單邊安全光柵的漫反射 TOF 原理

在自動(dòng)化車(chē)間里逛一圈，你會(huì)發(fā)現(xiàn)單邊安全光柵特別機(jī)靈 —— 不僅能知道有沒(méi)有東西靠近，還能大概算出離多遠(yuǎn)。這并非什么難以理解的神秘現(xiàn)象，全靠一個(gè)叫 “漫反射 TOF” 的技術(shù)在發(fā)揮作用。不少人一聽(tīng) “TOF” 就頭大，其實(shí)用平時(shí)常見(jiàn)的事兒打比方，很快就能明白。 

一、TOF 原理其實(shí)很生活化

TOF 說(shuō)全稱(chēng)可能有點(diǎn)繞 ——Time of Flight，翻譯過(guò)來(lái)就是 “飛行時(shí)間”。單邊安全光柵用的漫反射 TOF 原理，跟咱們?cè)谏焦壤锖耙宦暵?tīng)回聲差不多。

光柵上的發(fā)射器會(huì)發(fā)出一種特殊的光，這光碰到東西就會(huì)散開(kāi)來(lái)往回跑，最后被接收器接住。光柵就偷偷記著光從出去到回來(lái)花了多少時(shí)間，再根據(jù)光跑的速度（這速度快得很，每秒能繞地球七圈半），一算就知道東西離自己有多遠(yuǎn)了。

這種法子可比老款的 “看光強(qiáng)” 靠譜多了。以前的光柵只能判斷 “有” 還是 “沒(méi)有”，現(xiàn)在用 TOF 原理的，連 “多遠(yuǎn)” 都能說(shuō)清楚，在車(chē)間里處理復(fù)雜情況時(shí)就靈活多了。

二、漫反射 TOF 的工作步驟

單邊安全光柵靠漫反射 TOF 工作時(shí)，步驟簡(jiǎn)單得像發(fā)快遞，分三步走就完事兒。

1. 發(fā)出帶 “身份證” 的光

發(fā)射器發(fā)的光可不是隨便亂閃的，是經(jīng)過(guò)特殊處理的 —— 比如按一定規(guī)律閃的紅外光，就像給光加了個(gè) “身份證”。這樣一來(lái)，車(chē)間里的燈光、陽(yáng)光再?gòu)?qiáng)，也不會(huì)跟它搞混，接收器一眼就能認(rèn)出自己家的光。

2. 光碰到東西會(huì) “散開(kāi)跑”

光跑出去碰到物體后，不會(huì)像鏡子反光那樣直來(lái)直去，而是向四面八方散開(kāi) —— 這就是 “漫反射”。物體表面越粗糙，光散得越開(kāi)，接收器就越容易接到信號(hào)。比如檢測(cè)粗糙的木頭塊，比檢測(cè)光滑的玻璃片更穩(wěn)當(dāng)。

3. 算距離就像算快遞時(shí)效

接收器接到反射回來(lái)的光，就會(huì)對(duì)比光發(fā)出去和收回來(lái)的時(shí)間差，再用這個(gè)時(shí)間差算出光跑了多遠(yuǎn)。內(nèi)置的小芯片算得可快了，眨眼間就能出結(jié)果，然后告訴設(shè)備：“那邊有東西，離著不遠(yuǎn)，該減速了?！?/p>

三、TOF 原理比傳統(tǒng)方法好在哪兒

跟車(chē)間里以前用的檢測(cè)方法比，漫反射 TOF 原理有三個(gè)明顯的好處，讓光柵干活更得力。

就拿五金車(chē)間來(lái)說(shuō)，一會(huì)兒檢測(cè)亮堂堂的金屬零件，一會(huì)兒又要盯著黑乎乎的橡膠墊，用 TOF 原理的光柵就不會(huì)偏心，倆都能管好。要是在窗邊的車(chē)間，太陽(yáng)曬進(jìn)來(lái)的時(shí)候，老款光柵可能就亂報(bào)警，TOF 原理的因?yàn)檎J(rèn)得出自己的光，該干啥還干啥，穩(wěn)得很。

四、實(shí)際用起來(lái)優(yōu)勢(shì)特別明顯

1. 倉(cāng)庫(kù)里的 AGV 小車(chē)全靠它

物流倉(cāng)庫(kù)里的 AGV 小車(chē)在貨架中間穿梭時(shí)，最怕撞上去。用 TOF 原理的單邊光柵，小車(chē)就能提前反應(yīng)：老遠(yuǎn)看到貨架，就慢慢減速；離近了確認(rèn)有東西，趕緊停下。不像以前的光柵，要么沒(méi)反應(yīng)，要么一有東西就急剎車(chē)，現(xiàn)在靈活多了。

2. 沖壓車(chē)間防護(hù)更靠譜

沖壓機(jī)干活的時(shí)候，得防著人手靠近。TOF 原理的光柵能分檔提醒：離得遠(yuǎn)的時(shí)候，先亮個(gè)燈提醒；離近點(diǎn)了，就發(fā)出警告；真快碰到了，立馬讓機(jī)器停下。比以前那種 “只要有東西靠近就停機(jī)” 的老辦法，既安全又不耽誤干活。

3. 粉塵多的車(chē)間也能穩(wěn)住

在水泥廠、木工車(chē)間這種粉塵大的地方，老款光柵的光容易被粉塵擋著，經(jīng)常漏檢。TOF 原理的光柵靠算時(shí)間測(cè)距離，只要能收到一點(diǎn)反射光，就能算出距離，就算粉塵多，也不容易出岔子。

五、用 TOF 光柵的幾個(gè)小竅門(mén)

雖然 TOF 原理挺厲害，但用的時(shí)候不注意，也可能掉鏈子。

1. 鏡頭得擦干凈

發(fā)射器和接收器的鏡頭要是沾了油污、粉塵，光就被擋住了，跟快遞盒上的條形碼被弄臟了掃不出來(lái)一樣。平時(shí)沒(méi)事就用干凈的布擦擦，別讓臟東西擋道。

2. 安裝別太歪

光柵得對(duì)著東西可能過(guò)來(lái)的方向裝，要是歪得太厲害，光反射回來(lái)的路就被擋住了，跟快遞寄錯(cuò)地址收不到一樣。一般來(lái)說(shuō)，光柵和物體正對(duì)方向的夾角別超過(guò) 30 度，就沒(méi)啥大問(wèn)題。

3. 別超它的 “能力范圍”

雖然 TOF 原理能測(cè)的距離挺遠(yuǎn)，但每個(gè)光柵都有自己的最大范圍，超過(guò)這個(gè)范圍，再亮的東西也測(cè)不到。選的時(shí)候最好比實(shí)際需要的距離多留點(diǎn)富余量，免得不夠用。

六、說(shuō)到底就這么回事

單邊安全光柵的漫反射 TOF 原理，說(shuō)破了就是 “靠光的飛行時(shí)間算距離”，簡(jiǎn)單又實(shí)在。有了這個(gè)技術(shù)，光柵從只會(huì) “看有無(wú)”，變成了能 “看遠(yuǎn)近”，在物流、制造、倉(cāng)儲(chǔ)這些地方用處可大了。

安協(xié)科技做的單邊安全光柵，就用了這種 TOF 原理，在不少車(chē)間里試過(guò)，抗干擾、穩(wěn)定性都挺讓人放心。要是你想知道哪種 TOF 光柵適合自家車(chē)間，或者想了解更多用法，可以上官網(wǎng) www.yrgdgs.com看看，會(huì)有專(zhuān)門(mén)的技術(shù)人員給你講明白。