O que é tempo de voo em 3D?
A maioria dos sensores de medição é projetada para procurar um objeto em um ponto específico dentro de uma área estreita. No entanto, há algumas aplicações que exigem a procura de objetos em uma área maior, como detectar quando um carrinho de transporte está cheio de pacotes de formatos diferentes e precisa ser substituído ou medir a altura dos itens em um palete inteiro para garantir o carregamento ou descarregamento uniforme. Em situações como essas, uma solução mais eficaz do que um sensor de ponto único é medir todo o espaço com um sensor de tempo de voo (ToF) 3D.
Alex Novak, gerente global de produtos para sensores da Banner Engineering, explica que "o tempo de voo 3D é um tipo de medição óptica. Ele cria uma grade de pontos de distância para criar uma nuvem de pontos 3D de informações, que é então usada para entender diferentes aspectos do alvo. Esses dados podem ser usados para realizar cálculos, como o volume de vários itens em um compartimento. Aspectos específicos da área de visualização podem ser relatados, como a maior altura de pico que um sensor pode ver."
Como funciona o tempo de voo 3D
A operação inicial de um sensor ToF 3D é bastante simples: a luz é emitida pelo sensor, ricocheteia no alvo e retorna a um gerador de imagens multipixel.
A próxima parte é um pouco mais complexa. À medida que a luz retorna ao sensor, cada pixel individual informará um ponto de medição de distância diferente, pois está recebendo sua própria parte da luz emitida. As informações de distância de cada pixel são determinadas pela medição do tempo de ida e volta da emissão de luz até a recepção em cada pixel. Quando as informações de distância de cada pixel são combinadas, o sensor pode criar uma imagem totalmente tridimensional do que está vendo.
Como o tempo de voo 3D difere de outras tecnologias de sensores
A maioria das outras tecnologias de sensores ópticos mede um sinal solitário que retorna de um único ponto de pequeno diâmetro. Por medirem apenas uma área muito pequena, esses sensores têm dificuldade em reconhecer picos e vales entre as alturas de material que estão sendo medidas. Novak diz que um sensor ToF 3D, por outro lado, "combina uma fonte emissora de luz com um tipo especial de gerador de imagens e faz muitas medições de distância de uma só vez, permitindo a construção e a interpretação de uma imagem 3D com um único evento de emissão de luz". Em outras palavras, um dispositivo ToF 3D coleta dados de vários pontos simultaneamente em uma área ampla, enquanto outros sensores capturam dados de medição de pequenos pontos específicos.
Por que a hora de voo 3D é a melhor opção para alguns aplicativos
Ao usar o ToF 3D, o usuário recebe muito mais informações do que os sensores de ponto único. "Esses dados adicionais permitem que o usuário tome decisões mais informadas sobre a aplicação", diz Novak. "Ele pode fornecer informações que, de outra forma, seriam muito difíceis de obter, como o rastreamento do volume ocupado em um espaço vazio, em vez de apenas um único ponto de medição de altura."
Por exemplo, um sensor ToF 3D pode detectar com facilidade e precisão as variações entre os carrinhos de transporte e os paletes mencionados acima. Nos carrinhos, vários picos, vales e espaços são formados por pacotes de transporte de várias formas, tamanhos e orientações. Um sensor ToF 3D detecta os contornos imprevisíveis e em constante mudança dos pacotes coletados à medida que eles se acumulam, independentemente de tamanhos, ângulos ou posições. Da mesma forma, a parte superior de uma carga de paletes pode ser facilmente monitorada quanto aos itens que atingem uma determinada altura de empilhamento, independentemente de onde os itens estejam posicionados. Os operadores podem ser notificados quando os níveis de enchimento e as alturas de pico são atingidos em qualquer lugar de uma área inteira, algo que um sensor de ponto único talvez não consiga detectar.
Quando são necessárias medições precisas de altura em uma área ampla, a tecnologia de tempo de voo 3D pode resolver muitas aplicações desafiadoras nas quais outras tecnologias forneceriam uma imagem incompleta.
