【مقدمة】 تستخدم الروبوتات وأجهزة رؤية الماكينة مجموعة متنوعة من آليات التغذية الراجعة لضمان الدقة. هناك طرق مختلفة لتحديد الفضاء ثلاثي الأبعاد بدقة إلى حد ما. حتى الآن ، تم تحقيق إنجازات واعدة باستخدام البصريات والصوتيات وتقنيات الرؤية الآلية والاستشعار. لكن المتطلبات الأكثر صرامة تجبرنا على السعي لتحقيق التميز. يدور الجيل التالي من التصاميم القائمة على الرؤية حول استشعار عمق وحجم أكثر دقة بدقة أكبر.
التصور العالمي
يمكن للتقنيات المستخدمة حتى الآن حل المشكلة المطروحة. يمكن أن يكون مستشعر العمق الميكانيكي منخفض التكلفة أو مستشعر السطح بسيطًا مثل مقياس الجهد الخطي المحمّل بنابض أو مفتاح الحد.
من حيث الدقة ، أظهرت التقنيات الصوتية والبصرية دقة أعلى ولا تتطلب أجزاء متحركة. يتم استخدام الاستشعار البصري عن بعد لاكتشاف القرب البسيط وتحديد المدى الأكثر دقة. يمكن التعرف على المسافات التي تقل عن 1 مم إلى 8 أمتار على أنها إشارات توقف رقمية للإشارة إلى وجود أو عدم وجود أهداف.
بمساعدة الكاميرات الحديثة منخفضة التكلفة وعالية الدقة ، كانت تقنية الفيديو في طليعة قياس المسافة والحجم. تدفع تصاميم ومتطلبات الجيل التالي مصنعي المعدات إلى تقديم حلول عالية الأداء.
المزيد من الخيارات ، المزيد من الاحتياجات
بالإضافة إلى الحاجة إلى آلات عالية الدقة ، شهد عالم ما بعد الجائحة أيضًا الحاجة إلى اكتشاف عدد الأشخاص الموجودين في مكان معين. بالنسبة للكثيرين ، يجب اعتبار التباعد بين الأشخاص ، وهو مطلب جديد نسبيًا. هناك حاجة مماثلة للاهتمام تتعلق بالخرف. في مرافق المعيشة المساعدة ، تعد قدرة نظام كمبيوتر شامل لتتبع موقع شخص مسن متجول أمرًا بالغ الأهمية.
يمكن أيضًا أن تستفيد التطبيقات الصناعية وتطبيقات المصانع من أنظمة فرعية لقياس المسافة والحجم أكثر قوة ودقة. مع تقدم تقنيات التصنيع الأكثر تقدمًا وتقاربها ، تصبح التغذية الراجعة من حيث الدقة والموضع والتوجيه والسرعة والعمق أمرًا بالغ الأهمية للجيل القادم من آلات التصنيع. على سبيل المثال ، تعتمد آلات الطحن على مجموعات المحركات والتروس الدقيقة لوضع رؤوس القطع والطحن بشكل صحيح. عميق جدا وسوف ينكسر رأس القطع. ضحلة جدًا وستترك الكثير من المواد وراءها. حتى بدون المعايرة ، ستصل هذه الآلات إلى الموضع الصحيح باستشعار دقيق للمسافة. تعمل التعليقات ذات الحلقة المغلقة بشكل أفضل. تستفيد أدوات ماكينات CNC ، والطابعات ثلاثية الأبعاد ، وآلات القطع واللحام بالليزر / البلازما أيضًا من ردود الفعل ذات الحلقة المغلقة بدقة أعلى.
الابتكارات الحديثة
تتوقع الأجهزة التناظرية (ADI) الحاجة المتزايدة لاستشعار الحجم والقياس في العديد من التطبيقات. AD-FXTOF1-EBZ هو محرك فيديو معياري مخصص مع نطاق مدمج لوقت الطيران (ToF).
AD-FXTOF1-EBZ 3D ToF Development Kit
تدعم مجموعة تطوير الاستشعار ثلاثية الأبعاد المعيارية مجموعة متنوعة من التطبيقات بدءًا من القياس الحجمي وحتى اكتشاف الإشغال والنشاط.
تبلغ دقة VGA 640 × 480 بمعدل 30 إطارًا في الثانية ويمكن دمجها بسهولة كوظيفة طرفية لشاشة تطبيق المضيف. يتميز بواجهة معالج صناعة متنقلة ثنائية القناة (MIPI) يمكن توصيلها بلوحة إضافية باستخدام كبل مرن مكون من 25 سنًا أو 15 سنًا.
ليزر الأشعة تحت الحمراء 940 نانومتر هو ليزر انبعاث للأسطح ذات التجويف العمودي (VCSEL) آمن على العين ولا يتطلب باعثًا بزاوية قائمة وبالتالي فهو أقل تكلفة في التصنيع. في الوقت نفسه ، بفضل مرشح ممر النطاق البصري 940 نانومتر جزئيًا ، يمكن أن تعمل في ظروف الإضاءة الساطعة. هذا يساعد على منع الضوضاء والتداخل الدخيل. يتم استخدام ناشر جناح الخفاش لتوفير مجال رؤية دقيق 87 درجة × 67 درجة للعدسة المستقبلة.
من حيث الأداء ، يحتوي Video Depth Finder على نطاقي عمل قابلين للتكوين. يتم الحفاظ على دقة 2٪ للمدى من 20 سم إلى 180 سم والمدى من 50 سم إلى 300 سم. يتطلب مصدر طاقة 5 فولت 2 أمبير مصنّف عند -20 درجة مئوية إلى +75 درجة مئوية ، لذلك هناك درجة معينة من المتانة والمتانة للبيئة.
تسمح واجهة مجموعة أدوات تطوير SDK بالاتصال بمعالج دقيق مضيف أو متحكم دقيق أو كمبيوتر أحادي اللوحة مثل Raspberry Pi أو Nvidia (الشكل 1). توفر SDK أيضًا أغلفة OpenCV و Open C / C ++ و Python® و MATLAB® و Open3D و RoS بحيث يمكن للمطورين استخدامها لتبسيط تطوير التطبيقات. تشمل خيارات الاتصال USB أو Ethernet أو Wi-Fi ، وتتوفر تصميمات مرجعية وفواتير المواد.
الشكل 1: تستخدم لوحة الكاميرا والعدسة RFPC الفعلية ولوحة AFE لمعالجة الصور واجهة IIC للتحكم والتكوين. تسمح واجهات المشغل GPIO و MIPI بالتحكم في الوقت الفعلي والوصول إلى البيانات.
(مصدر الصورة: ADI)
الخاتمة
أدت الحاجة إلى صورة سريعة وحاسمة واستشعار المسافة إلى ظهور الجيل التالي من أجهزة الاستشعار والروبوتات والمركبات وأنظمة السلامة. يمكنك اختبار المياه بسرعة وسهولة باستخدام ADI’s AD-FXTOF1-EBZ. من المتوقع أن تتميز الإصدارات المستقبلية من التكنولوجيا بدقة أعلى ومعدلات إطارات أسرع ومسافات تغطية أطول مع انتشار التكنولوجيا للتطبيقات المنزلية والصناعية.
المصدر: صائد الفئران للإلكترونيات ، بقلم جون جاباي
The Links: PCA9515APWR SKKT92-12E