Qu’est-ce qu’un capteur ToF ?
Un capteur ToF mesure la distance en fonction du temps nécessaire à la réflexion d’une impulsion lumineuse sur la surface d’un objet.
De nombreux capteurs utilisent le rayonnement infrarouge émis par des lasers, etc. En revanche, les capteurs ToF mesurent le temps et le convertissent en distance. De ce fait, la précision de détection peut être maintenue constante, que la distance soit courte ou longue.
Ces capteurs sont utilisés pour mesurer les distances aux objets, comme capteurs de niveau, pour localiser et positionner des objets, pour vérifier le nombre de personnes dans un espace, etc.
Utilisations des capteurs ToF
1. Reconnaissance dans la RV et la RA
Les capteurs ToF sont utilisés pour la reconnaissance en RV (réalité virtuelle) et en RA (réalité augmentée), qui sont devenues populaires ces dernières années. On les utilise car ils peuvent mesurer avec précision la distance par rapport à un objet et afficher des images avec un effet tridimensionnel plus important que jamais.
2. Surveillance
Les capteurs ToF peuvent servir de capteurs de niveau pour surveiller les ascenseurs des machines, contrôler la quantité de matériau restant dans les réservoirs, vérifier le stock de l’entrepôt, contrôler la quantité de matériau restant dans les rouleaux et vérifier la disponibilité des marchandises dans les entrepôts automatisés.
3. Contrôle de l’assise des pièces
Le capteur ToF est utilisé pour vérifier que la pièce est placée sur le gabarit de la ligne de production.
4. Vérification du nombre de personnes dans l’espace
Le nombre de personnes dans un espace spécifique peut être compté à l’aide d’un capteur ToF 3D. La distance à l’objet est convertie en données et l’IA est utilisée pour identifier les personnes et déterminer leur nombre.
5. Mesure des dimensions et du volume des objets
Le capteurs Tof 3D peut être utilisé pour mesurer les dimensions de chaque partie d’un objet et mesurer son volume.
6. Fonction de reconnaissance faciale du smartphone
Comme les capteurs ToF peuvent capturer l’image d’un objet en trois dimensions, même dans les zones sombres, et améliorer la fonctionnalité de mise au point automatique, leur intégration dans la fonction de reconnaissance faciale des futurs smartphones devrait accroître.
Principe des capteurs ToF
Le principe des capteurs ToF est relativement simple. Tout d’abord, une diode laser dans le capteur projette des rayons infrarouges proches modulés ou une autre lumière. Les rayons infrarouges proches qui touchent l’objet et qui sont réfléchis reviennent vers l’élément récepteur de lumière du capteur. La différence de phase entre les rayons infrarouges émis et réfléchis est ensuite convertie en différence de temps. Elle est ensuite multipliée par la vitesse de la lumière émise pour déterminer la distance.
Outre la mesure de la différence de phase, la différence de temps peut également être mesurée directement. Le capteur ToF est supérieur aux autres capteurs car il assure une précision de détection constante quelle que soit la distance. Il peut également fonctionner avec une bonne précision de profondeur même dans les environnements sombres.
La lumière infrarouge ou proche de l’infrarouge est souvent utilisée pour les lasers, mais cela dépend du capteur. De plus, certaines longueurs d’onde sont nocives pour l’œil humain, il faut donc faire attention en fonction de l’utilisation.
Pour les lasers infrarouges ou proches de l’infrarouge, le point de mesure ne peut pas être confirmé visuellement. Une lunette séparée ou un laser de guidage sont alors nécessaires pour vérifier si le laser irradie bien l’objet.
Types de capteurs ToF
Il existe deux types de capteurs ToF : les capteurs 1DToF et les capteurs 3DToF.
1. Capteurs 1DToF
Les capteurs 1DToF mesurent la distance entre le capteur et un point spécifique. Ils sont utilisés dans les capteurs de mouvement et de niveau pour mesurer les quantités de liquide ainsi que de poudre.
2. Capteurs 3DToF
Les capteurs 3DToF peuvent acquérir des informations sur la distance sous la forme d’image, comme une caméra. Ils mesurent la distance entre les objets dans l’ensemble de l’espace.
Autres informations sur les capteurs ToF
Avantages des capteurs ToF
1. Possibilité d’installation à longue distance
Les capteurs ToF peuvent être installés à une certaine distance de l’objet, car ils sont capables de détecter avec une grande précision même à longue distance. Ils peuvent même être installés dans des positions qui évitent les lignes de mouvement des personnes et des robots. Les objets de grande taille, tels que les voitures, peuvent être positionnés dans plusieurs directions en installant plusieurs de ces capteurs.
2. Grande liberté d’installation
Le capteur lui-même est compact et peut être installé dans un espace réduit. La direction d’irradiation peut également être choisie librement, par exemple verticalement, horizontalement ou en diagonale.
3. Indépendamment de l’état de surface de l’objet
Le capteur ToF échantillonne à grande vitesse et effectue un traitement de moyenne. De ce fait, il est capable de détecter de manière stable des objets de n’importe quelle couleur, matériau, même si la quantité de lumière reçue est insuffisante.