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Cámara de tiempo de vuelo

Tiempo de vuelo de un pulso de luz que se refleja en un objetivo. Una cámara de tiempo de vuelo ( cámara ToF ), también conocida como sensor de tiempo de vuelo ( sensor ToF ), e...

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Tiempo de vuelo de un pulso de luz que se refleja en un objetivo.

Una cámara de tiempo de vuelo ( cámara ToF ), también conocida como sensor de tiempo de vuelo ( sensor ToF ), es un sistema de cámara de imágenes de rango para medir distancias entre la cámara y el sujeto para cada punto de la imagen basándose en el tiempo de vuelo , el tiempo de ida y vuelta de una señal de luz artificial, proporcionada por un láser o un LED . Las cámaras de tiempo de vuelo basadas en láser son parte de una clase más amplia de LIDAR sin escáner , en la que toda la escena se captura con cada pulso láser, a diferencia de punto por punto con un haz láser como en los sistemas LIDAR de escaneo. [ 1 ] Los productos de cámaras de tiempo de vuelo para aplicaciones civiles comenzaron a surgir alrededor del año 2000, [ 2 ] cuando los procesos de semiconductores permitieron la producción de componentes lo suficientemente rápido para tales dispositivos. Los sistemas cubren rangos desde unos pocos centímetros hasta varios kilómetros.

Tipos de dispositivos

Se han desarrollado diversas tecnologías para cámaras de tiempo de vuelo.

Fuentes de luz moduladas por radiofrecuencia con detectores de fase

Los dispositivos mezcladores fotónicos (PMD), [ 3 ] el Swiss Ranger y CanestaVision [ 4 ] funcionan modulando el haz saliente con una portadora de RF y midiendo el desplazamiento de fase de dicha portadora en el receptor. Este enfoque presenta un problema de error modular: los rangos medidos son módulo la longitud de onda de la portadora de RF. El Swiss Ranger es un dispositivo compacto de corto alcance, con rangos de 5 o 10 metros y una resolución de 176 x 144 píxeles. Mediante algoritmos de desenrollado de fase, se puede aumentar el rango máximo de unicidad. El PMD puede proporcionar rangos de hasta 60  m. La iluminación se realiza mediante LED pulsados ​​en lugar de un láser. [ 5 ] Los sistemas de cámara CW-ToF más recientes iluminan la escena con luz LED modulada de alta frecuencia y analizan el desplazamiento de fase de la señal de retorno en cada píxel para calcular la profundidad. Por ejemplo, en aplicaciones de control de tráfico, las superficies retrorreflectantes, como las matrículas y los reflectores de vehículos, generan fuertes señales de retorno que se utilizan para construir imágenes de profundidad a lo largo del tiempo. Estas imágenes permiten rastrear las posiciones de los vehículos en el espacio 3D y calcular la velocidad aplicando un análisis de regresión a los datos de posición-tiempo. A diferencia del RADAR convencional, este método mide la velocidad a lo largo de la verdadera dirección de viaje del vehículo y es independiente de la distancia y el ángulo del vehículo con respecto a la cámara. [ 6 ] En algunos sistemas ToF de onda continua, las imágenes de profundidad capturadas en intervalos de tiempo sucesivos se utilizan para estimar las posiciones 3D de objetos en movimiento, como vehículos. El sistema rastrea múltiples puntos retroreflectantes a través de fotogramas consecutivos y reconstruye la trayectoria del objeto a través del espacio 3D. Al aplicar un análisis de regresión al cambio de posición a lo largo del tiempo, el sistema determina con precisión la velocidad del objeto a lo largo de su trayectoria de viaje. A diferencia del RADAR convencional, este enfoque minimiza los errores asociados con la distancia y el ángulo al objetivo. [ 7 ] El desarrollador de CanestaVision, Canesta, fue comprado por Microsoft en 2010. El Kinect2 para Xbox One se basó en la tecnología ToF de Canesta.

generadores de imágenes con compuerta de rango

Estos dispositivos tienen un obturador incorporado en el sensor de imagen que se abre y se cierra a la misma velocidad que se emiten los pulsos de luz. La mayoría de los sensores 3D de tiempo de vuelo se basan en este principio inventado por Medina. [ 8 ] Debido a que parte de cada pulso que regresa es bloqueado por el obturador según su tiempo de llegada , la cantidad de luz recibida se relaciona con la distancia que ha recorrido el pulso. La distancia se puede calcular utilizando la ecuación z = R ( S 2 − S 1 ) / 2( S 1 + S 2 ) + R / 2 para una cámara ideal. R es el alcance de la cámara, determinado por el viaje de ida y vuelta del pulso de luz, S 1 la cantidad del pulso de luz que se recibe y S 2 la cantidad del pulso de luz que se bloquea. [ 8 ] [ 9 ]

La ZCam de 3DV Systems [ 1 ] es un sistema con control de rango. Microsoft adquirió 3DV en 2009. El sensor Kinect de segunda generación de Microsoft se desarrolló utilizando el conocimiento adquirido de Canesta y 3DV Systems. [ 10 ]

Principios similares se utilizan en la línea de cámaras ToF desarrolladas por el Instituto Fraunhofer de Circuitos y Sistemas Microelectrónicos y TriDiCam. Estas cámaras emplean fotodetectores con un obturador electrónico rápido.

La resolución de profundidad de las cámaras ToF se puede mejorar con cámaras CCD intensificadas de activación ultrarrápida. Estas cámaras ofrecen tiempos de activación de hasta 200 ps y permiten la configuración ToF con una resolución de profundidad submilimétrica. [ 11 ]

Los generadores de imágenes con compuerta de rango también se pueden usar en imágenes 2D para suprimir cualquier cosa fuera de un rango de distancia especificado, como para ver a través de la niebla. Un láser pulsado proporciona iluminación y una compuerta óptica permite que la luz llegue al generador de imágenes solo durante el período de tiempo deseado. [ 12 ]

Generadores de imágenes de tiempo de vuelo directo

Estos dispositivos miden el tiempo de vuelo directo necesario para que un solo pulso láser salga de la cámara y se refleje de vuelta en el plano focal. También conocido como "modo de disparo", las imágenes 3D capturadas con esta metodología capturan datos espaciales y temporales completos, registrando escenas 3D completas con un solo pulso láser. Esto permite una adquisición rápida y un procesamiento rápido en tiempo real de la información de la escena. Para operaciones autónomas sensibles al tiempo, este enfoque se ha demostrado en pruebas espaciales autónomas [ 13 ] y en operaciones como las utilizadas en la misión OSIRIS-REx de recolección y retorno de muestras del asteroide Bennu [ 14 ] y en el aterrizaje autónomo de helicópteros [ 15 ] [ 16 ] .

Advanced Scientific Concepts, Inc. proporciona sistemas de visión TOF directo específicos para aplicaciones (por ejemplo, aéreas, automotrices, espaciales) [ 17 ] conocidos como cámaras LIDAR de flash 3D. Su enfoque utiliza fotodiodos de avalancha (APD) de InGaAs o matrices de fotodetectores PIN capaces de generar imágenes de pulsos láser en longitudes de onda de 980  nm a 1600  nm.

Componentes

Una cámara de tiempo de vuelo consta de los siguientes componentes:

  • Unidad de iluminación: Ilumina la escena. Para fuentes de luz moduladas por radiofrecuencia con sensores de fase , la luz debe modularse a altas velocidades de hasta 100  MHz; solo son viables los LED o los diodos láser . Para sensores TOF directos, se utiliza un solo pulso por fotograma (por ejemplo, 30  Hz). La iluminación normalmente utiliza luz infrarroja para que sea discreta.
  • Óptica: Una lente recoge la luz reflejada y proyecta la imagen del entorno sobre el sensor de imagen (matriz de plano focal). Un filtro óptico de paso de banda solo deja pasar la luz con la misma longitud de onda que la unidad de iluminación. Esto ayuda a suprimir la luz no deseada y a reducir el ruido.
  • Sensor de imagen : Este es el componente principal de la cámara TOF. Cada píxel mide el tiempo que tarda la luz en viajar desde la unidad de iluminación (láser o LED) hasta el objeto y de vuelta al plano focal. Se utilizan diferentes métodos para la medición del tiempo; consulte la sección Tipos de dispositivos más arriba.
  • Electrónica de control: Tanto la unidad de iluminación como el sensor de imagen deben controlarse mediante señales de alta velocidad y estar sincronizados. Estas señales deben ser muy precisas para obtener una alta resolución. Por ejemplo, si las señales entre la unidad de iluminación y el sensor se desfasan tan solo 10 picosegundos , la distancia cambia en 1,5 mm. A modo de comparación: las CPU  actuales alcanzan frecuencias de hasta 3 GHz , lo que corresponde a ciclos de reloj de aproximadamente 300 ps; la resolución correspondiente es de tan solo 45 mm.   
  • Cálculo/Interfaz: La distancia se calcula directamente en la cámara. Para obtener un buen rendimiento, también se utilizan algunos datos de calibración. A continuación, la cámara proporciona una imagen de distancia a través de una interfaz, por ejemplo, USB o Ethernet .

Principio

Principio de funcionamiento de una cámara de tiempo de vuelo: En el método pulsado (1), la distancia, d = ⁠ ct / 2 ⁠ ⁠ q2 / q1 + q2 ⁠ , donde c es la velocidad de la luz, t es la duración del pulso, q1 es la carga acumulada en el píxel cuando se emite luz y q2 es la carga acumulada cuando no se emite. En el método de onda continua (2), d = ⁠ ct / 2 π ⁠ arctan ⁠ q3 - q4 / q1 - q2 ⁠ . [ 18 ]
Diagramas que ilustran el principio de una cámara de tiempo de vuelo con sincronización analógica.

La versión más simple de una cámara de tiempo de vuelo utiliza pulsos de luz o un solo pulso de luz. La iluminación se enciende durante un tiempo muy breve, el pulso de luz resultante ilumina la escena y se refleja en los objetos dentro del campo de visión. La lente de la cámara recoge la luz reflejada y la proyecta sobre el sensor o el plano focal. Dependiendo de la distancia, la luz incidente experimenta un retardo. Como la luz tiene una velocidad aproximada de c = 300.000.000 metros por segundo, este retardo es muy corto: un objeto a 2,5  m de distancia retrasará la luz en: [ 19 ]

tD=2⋅Ddo=2⋅2.5metro300000000metros=0.00000001666s=16,66nortes{\displaystyle t_{D}=2\cdot {\frac {D}{c}}=2\cdot {\frac {2.5\;\mathrm {m} }{300\;000\;000\;{\frac {\mathrm {m} }{\mathrm {s} }}}}=0.000\;000\;016\;66\;\mathrm {s} =16.66\;\mathrm {ns} }

Para matrices moduladas en amplitud, el ancho de pulso de la iluminación determina el alcance máximo que la cámara puede manejar. Con un ancho de pulso de, por ejemplo, 50 ns, el alcance se limita a

Dmetroaincógnita=12⋅do⋅t0=12⋅300000000metros⋅0.00000005s= 7.5metro{\displaystyle D_{\mathrm {max} }={\frac {1}{2}}\cdot c\cdot t_{0}={\frac {1}{2}}\cdot 300\;000\;000\;{\frac {\mathrm {m} }{\mathrm {s} }}\cdot 0.000\;000\;05\;\mathrm {s} =\!\ 7.5\;\mathrm {m} }

Estos breves intervalos de tiempo demuestran que la unidad de iluminación es una parte fundamental del sistema. Solo con LED o láseres especiales es posible generar pulsos tan cortos.

Cada píxel individual consta de un elemento fotosensible (por ejemplo, un fotodiodo ). Este convierte la luz incidente en corriente eléctrica. En los sensores de temporización analógicos, el fotodiodo está conectado a interruptores rápidos que dirigen la corriente a uno de dos (o varios) elementos de memoria (por ejemplo, un condensador ) que actúan como elementos sumadores. En los sensores de temporización digitales, un contador de tiempo, que puede funcionar a varios gigahercios, está conectado a cada píxel del fotodetector y deja de contar cuando se detecta luz.

En el diagrama de un temporizador analógico de matriz modulada en amplitud, el píxel utiliza dos interruptores (G1 y G2) y dos elementos de memoria (S1 y S2). Los interruptores son controlados por un pulso con la misma duración que el pulso de luz, donde la señal de control del interruptor G2 se retrasa exactamente el ancho del pulso. Dependiendo del retardo, solo una parte del pulso de luz se muestrea a través de G1 en S1, la otra parte se almacena en S2. Dependiendo de la distancia, la relación entre S1 y S2 cambia como se muestra en el dibujo. [ 4 ] Debido a que solo pequeñas cantidades de luz inciden en el sensor dentro de 50 ns, no solo se envía uno, sino varios miles de pulsos (tasa de repetición tR) y se recogen, aumentando así la relación señal-ruido .

Tras la exposición, se lee el píxel y las siguientes etapas miden las señales S1 y S2. Como la duración del pulso de luz está definida, la distancia se puede calcular con la fórmula:

D=12⋅do⋅t0⋅S2S1+S2{\displaystyle D={\frac {1}{2}}\cdot c\cdot t_{0}\cdot {\frac {S2}{S1+S2}}}

En el ejemplo, las señales tienen los siguientes valores: S1 = 0,66 y S2 = 0,33. Por lo tanto, la distancia es:

D=7.5metro⋅0,330,33+0,66=2.5metro{\displaystyle D=7,5\;\mathrm {m} \cdot {\frac {0,33}{0,33+0,66}}=2,5\;\mathrm {m} }

En presencia de luz ambiental, los elementos de memoria reciben una parte adicional de la señal, lo que podría interferir con la medición de distancia. Para eliminar esta parte de la señal, se puede realizar una segunda medición con la iluminación apagada. Si los objetos se encuentran más lejos que el rango de distancia, el resultado también será erróneo. En este caso, una segunda medición con las señales de control retardadas mediante un ancho de pulso adicional ayuda a suprimir la interferencia de dichos objetos. Otros sistemas utilizan una fuente de luz modulada sinusoidalmente en lugar de una fuente de pulsos.

Para los sistemas de imágenes TOF directos, como el LIDAR 3D Flash, el láser emite un único pulso corto de 5 a 10 ns. El evento T-cero (el momento en que el pulso sale de la cámara) se establece capturando el pulso directamente y dirigiendo esta información temporal al conjunto de píxeles del plano focal. T-cero se utiliza para comparar el tiempo de retorno del pulso reflejado en los distintos píxeles del conjunto de píxeles del plano focal. Al comparar T-cero con el pulso reflejado capturado y la diferencia de tiempo, cada píxel proporciona una medición directa y precisa del tiempo de vuelo. El recorrido de ida y vuelta de un solo pulso a 100 metros es de 660 ns. Con un pulso de 10 ns, la escena se ilumina y el alcance y la intensidad se capturan en menos de 1 microsegundo.

Ventajas

Sencillez

A diferencia de los sistemas de visión estereoscópica o triangulación , todo el sistema es muy compacto: la iluminación se coloca justo al lado de la lente, mientras que los otros sistemas requieren una línea base mínima. A diferencia de los sistemas de escaneo láser , no se necesitan piezas mecánicas móviles.

Algoritmo de distancia eficiente

Se trata de un proceso directo para extraer la información de distancia de las señales de salida del sensor TOF. Como resultado, esta tarea requiere poca potencia de procesamiento, a diferencia de la visión estéreo, donde se implementan algoritmos de correlación complejos. Una vez extraídos los datos de distancia, la detección de objetos , por ejemplo, también es un proceso sencillo, ya que los algoritmos no se ven afectados por patrones en el objeto. La precisión suele estimarse en un 1 % de la distancia medida. [ 20 ]

Velocidad

Las cámaras de tiempo de vuelo son capaces de medir las distancias dentro de una escena completa con una sola toma. Dado que estas cámaras alcanzan hasta 160 fotogramas por segundo, son ideales para su uso en aplicaciones en tiempo real.

Desventajas

Luz de fondo

Al usar CMOS u otros detectores o sensores integradores que usan luz visible o infrarroja cercana (400  nm - 700  nm), aunque se suprime la mayor parte de la luz de fondo proveniente de la iluminación artificial o del sol, el píxel aún debe proporcionar un alto rango dinámico . La luz de fondo también genera electrones, que deben almacenarse. Por ejemplo, las unidades de iluminación en muchas de las cámaras TOF actuales pueden proporcionar un nivel de iluminación de aproximadamente 1 vatio. El sol tiene una potencia de iluminación de aproximadamente 1050 vatios por metro cuadrado, y 50 vatios después del filtro óptico de paso de banda . Por lo tanto, si la escena iluminada tiene un tamaño de 1 metro cuadrado, la luz del sol es 50 veces más fuerte que la señal modulada. Para los sensores TOF no integradores que no integran la luz a lo largo del tiempo y que utilizan detectores de infrarrojo cercano (InGaAs) para capturar el pulso láser corto, la observación directa del sol no supone ningún problema, ya que la imagen no se integra a lo largo del tiempo, sino que se captura en un ciclo de adquisición corto, típicamente inferior a 1 microsegundo. Estos sensores TOF se utilizan en aplicaciones espaciales [ 14 ] y se están considerando para aplicaciones automotrices [ 21 ] .

Interferencia

En ciertos tipos de dispositivos TOF (pero no en todos), si varias cámaras de tiempo de vuelo están funcionando al mismo tiempo, las mediciones de las cámaras TOF pueden interferir entre sí. Existen varias posibilidades para abordar este problema:

  • Multiplexación temporal: Un sistema de control inicia la medición de cada cámara de forma consecutiva, de modo que solo una unidad de iluminación esté activa a la vez.
  • Frecuencias de modulación diferentes: Si las cámaras modulan su luz con frecuencias de modulación diferentes, su luz se recoge en los demás sistemas únicamente como iluminación de fondo, pero no interfiere en la medición de la distancia.

Para las cámaras de tipo TOF directo que utilizan un único pulso láser para la iluminación, debido a que este pulso es corto (por ejemplo, 10 nanosegundos), el tiempo de ida y vuelta del TOF hacia y desde los objetos en el campo de visión es correspondientemente corto (por ejemplo, 100 metros = 660 ns de tiempo de ida y vuelta del TOF). Para un sensor de imagen que captura a 30  Hz, la probabilidad de una interacción interferente es el tiempo que la ventana de adquisición de la cámara está abierta dividido por el tiempo entre pulsos láser, o aproximadamente 1 entre 50 000 (0,66 μs dividido por 33 ms).

Múltiples reflexiones

A diferencia de los sistemas de escaneo láser, donde se ilumina un solo punto, las cámaras de tiempo de vuelo iluminan toda la escena. En un dispositivo de diferencia de fase (matriz modulada en amplitud), debido a las múltiples reflexiones, la luz puede alcanzar los objetos siguiendo varias trayectorias. Por lo tanto, la distancia medida puede ser mayor que la distancia real. Los generadores de imágenes TOF directos son vulnerables si la luz se refleja en una superficie especular. Existen artículos publicados que describen las ventajas y desventajas de los diversos dispositivos y enfoques TOF. [ 22 ]

Aplicaciones

Imagen panorámica de un rostro humano capturada con una cámara de tiempo de vuelo (representación artística).

Las cámaras de tiempo de vuelo se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones. Algunos ejemplos son la robótica y las interfaces de usuario sin contacto.

En la aplicación de la ley de tránsito

Los sistemas ToF de onda continua se utilizan para detectar superficies retrorreflectantes como matrículas y reflectores de vehículos. Estos sistemas capturan una secuencia de imágenes de profundidad para rastrear la posición de los vehículos en el espacio 3D a lo largo del tiempo. Al analizar la trayectoria de estos puntos, pueden calcular con precisión la velocidad de los vehículos, independientemente de la distancia y el ángulo entre el vehículo y la cámara. [ 23 ]

Aplicaciones automotrices

Las cámaras de tiempo de vuelo se utilizan en funciones de asistencia y seguridad para aplicaciones automotrices avanzadas, como la seguridad activa de peatones, la detección previa a la colisión y aplicaciones en interiores, como la detección de fuera de posición (OOP). [ 24 ] [ 25 ]

Interfaces hombre-máquina y videojuegos

Como las cámaras de tiempo de vuelo proporcionan imágenes de distancia en tiempo real, es fácil rastrear los movimientos de las personas. Esto permite nuevas interacciones con dispositivos de consumo como televisores. Otro tema es el uso de este tipo de cámaras para interactuar con juegos en consolas de videojuegos. [ 26 ] El sensor Kinect de segunda generación incluido originalmente con la consola Xbox One usaba una cámara de tiempo de vuelo para su imagen de rango, [ 27 ] lo que permite interfaces de usuario naturales y aplicaciones de juegos que utilizan técnicas de visión artificial y reconocimiento de gestos . Creative e Intel también proporcionan un tipo similar de cámara interactiva de tiempo de vuelo para gestos para juegos, la Senz3D basada en la cámara DepthSense 325 de Softkinetic . [ 28 ] Infineon y PMD Technologies permiten pequeñas cámaras de profundidad 3D integradas para el control de gestos de corto alcance de dispositivos de consumo como PC todo en uno y portátiles (cámaras Picco flexx y Picco monstar). [ 29 ]

cámaras de teléfonos inteligentes

El Samsung Galaxy S20 Ultra cuenta con tres lentes de cámara traseras y una cámara ToF.

Varios teléfonos inteligentes incluyen cámaras de tiempo de vuelo. Estas se utilizan principalmente para mejorar la calidad de las fotos al proporcionar al software de la cámara información sobre el primer plano y el fondo. [ 30 ]

El primer teléfono móvil lanzado con dicha tecnología fue el LG G3 , de principios de 2014. [ 31 ] El BlackBerry Passport y el LG G Flex 2 también se lanzaron con un sensor ToF. [ 32 ]

Medición y visión artificial

Imagen de rango con medidas de altura

Otras aplicaciones incluyen tareas de medición, por ejemplo, para determinar la altura de llenado en silos. En visión artificial industrial , la cámara de tiempo de vuelo ayuda a clasificar y localizar objetos para su uso por robots, como artículos que pasan por una cinta transportadora. Los sistemas de control de puertas pueden distinguir fácilmente entre animales y personas que se acercan a la puerta.

Robótica

Otro uso de estas cámaras es en el campo de la robótica: los robots móviles pueden crear un mapa de su entorno con gran rapidez, lo que les permite evitar obstáculos o seguir a una persona que los guía. Dado que el cálculo de la distancia es sencillo, se requiere poca potencia de cálculo. Como estas cámaras también se pueden usar para medir distancias, se sabe que los equipos de la FIRST Robotics Competition las utilizan para rutinas autónomas.

topografía terrestre

Las cámaras ToF se han utilizado para obtener modelos digitales de elevación de la topografía de la superficie terrestre , [ 33 ] para estudios en geomorfología .

Marcas

Marcas activas ( a partir de 2011))

  • Orbbec : cámara de profundidad RGB iTOF de alto rendimiento de la serie Femto, basada en la tecnología iTOF de Microsoft, con aplicaciones globales en logística, robótica, sanidad, comercio minorista, fitness y creación y animación de contenido 3D.
  • ESPROS: chips de imagen TOF 3D, cámara TOF y módulo para aplicaciones automotrices, robóticas, industriales y de IoT.
  • Cámaras y sistemas de visión LIDAR 3D Flash de Advanced Scientific Concepts, Inc. para aplicaciones aéreas, automotrices y espaciales.
  • DepthSense: cámaras y módulos TOF, incluyendo sensor RGB y micrófonos de SoftKinetic.
  • IRMA MATRIX - Cámara TOF, utilizada para el conteo automático de pasajeros en aplicaciones móviles y fijas por iris-GmbH
  • Kinect : plataforma de interfaz de usuario manos libres de Microsoft para consolas de videojuegos y PC, que utiliza cámaras de tiempo de vuelo en su segunda generación de dispositivos sensores. [ 27 ]
  • Cámara de profundidad Azure Kinect DK: la cámara de profundidad Azure Kinect DK implementa el principio de tiempo de vuelo (ToF) de onda continua modulada en amplitud (AMCW). Azure Kinect DK
  • pmd - Diseños de referencia de cámaras y software (pmd[vision], incluyendo módulos TOF [CamBoard]) e imágenes TOF (PhotonICs) de PMD Technologies
  • real.IZ 2+3D: cámara TOF de alta resolución SXGA (1280×1024) desarrollada por la empresa emergente odos imaging, que integra la captura de imágenes convencional con la medición de distancia TOF en el mismo sensor. Basada en tecnología desarrollada en Siemens .
  • Senz3D: cámara TOF de Creative e Intel basada en la cámara DepthSense 325 de Softkinetic, utilizada para videojuegos. [ 28 ]
  • SICK - Cámaras TOF industriales 3D (Visionary-T) para aplicaciones industriales y software [ 34 ]
  • Sensor 3D MLI: generador de imágenes TOF, módulos, cámaras y software de IEE (International Electronics & Engineering), basado en intensidad de luz modulada (MLI).
  • TOFCam Stanley - Cámara TOF de Stanley Electric
  • TriDiCam: módulos y software TOF, el generador de imágenes TOF desarrollado originalmente por el Instituto Fraunhofer de Circuitos y Sistemas Microelectrónicos, ahora desarrollado por la empresa derivada TriDiCam.
  • Hakvision - Cámara estéreo TOF
  • Cube eye - Cámaras y módulos ToF, resolución VGA, sitio web  : www.cube-eye.co.kr
  • Basler AG - Imágenes 3D para aplicaciones industriales
  • LILIN - Cámara de vigilancia ToF

Marcas desaparecidas

  • CanestaVision [ 35 ] - Módulos y software TOF de Canesta (empresa adquirida por Microsoft en 2010)
  • D-IMager - Cámara TOF de Panasonic Electric Works
  • OptriCam: cámaras y módulos TOF de Optrima (anteriormente conocida como DepthSense antes de la fusión con SoftKinetic en 2011).
  • ZCam : productos de cámara TOF de 3DV Systems que integran vídeo a todo color con información de profundidad (activos vendidos a Microsoft en 2009).
  • SwissRanger: una línea de cámaras industriales exclusivamente TOF, originalmente desarrollada por el Centre Suisse d'Electronique et Microtechnique, SA ( CSEM ), y ahora desarrollada por Mesa Imaging (Mesa Imaging fue adquirida por Heptagon en 2014).
  • Fotonic : cámaras TOF y software con tecnología de chip CMOS de Panasonic (Fotonic fue adquirida por Autoliv en 2018).
  • S.Cube - Cámara ToF y módulos de Cube eye

Véase también

Referencias

  1. 1 2 Iddan, Gavriel J. ; Yahav, Giora (2001-01-24). "Imágenes 3D en el estudio (y en otros lugares…)" (PDF) . Actas de SPIE . Vol.  4298. San José, CA: SPIE (publicado el 29-04-2003). p.  48. doi : 10.1117/12.424913 . Archivado del original (PDF) el 12-06-2009 . Recuperado el 17-08-2009 . La cámara [de tiempo de vuelo] pertenece a un grupo más amplio de sensores conocidos como LIDAR sin escáner (es decir, radar láser sin escáner mecánico); un ejemplo temprano [1990] es [Marion W.] Scott y sus seguidores en Sandia.
  2. ↑ "Evolución del producto" . 3DV Systems. Archivado del original el 28 de febrero de 2009. Consultado el 19 de febrero de 2009. Z -Cam, la primera cámara de vídeo de profundidad, se lanzó en 2000 y estaba dirigida principalmente a organizaciones de radiodifusión.
  3. ↑ Christoph Heckenkamp: Das magische Auge - Grundlagen der Bildverarbeitung: Das PMD Prinzip . En: Inspeccionar. Nro. 1, 2008, págs. 25-28.
  4. 1 2 Gokturk, Salih Burak; Yalcin, Hakan; Bamji, Cyrus (24 de enero de 2005). "Un sensor de profundidad de tiempo de vuelo: descripción del sistema, problemas y soluciones" (PDF) . Taller de la Conferencia de 2004 sobre Visión por Computadora y Reconocimiento de Patrones . págs. 35–45 . doi : 10.1109/CVPR.2004.291 . S2CID 1203932. Archivado del original (PDF) el 23 de junio de 2007. Recuperado el 31 de julio de 2009. La estructura diferencial acumula cargas fotogeneradas en dos nodos de recolección utilizando dos puertas moduladas. Las señales de modulación de la puerta están sincronizadas con la fuente de luz y, por lo tanto, dependiendo de la fase de la luz entrante, un nodo recolecta más cargas que el otro. Al finalizar la integración, la diferencia de voltaje entre los dos nodos se lee como una medida de la fase de la luz reflejada.  
  5. ↑ "Mesa Imaging - Productos" . 17 de agosto de 2009.
  6. ↑ Fraunhofer IMS. "Cámaras de tiempo de vuelo". Consultado el 29 de abril de 2025. https://www.ims.fraunhofer.de/en/Business_units/ASIC/ASIC_Solutions/TIME_OF_FLIGHT.html
  7. ↑ Fraunhofer IMS. "Cámaras de tiempo de vuelo". Consultado el 29 de abril de 2025. https://www.ims.fraunhofer.de/en/Business_units/ASIC/ASIC_Solutions/TIME_OF_FLIGHT.html
  8. 1 2 Patente estadounidense 5081530 , Medina, Antonio, "Cámara tridimensional y telémetro", emitida el 14 de enero de 1992, asignada a Medina, Antonio 
  9. ↑ Medina A, Gayá F, Pozo F (2006). "Radar láser compacto y cámara tridimensional". J. Opt. Soc. Am. A . 23 (4): 800– 805. Bibcode : 2006JOSAA..23..800M . doi : 10.1364/JOSAA.23.000800 . PMID 16604759 . 
  10. ↑ "Kit de desarrollo de Kinect para Windows previsto para noviembre, incorpora tecnología de 'pantalla verde'" . PCWorld . 26 de junio de 2013.
  11. ↑ "Radar láser 3D submilimétrico para la inspección de losetas del transbordador espacial.pdf" (PDF) .
  12. ↑ "Sea-Lynx Gated Camera - sistema de cámara láser activa" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 13 de agosto de 2010.
  13. ↑ Reisse, Robert; Amzajerdian, Farzin; Bulyshev, Alexander; Roback, Vincent (4 de junio de 2013). Turner, Monte D; Kamerman, Gary W (eds.). "Prueba de vuelo en helicóptero de tecnología LIDAR de imágenes 3D flash para aterrizaje planetario seguro, autónomo y preciso" (PDF) . Laser Radar Technology and Applications XVIII . 8731 : 87310H. Bibcode : 2013SPIE.8731E..0HR . doi : 10.1117/12.2015961 . hdl : 2060/20130013472 . S2CID 15432289 . 
  14. 1 2 "La cámara LIDAR 3D Flash de ASC seleccionada para la misión al asteroide OSIRIS-REx" . NASASpaceFlight.com . 13 de mayo de 2012.
  15. ↑ "Innovaciones en sistemas no tripulados a tener en cuenta" (PDF) . e-vmi.com . Agosto de 2012. Consultado el 10 de agosto de 2024 .
  16. ↑ "Programa de Sistema Autónomo de Carga/Utilidad Aérea" . Oficina de Investigación Naval . Archivado del original el 9 de abril de 2014.
  17. ↑ "Productos" . Conceptos científicos avanzados .
  18. ↑ "Cámara de tiempo de vuelo: una introducción" . Mouser Electronics .
  19. ↑ "Píxel de bloqueo CCD/CMOS para imágenes de rango: desafíos, limitaciones y estado del arte" - CSEM
  20. ↑ Hansard, Miles; Lee, Seungkyu; Choi, Ouk; Horaud, Radu (31 de octubre de 2012). Cámaras de tiempo de vuelo: principios, métodos y aplicaciones . Springer. pág. 20. 
  21. ↑ "Automoción" . Conceptos científicos avanzados .
  22. ↑ Aue, enero; Langer, Dirk; Müller-Bessler, Bernhard; Huhnke, Burkhard (9 de junio de 2011). "Simposio de vehículos inteligentes IEEE 2011 (IV)". Simposio de vehículos inteligentes IEEE 2011 (IV) . Baden-Baden, Alemania: IEEE. págs. 423– 428. doi : 10.1109/ivs.2011.5940442 . ISBN  978-1-4577-0890-9.
  23. ↑ Fraunhofer IMS. "Cámaras de tiempo de vuelo". Consultado el 29 de abril de 2025. https://www.ims.fraunhofer.de/en/Business_units/ASIC/ASIC_Solutions/TIME_OF_FLIGHT.html
  24. ↑ Hsu, Stephen; Acharya, Sunil; Rafii, Abbas; New, Richard (25 de abril de 2006). "Rendimiento de una cámara de rango de tiempo de vuelo para aplicaciones de seguridad vehicular inteligente". Microsistemas avanzados para aplicaciones automotrices 2006 (PDF) . VDI-Buch. Springer . págs. 205–219 . CiteSeerX 10.1.1.112.6869 . doi : 10.1007/3-540-33410-6_16 . ISBN   978-3-540-33410-1Archivado del original (PDF) el 6 de diciembre de 2006. Consultado el 25 de junio de 2018 .
  25. ↑ Elkhalili, Omar; Schrey, Olaf M.; Ulfig, Wiebke; Brockherde, Werner; Hosticka, Bedrich J. (septiembre de 2006). "Un sensor de imagen CMOS 3D de tiempo de vuelo de 64×8 píxeles para aplicaciones de seguridad automotriz". Actas de la 32.ª Conferencia Europea de Circuitos de Estado Sólido de 2006. págs. 568–571 . doi : 10.1109/ESSCIR.2006.307488 . ISBN  978-1-4244-0302-8. S2CID 24652659 . Consultado el 05-03-2010 . 
  26. ↑ Capitán, Sean (1 de mayo de 2008). "Juegos fuera de control" . PopSci.com . Popular Science . Consultado el 15 de junio de 2009 .
  27. 1 2 Rubin, Peter (21 de mayo de 2013). "Primer vistazo exclusivo a Xbox One" . Wired . Revista Wired . Recuperado el 22 de mayo de 2013 .
  28. 1 2 Sterling, Bruce (2013-06-04). "Realidad aumentada: cámara de profundidad 3D SoftKinetic y cámara periférica Creative Senz3D para dispositivos Intel" . Wired Magazine . Recuperado el 2013-07-02 .
  29. ↑ Lai, Richard (6 de junio de 2013). "PMD e Infineon permitirán el desarrollo de pequeñas cámaras de profundidad 3D integradas (experiencia práctica)" . Engadget . Consultado el 9 de octubre de 2013 .
  30. ↑ Heinzman, Andrew (2019-04-04). "¿Qué es una cámara de tiempo de vuelo (ToF) y por qué mi teléfono tiene una?" . How-To Geek .
  31. ↑ James, Dick (17 de octubre de 2016). "Los sensores de tiempo de vuelo de STMicroelectronics y la nave espacial Enterprise aparecen en la serie iPhone 7" . TechInsights . Archivado del original el 25 de diciembre de 2022. Consultado el 21 de mayo de 2023 .
  32. ↑ Frank, Randy (17 de octubre de 2014). "Tecnología de tiempo de vuelo integrada en el teléfono inteligente" . Sensor Tips . WTWH Media LLC. Archivado del original el 19 de abril de 2023. Consultado el 21 de mayo de 2023 .
  33. ↑ Nitsche, M.; Turowski, JM; Badoux, A.; Rickenmann, D.; Kohoutek, TK; Pauli, M.; Kirchner, JW (2013). "Range imaging: A new method for high-resolution topographic measurements in small- and medium-scale field sites" . Earth Surface Processes and Landforms . 38 (8): 810. Bibcode : 2013ESPL...38..810N . doi : 10.1002/esp.3322 . S2CID 55282788 . 
  34. ↑ TBA. "SICK - Visionary-T y Visionary-B: 3D de un vistazo - Handling&Storage" . www.handling-storage.com (en español europeo). Archivado del original el 19 de abril de 2017. Recuperado el 18 de abril de 2017 .
  35. ↑ "Canesta selecciona la tecnología CIS de TowerJazz para sensores de imagen 3D de consumo" . Business Wire . 21 de junio de 2010. Consultado el 29 de octubre de 2013. Canesta Inc. utiliza la tecnología de sensor de imagen CMOS (CIS) de TowerJazz para fabricar sus innovadores sensores de imagen 3D CanestaVision.

Lecturas adicionales

  • Hansard, Miles; Lee, Seungkyu; Choi, Ouk; Horaud, Radu (2012). «Cámaras de tiempo de vuelo: Principios, métodos y aplicaciones» (PDF) . SpringerBriefs in Computer Science (PDF) . doi : 10.1007/978-1-4471-4658-2 . ISBN 978-1-4471-4657-5. S2CID 5494636 . Este libro describe diversas investigaciones recientes sobre imágenes de tiempo de vuelo: […] el principio de medición subyacente […] las fuentes de error y ambigüedad asociadas […] la calibración geométrica de las cámaras de tiempo de vuelo, particularmente cuando se utilizan en combinación con cámaras de color convencionales […] y el uso de datos de tiempo de vuelo junto con técnicas tradicionales de correspondencia estéreo. Los cinco capítulos, en conjunto, describen un proceso completo de reconstrucción 3D de profundidad y color. 
  • Horaud, Radu; Hansard, Miles; Evangelidis, Georgios; Ménier, Clément (2016). " Una visión general de las cámaras de profundidad y los escáneres de rango basados ​​en tecnologías de tiempo de vuelo " Machine Vision and Applications 27, 1005-1029.