機器人和機器視覺設備使用各種反饋機制來確保準確性。可以通過多種方式以相當高的精度辨別 3-D 空間。到目前為止，光學、聲波和機械視覺和傳感技術已經取得了足夠的成功。更苛刻的要求迫使我們削尖我們已經很鋒利的鉛筆。下一代基于視覺的設計以更精確的深度和體積感測為中心，精度更高。

常識

到目前為止使用的技術都可以解決手頭的問題。成本最低的機械深度或表面傳感器可以像彈簧式線性微調電位器或限位開關一樣簡單。

在精度方面，聲波和光學技術已被證明更加堅決，無需移動部件。光學距離傳感用于簡單的接近檢測和更精確的測距。從不到 1 毫米到 8 米的接近度可以被識別為指示目標存在或不存在的數字通過/不通過信號。

得益于低成本、高分辨率的現代相機，視頻技術一直處于距離和體積測量的前沿。下一代設計和要求推動設備制造商提供高性能解決方案。

更多需要更多選擇

除了需要更高精度的機器外，大流行后的世界還需要檢測給定位置的人員和占用人數。人與人之間的間距是一項相對較新的要求，許多人必須遵守這一要求。需要注意的類似情況是癡呆癥。在輔助生活設施中，包羅萬象的計算機系統跟蹤游蕩患者位置的能力至關重要。

工業和工廠應用也可以利用更強大、更準確的距離和體積測量子系統。隨著更先進的制造技術的進步和融合，精度、位置、方向、速度和深度的反饋對于下一代制造機器變得至關重要。例如，銑床依靠精密的電機和齒輪組件來正確定位切割頭和磨頭。太深，切割頭會折斷。太淺，留下的材料太多。即使校準關閉，這些機器也會通過準確的距離感應擊中正確的位置。閉環反饋產生更好的結果。CNC 機器、3D 打印機和激光/等離子切割和焊接機也受益于更高的閉環反饋精度。

最新創新

Analog Devices 預計許多應用對體積感測和測量的需求會不斷增長。AD-FXTOF1-EBZ是一款專用模塊化視頻引擎，內置嵌入式飛行時間 (ToF) 距離測量（圖 1）。

圖 1：模塊化 3-D 傳感開發套件支持從體積測量到占用和活動檢測的各種應用。（來源：Analog Devices）

每秒 30 幀的 640x480 VGA 分辨率允許作為外設功能輕松集成到主機應用程序監控器。它具有雙通道移動行業處理器接口 (MIPI)，可以使用 25 針或 15 針柔性電纜連接到轉接板。

940nm 紅外激光器是一種人眼安全的垂直腔面發射激光器 (VCSEL)，它通過消除直角發射器配置來降低制造成本。它還吹捧其在強光條件下運行的能力，這在一定程度上要歸功于光學 940nm 帶通濾波器。這有助于阻止來自外部來源的噪音和干擾。蝙蝠翼式漫射器用于為接收鏡頭提供精確的 87 度 x 67 度視野。

在性能方面，視頻深度探測器有兩個可設置的范圍。20 厘米到 180 厘米范圍和 50 厘米到 300 厘米范圍保持 2% 的精度。它將需要額定溫度為 -20oC 至 +75oC 的 5V 2A 電源，這使其在環境方面有些堅固耐用。

SDK 開發工具包樣式的接口允許它連接到主機微處理器、微控制器或單板計算機，如 Raspberry Pi 或 Nvidia（圖 2）。SDK 還提供 OpenCV、Open C/C++、Python ?、MATLAB ?、Open3D 和 RoS 包裝器，以便開發人員可以使用它們來簡化應用程序開發。連接選項包括 USB、以太網或 Wi-Fi，并且提供參考設計和材料清單。

圖 2：實際的相機和鏡頭 RFPC 板和圖像處理 AFE 板使用 IIC 接口進行控制和配置。操作 GPIO 和 MIPI 接口允許實時控制和數據訪問。（來源：Analog Devices）

結論

對快速而準確的圖像和距離感測的需求使設計人員能夠創建下一代傳感器、機器人、車輛和安全系統。Analog Devices 的 AD-FXTOF1-EBZ 可讓您快速輕松地測試水質。隨著該技術在不同的家庭和工業應用中得到采用，預計該技術的未來版本將具有更高的分辨率、更快的幀速率和更遠的距離。

“完成電氣工程學業后，Jon Gabay 曾在國防、商業、工業、消費者、能源和醫療公司擔任設計工程師、固件編碼員、系統設計師、研究科學家和產品開發人員。作為一名替代能源研究人員和發明家，他從創立并經營 Dedicated Devices Corp. 到 2004 年一直從事自動化技術工作。從那時起，他一直在為下一代工程師進行研發、撰寫文章和開發技術和學生。

審核編輯黃宇