Riadiaca jednotka ToF kamery

Abstract

Kamery založené na technológii Time-of-Flight (ToF) ponúkajú cenovo dostupné a výpočetne nenáročné riešenie snímania trojrozmerného priestoru v reálnom čase. Prvá časť tejto diplomovej práce si kladie za cieľ oboznámiť čitateľa so základným princípom tejto technológie a jej aktuálnymi možnosťami. Na základe prieskumu dostupných ToF kamier a snímačov je navrhnutý koncept vlastného riešenia konštrukcie riadiacej jednotky pre vybraný ToF snímač OPT8241 od firmy Texas Instruments. Jadrom riadiacej jednotky je programovateľné hradlové pole v kombinácii s dvojjadrovým procesorom ARM - Cyclone V. Ďalšia časť tejto práce sa venuje hardvéru riadiacej jednotky, od schematického návrhu až po dizajn DPS. Výsledkom je funkčný prototyp kamery typu Time-of-Flight, určený pre zdokonaľovanie tejto technológie skúmaním nových riadiacich a filtračných algoritmov.

Cameras based on Time-of-Flight (ToF) principle offer cost-effective solution for real-time 3-D imaging using only a low computing power. The first part of this diploma thesis aims at informing the reader about the basic principle of this technology and its current possibilities. The concept of a custom control unit for the selected TOF sensor OPT8241 by Texas Instruments is designed based on a research of available ToF cameras and sensors. The hearth of the control unit is a FPGA combined with dual-core ARM processor - Cyclone V. Another part of this work is focused on the hardware of the control unit from the schematic design to the design of the PCB. The result is a functional prototype of the Time-of-Flight camera designed with a view to improve this technology by offering a device for testing new control and filtering algorithms.