Zurück zur Startseite

English

3D Time-of-Flight Sensoren

Bei Sensoren, die auf diesem Prinzip der Lichtlaufzeitmessung basieren, ist der Signalwert eines einzelnen Bildpunktes nicht proportional zur Lichtintensität der betrachteten Szene, wie es bei klassischen Bildsensoren der Fall ist, sondern proportional zur Entfernung des abgebildeten Punktes in der Szene.

Funktionsprinzip von 3D Time-of-Flight Sensoren
Funktionsprinzip von 3D Time-of-Flight Sensoren

Time-of-Flight (ToF) Sensoren emittieren einen diffusen Lichtkegel mit modulierter Intensität, beispielsweise in Form eines Sinus, welches die betrachtete Szene beleuchtet und von dieser reflektiert wird. Die Wellenlänge des ausgesendeten Signals liegt im Bereich des nicht sichtbaren nahen Infrarotlichts. Das reflektierte Signal wird von einem Detektor empfangen, der in seiner Struktur einem konventionellen Bildsensor ähnelt. Durch eine Korrelation des emittierten und empfangenen Lichtsignals kann eine Phasenverschiebung ermittelt werden, welche einer Distanzinformation entspricht. Hierzu werden die von dem Detektor empfangenen Photonen im photosensitiven Halbleiterbereich in Elektronen umgewandelt und entfernungsabhängig in unterschiedlichen Ladungsschaukeln getrennt. Somit stellt das resultierende Ausgangssignal eines jeden Bildpunktes eine direkte Beziehung zur eigentlichen Tiefeninformation der betrachteten Szene her.

Ausgabe eines 3D Time-of-Flight Sensors
Ausgabe eines 3D Time-of-Flight Sensors

Dieses steht im Gegensatz zu den meisten am Markt verfügbaren Systemen zur optischen Erfassung von dreidimensionalen Strukturen, die auf dem Prinzip der Triangulation basieren, wie beispielsweise Stereo- Kamerasysteme oder Laserscanner. Hier ist zumeist, im Gegensatz zu ToF-Sensoren, ein signifikant höherer Rechenaufwand zur Bestimmung der Distanzkarte notwendig, vorausgesetzt die zur Triangulation maßgeblichen Merkmale konnten in beiden Bildern identifiziert werden.

Schlüsselwörter: Time of Flight, ToF, 3D Sensor, 3D Kamera, CMOS camera, imager, 3D vision, SOC, laser scanner

Kommentarfunktion ist deaktiviert