探索 DME 635-50º/17m 距离测量相机引擎的奥秘

在当今科技飞速发展的时代，3D 成像与距离测量技术在诸多领域展现出了巨大的应用潜力。今天，我们将深入剖析 ESPROS Photonics 公司推出的 DME 635-50º/17m 距离测量相机引擎，揭开其技术面纱。

文件下载：DME 635-002-50/17M/BP860NM.pdf

产品概述

DME 635 是一款独立的 3D-TOF（飞行时间）距离测量相机，分辨率为 160x60 像素（Half - QQVGA），具备宽广的视野（FOV：H50° x V19°）。它由 epc635 传感器板（含镜头系统）、LED 照明板和 BeagleBone Black 主机控制板组合而成。即使应用于移动设备，也只需少量额外组件，如外壳，即可完成集成。

主机控制板能让 epc635 在所有可用操作模式下运行，并通过 TCMI 通信读取距离值。它读取成像器数据，应用校准和补偿算法，再通过集成 API 将结果传输给外部计算机。同时，DME 635 也能作为独立传感器系统运行，用户可在 BeagleBone Black 板上下载并运行应用软件。

产品特性

高分辨率与广视野

160 x 60 像素的分辨率和 H50° x V19° 的宽广视野，使其在不同场景下都能清晰捕捉图像，为应用提供丰富的数据。

长距离测量

在白色目标上，测量范围可达 17 米，满足了许多实际应用对远距离测量的需求。

低功耗设计

光学前端的高灵敏度允许使用低功率照明子系统，显著降低了整个系统的功耗，这对于需要长时间运行的设备尤为重要。

高速接口

具备高速 USB 或 ETHERNET 接口，方便数据的快速传输，确保系统能够及时处理和分析数据。

稳定可靠

系统经过精心设计，具备良好的稳定性和鲁棒性，能够在各种环境下稳定工作。

丰富的软件支持

基于开源软硬件的全文档化 SDK，为开发者提供了便利，可轻松进行二次开发和定制应用。

应用领域

DME 635 的应用场景十分广泛，涵盖了人员检测与计数、包裹尺寸测量、机器安全、物体识别、自动门安全、人形机器人、直升机近地飞行辅助、人机界面、手势控制、身体尺寸测量以及一般体积映射等多个领域。

技术参数

推荐操作条件

• 电源电压：推荐 24V，范围在 21.6 - 26.4V 之间。
• 电源纹波：峰值不超过 0.25V。
• 工作电流：空闲时为 0.1A，灰度成像时为 0.1A（100fps），3D - TOF 成像时为 0.25A（100fps，tINT = 600µs）。
• 图像分辨率：160 x 60 像素。
• 视野：H50° x V19°（搭配 P/N 100 506 镜头）。
• 工作波长：850nm。
• 内部调制频率：软件可控，可选 0.675、1.25、2.5、5、10、20MHz。
• 外部调制输入：1 - 80MHz。
• 测量范围：0 - 17m，取决于积分时间和物体反射率。
• 距离输出字：12 位。
• 分辨率：在 10MHz 调制频率下为 0.5cm/LSB。
• 测量输出：在 10MHz 调制频率下，0 - 2000 LSB，对应 0 - 10m，测量结果与物体反射率有关。
• 校准距离：0.8m 时输出 900 LSB。
• 振幅：50 - 2000 LSB。
• 环境光抑制：最高可达 130,000 Lux（间接，取决于积分时间和物体距离）。
• 数据接口：USB 2.0 全速或以太网。
• 环境温度范围：0 - 60°C。

光学功率数据

• 峰值照明辐照度：在距离 DME 635 前表面 200mm 处，最大为 372W/m²。
• 平均照明辐照度：在距离 DME 635 前表面 200mm 处，典型值为 108W/m²。

距离测量时序

一次完整的测量周期需要获取四个差分相关样本（DCS），每次获取 DCS 后，需从 epc635 成像器读取图像数据。获取四个 DCS 后，在 BeagleBone Black 板上计算距离，并通过 API 输出点云图像。

绝对最大额定值

• ESD 等级：未分类，需采取必要的 ESD 防护措施。
• 存储温度范围：-40°C - +85°C。
• 相对湿度：15 - 95%（非冷凝）。

接口与指示灯

连接器

DME 635 配备了多种连接器，包括 24VDC / 2.5A 电源插孔、工业电源插孔、USB 微接口、以太网接口和 Micro SD 卡接口。使用时需注意，在未开启计算机和相机电源时，切勿连接 USB 电缆，以免损坏设备。

指示灯与复位按钮

• 状态指示灯：通过不同的闪烁和点亮状态，指示 DME 635 的启动、运行和错误状态。
• 监控指示灯：LED Cape 上的红色控制指示灯，可显示 LED 照明状态和积分周期。
• 复位按钮：BeagleBone 上的复位按钮可重置 DME 635；TOF cape 上的复位按钮仅重置 epc635 芯片，但可能导致与 BeagleBone 板失去同步，不建议使用。

机械与电气特性

机械特性

DME 635 由多个部件组成，包括 BeagleBone Black 板、LED cape、TOF cape、镜头、金属框架等。其金属框架提供了多种安装选项，可方便地将相机固定在不同的支撑物上。

电气电路

文档详细给出了 epc635 卡边连接器芯片载体、TOF cape、LED cape 的原理图、PCB 布局和引脚表，为工程师进行电路设计和调试提供了重要参考。

安装、维护与处置

安装与设置

DME 635 可通过 epc635 评估套件提供的 GUI 软件进行操作。安装时，需注意机械固定方式，避免直接在 PCB 上安装部件，以免损坏电路板。同时，按照快速启动指南进行设置，确保相机正常运行。

维护

设备组件无需定期维护，但每次使用前建议进行功能检查，包括检查传感器的安装位置和检测区域，以及清洁镜头以去除灰尘和污垢。

处置

应根据当地法规和法律，使用最新的电子组件回收技术进行处置。该套件的组件设计和制造符合 RoHS 法规，电子组件中虽可能存在危险材料痕迹，但含量不构成危害。

总结

DME 635-50º/17m 距离测量相机引擎凭借其高集成度、高性能和丰富的应用场景，为电子工程师在 3D 成像和距离测量领域提供了一个优秀的解决方案。在实际应用中，工程师们可以根据具体需求，充分发挥其特性，开发出更具创新性的产品。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？又有哪些独特的应用思路呢？欢迎在评论区分享交流。