间接 ToF 相机（iToF）发出连续调制光，并通过测量反射光的相位来计算与物体的距离。连续波iToF相机工作原理二、ToF相机的优势1. 外观紧凑轻量就相机外观来看，因为采用的工作原理并不复杂，ToF相机通常也具有极为紧凑且轻便的外观设计，不含任何复杂的运动部件，尤其是iToF相机。2. 抗强光ToF相机可以在强环境光的室外环境中或强人造光的室内环境中正常平稳地被使用。它们处理这种光照条件的能力确保了它们在暗光或强光中的应用都是可靠的，例如黑灯工厂、室外托盘识别、室外车站客流统计等。Vzense DS86 户外强光实测点云图3. 精度好在精度方面，虽然ToF相机不是首屈一指的，但亦可达到毫米级精度，能够满足绝大多数工业自动化应用的需求，同时因不刻意追求过盈的高精度，能够为厂家节省采购和集成成本。Vzense DS86 室内雕塑实测点云图4. 帧率高ToF相机的另一个显著优势在于其在高速移动场景测量中的优异性能。由于能够在单次曝光中迅速扫描整个场景，能够以高达30帧每秒的速度输出深度感知数据，这一特性使得iToF相机在需要连续、即时反馈的高速或实时应用中大放异彩，如移动机器人、客流统计等。5. 支持多机共存除了高帧率，ToF相机对多相机共同工作的支持的特性，似乎也是为移动机器人（AMR/AGV）等重要的自动化应用而生，支持多机共存是ToF相机的优势，不过也并非所有 ToF 相机都能实现无限制的多机共存。Vzense 的脉冲 iToF NYX 系列相机，凭借超高信噪比和精湛的调试技术，实现了无限制多机共存，可赋能移动机器人能够在同一环境中畅通无阻地共同工作，而不会相互干扰。Vzense 多机共存对比测试6. 成本友好大规模普适应用，必将带来经济层面的考量，ToF相机的制造和采购成本相较于结构光相机和LiDAR传感器等其他深度感知技术更为亲民，这进一步拓宽了其在消费级市场和工业专业领域的应用前景。综上所述，ToF相机以其紧凑性、高精度、高速性能以及成本友好，必将成为3D感知技术未来的佼佼者。三、 适合使用ToF相机的典型场景综上所述，ToF相机虽然不是精度最高的3D相机，但是它却具有其他3D技术类型无可比拟的“全面性”优势，尤其是在以下场景中，或许ToF相机是您的不二之选。1. 托盘识别应用简介在物流和仓储领域，托盘识别是自动化流程中的关键环节。ToF相机能够快速捕捉托盘的三维信息，包括其位置、尺寸和形状等，从而实现对托盘的精确识别。ToF应用优势ToF相机体积小巧，重量轻，便于集成到各种自主移动机器人或者无人驾驶叉车之上，不会增加额外的负担；ToF的毫米级精度足够托盘识别使用，同时又能以低成本的优势，使得自动托盘识别系统的整体成本得到有效控制，利于更广泛的普及应用；ToF相机不受光照条件的影响，能够在各种光照环境下稳定工作，确保托盘识别的准确性;Vzense ToF相机支持无限制的多机共存，使同一空间内的多台搬运机器人可以畅行无阻地协同工作。
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