Qu'est-ce que le temps de vol 3D ?
La plupart des capteurs de mesure sont conçus pour rechercher un objet à un point particulier dans une zone étroite. Toutefois, certaines applications exigent de rechercher des objets dans une zone plus grande, par exemple la détection d'un chariot rempli d'emballages de différentes formes et nécessitant le remplacement ou la mesure de la hauteur des articles sur toute une palette pour garantir un chargement ou déchargement homogène. Dans de telles situations, une solution plus efficace qu'un capteur monopoint consiste à mesurer l'espace entier avec un capteur de temps de vol (ToF) 3D.
Alex Novak, directeur produit mondial des capteurs chez Banner Engineering, explique que « le temps de parcours 3D est un type de mesure optique. Il forme une grille de points de distance pour créer un nuage de points d'informations 3D, qui est ensuite utilisé pour comprendre différentes choses sur la cible. Ces données peuvent servir à effectuer des calculs, par exemple le volume de plusieurs éléments dans un casier. Il est possible de signaler des aspects spécifiques de la zone de vision, par exemple la plus grande hauteur de pic qu'un capteur puisse voir. »
Fonctionnement du temps de parcours 3D
Le fonctionnement initial d'un capteur ToF 3D est assez simple : la lumière est émise par le capteur, rebondit sur la cible et revient à un imageur multipixel.
La partie suivante est un peu plus complexe. Lorsque la lumière revient au capteur, chaque pixel individuel signale un point de mesure de distance différent parce qu'il reçoit sa propre lumière émise. Les informations de distance pour chaque pixel sont déterminées en mesurant le temps aller-retour entre l'émission lumineuse et la réception de chaque pixel. Lorsque les informations de distance de chaque pixel sont combinées, le capteur peut créer une image tridimensionnelle de ce qu'il voit.
Comment le temps de parcours en 3D diffère des autres technologies de détection
La plupart des autres technologies de détection optique mesurent un signal isolé renvoyé à partir d'un point unique de petit diamètre. En ne mesurant qu'une très petite surface, ces capteurs ont du mal à reconnaître les pics et les vallées parmi les hauteurs de matériau mesurées. Selon M. Novak, un capteur ToF 3D « combine une source d'émission lumineuse avec un type spécial d'imageur et effectue de nombreuses mesures de distance à la fois, ce qui permet de construire et d'interpréter une image 3D avec un seul événement d'émission lumineuse. » En d'autres termes, un dispositif ToF 3D collecte simultanément les données de nombreux points sur une large zone, tandis que d'autres capteurs capturent les données de mesure de petits points spécifiques.
Pourquoi le temps de parcours 3D est un meilleur choix pour certaines applications
Lorsque vous utilisez le ToF 3D, l'utilisateur reçoit beaucoup plus d'informations que les capteurs mono-faisceau. « Ces données supplémentaires permettent à l'utilisateur de prendre des décisions plus éclairées concernant son application », explique M. Novak. « Il peut fournir des informations qui seraient autrement très difficiles à rassembler, par exemple le suivi du volume prélevé dans un espace vide plutôt qu'un seul point de mesure de la hauteur. »
Par exemple, un capteur ToF 3D peut détecter facilement et avec précision les écarts entre les palettes et les chariots d'expédition susmentionnés. Dans les chariots, des pics, des vallées et des espaces variables sont formés par l'expédition de colis de formes, de tailles et d'orientations diverses. Un capteur ToF 3D détecte les contours imprévisibles et changeants des colis collectés lorsqu'ils s'accumulent, indépendamment de leur taille, angle ou position. De la même façon, il est possible de surveiller facilement le dessus d'une palette pour détecter des articles atteignant une certaine hauteur d'empilage, quel que soit l'emplacement des articles. Les opérateurs peuvent être avertis lorsque les niveaux de remplissage et les hauteurs maximales sont atteints n'importe où dans toute une zone, ce qu'un capteur monopoint ne peut pas détecter.
Lorsqu'il est nécessaire de mesurer précisément la hauteur dans une large zone, la technologie 3D de mesure du temps de parcours peut résoudre de nombreuses applications difficiles dans lesquelles d'autres technologies donneraient une image incomplète.