¿Qué es el tiempo de vuelo 3D?
La mayoría de los sensores de medición están diseñados para buscar un objeto en un punto concreto dentro de un área estrecha. Sin embargo, hay algunas aplicaciones que requieren buscar objetos en un área mayor, como detectar si un carro de transporte está lleno de paquetes de formas diversas y necesita ser sustituido, o medir las alturas de los artículos en todo un palé para garantizar una carga o descarga uniforme. En situaciones como ésta, una solución más eficaz que un sensor de un solo punto es medir todo el espacio con un sensor 3D de tiempo de vuelo (ToF).
Alex Novak, director global de productos de sensores en Banner Engineering, explica que "el tiempo de vuelo 3D es un tipo de medición óptica. Realiza una cuadrícula de puntos de distancia para crear una nube de puntos 3D de información, que luego se utiliza para comprender diferentes cosas sobre el objetivo. Estos datos pueden utilizarse para realizar cálculos, como el volumen de varios artículos en un contenedor. Se pueden notificar aspectos específicos del área de visión, como la mayor altura de pico que puede ver un sensor".
Cómo funciona el tiempo de vuelo 3D
El funcionamiento inicial de un sensor 3D ToF es bastante sencillo: la luz se emite desde el sensor, rebota en el objetivo y vuelve a un generador de imágenes de varios píxeles.
La siguiente parte es un poco más compleja. A medida que la luz vuelve al sensor, cada píxel individual informará de un punto de medición de distancia diferente porque está recibiendo su propia parte de la luz emitida. La información sobre la distancia de cada píxel se determina midiendo el tiempo de ida y vuelta desde la emisión de luz hasta la recepción en cada píxel. Cuando se combina la información de distancia de cada píxel, el sensor puede crear una imagen totalmente tridimensional de lo que ve.
Diferencias entre el tiempo de vuelo 3D y otras tecnologías de sensores
La mayoría de las demás tecnologías de sensores ópticos miden una única señal que vuelve de un único punto de pequeño diámetro. Al medir sólo un área muy pequeña, estos sensores tienen dificultades para reconocer picos y valles entre las alturas de los materiales que se miden. Novak afirma que un sensor 3D ToF, por el contrario, "combina una fuente emisora de luz con un tipo especial de generador de imágenes y realiza muchas mediciones de distancia a la vez, lo que permite construir e interpretar una imagen 3D con un solo evento de emisión de luz". En otras palabras, un dispositivo 3D ToF recopila datos de numerosos puntos simultáneamente en un área amplia, mientras que otros sensores capturan datos de medición de pequeños puntos específicos.
Por qué el tiempo de vuelo 3D es la mejor opción para algunas aplicaciones
Cuando se utiliza la ToF 3D, el usuario recibe mucha más información que con los sensores de un solo punto. "Estos datos adicionales permiten al usuario tomar decisiones más informadas sobre su aplicación", dice Novak. "Puede proporcionar información que de otro modo sería muy difícil de recopilar, como el seguimiento del volumen ocupado en un espacio vacío frente a un único punto de medición de la altura".
Por ejemplo, un sensor 3D ToF puede detectar con facilidad y precisión las desviaciones entre los carros de envío y los palés antes mencionados. En los carros se forman picos, valles y huecos variables por el envío de paquetes de diversas formas, tamaños y orientaciones. Un sensor 3D ToF detecta los contornos impredecibles y siempre cambiantes de los paquetes recogidos a medida que se apilan, independientemente de su tamaño, ángulo o posición. Del mismo modo, la parte superior de una carga de palés puede controlarse fácilmente para ver si los artículos alcanzan una determinada altura de apilamiento, independientemente de dónde estén colocados. Los operarios pueden recibir notificaciones cuando se alcanzan los niveles de llenado y las alturas máximas en cualquier punto de toda una zona, algo que un sensor de un solo punto no podría captar.
Cuando se necesitan mediciones precisas de la altura en un área amplia, la tecnología de tiempo de vuelo en 3D puede resolver muchas aplicaciones difíciles en las que otras tecnologías darían una imagen incompleta.
