一、 Wat is die tyd van vlugkamera's?

Tyd-van-vlug (TOF) kameras is 'n soort diepte-sensasie-tegnologie wat die afstand tussen die kamera en voorwerpe in die toneel meet deur die tyd wat dit neem om te lig na die voorwerpe en terug na die kamera te gebruik. Dit word gereeld gebruik in verskillende toepassings soos Augmented Reality, Robotics, 3D -skandering, gebaarherkenning en meer.

TOF -kamerasWerk deur 'n ligse sein uit te stuur, tipies infrarooi lig, en meet die tyd wat dit neem om die sein terug te keer nadat hy voorwerpe op die toneel geslaan het. Hierdie tydmeting word dan gebruik om die afstand na die voorwerpe te bereken, wat 'n dieptekaart of 'n 3D -voorstelling van die toneel skep.

Die tyd van vlugkameras

In vergelyking met ander diepte-sensasie-tegnologieë soos gestruktureerde lig- of stereo-visie, bied TOF-kameras verskeie voordele. Dit bied intydse diepte-inligting, het 'n relatiewe eenvoudige ontwerp en kan in verskillende beligtingsomstandighede werk. TOF -kameras is ook kompak en kan geïntegreer word in kleiner toestelle soos slimfone, tablette en draagbare toestelle.

Die toepassings van TOF -kameras is uiteenlopend. In 'n groter werklikheid kan TOF -kameras die diepte van voorwerpe akkuraat opspoor en die realisme van virtuele voorwerpe wat in die regte wêreld geplaas word, verbeter. In robotika stel hulle robotte in staat om hul omgewing waar te neem en struikelblokke meer effektief te navigeer. In 3D -skandering kan TOF -kameras die meetkunde van voorwerpe of omgewings vinnig vaslê vir verskillende doeleindes soos virtuele werklikheid, spel of 3D -drukwerk. Dit word ook gebruik in biometriese toepassings, soos gesigsherkenning of herkenning van die handgebaar.

二、Komponente van die tyd van vlugkameras

Tyd-van-vlug (TOF) kamerasBestaan ​​uit verskeie sleutelkomponente wat saamwerk om diepte -waarneming en afstandmeting moontlik te maak. Die spesifieke komponente kan afhang van die ontwerp en vervaardiger, maar hier is die fundamentele elemente wat tipies in TOF -kamerastelsels voorkom:

Ligbron:

TOF -kameras gebruik 'n ligbron om 'n ligsein uit te stuur, gewoonlik in die vorm van infrarooi (IR) lig. Afhangend van die ontwerp van die kamera, kan die ligbron 'n LED (lig-emitterende diode) of 'n laserdiode wees. Die vrygestelde lig reis na die voorwerpe op die toneel.

Optika:

'N Lens versamel die weerkaatsde lig en beelde die omgewing op die beeldsensor (fokusvlakskikking). 'N Optiese banddeurlaatfilter slaag slegs die lig met dieselfde golflengte as die verligtingseenheid. Dit help om nie-pertinente lig te onderdruk en geraas te verminder.

Beeldsensor:

Dit is die hart van die TOF -kamera. Elke pixel meet die tyd wat die lig geneem het om van die verligtingseenheid (laser of LED) na die voorwerp en terug na die fokusvlakreeks te reis.

Tydsberekeningstroombane:

Om die tyd-van-vlug akkuraat te meet, het die kamera presiese tydsberekening nodig. Hierdie stroombane beheer die uitstoot van die ligsein en bespeur die tyd wat dit neem om die lig na die voorwerpe te reis en na die kamera terug te keer. Dit sinchroniseer die emissie- en opsporingsprosesse om akkurate afstandmetings te verseker.

Modulasie:

SommigeTOF -kamerasInkorporeer modulasietegnieke om die akkuraatheid en robuustheid van afstandmetings te verbeter. Hierdie kameras moduleer die vrygestelde ligsein met 'n spesifieke patroon of frekwensie. Die modulasie help om die vrygestelde lig van ander ligte ligbronne te onderskei en verhoog die kamera se vermoë om tussen verskillende voorwerpe op die toneel te onderskei.

Diepte berekeningalgoritme:

Om die tyd-van-vlug-metings in diepte-inligting te omskep, gebruik TOF-kameras gesofistikeerde algoritmes. Hierdie algoritmes ontleed die tydsberekeningdata wat van die fotodetektor ontvang is en bereken die afstand tussen die kamera en die voorwerpe op die toneel. Die diepte -berekeningsalgoritmes behels dikwels kompensasie vir faktore soos ligte voortplantingsnelheid, sensorresponstyd en omgewingslig -inmenging.

Dieptedata -uitset:

Sodra die diepteberekening uitgevoer is, bied die TOF -kamera diepte -data -uitset. Hierdie uitset kan die vorm aanneem van 'n dieptekaart, 'n puntwolk of 'n 3D -voorstelling van die toneel. Die dieptedata kan deur toepassings en stelsels gebruik word om verskillende funksies soos voorwerpopsporing, 'n vergrote werklikheid of robotnavigasie moontlik te maak.

Dit is belangrik om daarop te let dat die spesifieke implementering en komponente van TOF -kameras in verskillende vervaardigers en modelle kan wissel. Die vooruitgang in tegnologie kan addisionele funksies en verbeterings bied om die werkverrigting en vermoëns van TOF -kamerastelsels te verbeter.

三、 Aansoeke

Motoraansoeke

Tyd-van-vlug-kamerasword gebruik in hulp- en veiligheidsfunksies vir gevorderde motoraansoeke, soos aktiewe voetgangersveiligheid, opsporing van vooropsporing en binnenshuise toepassings soos Oop-of-Position (OOP) opsporing.

Die toepassing van TOF -kameras

Menslike masjien koppelvlakke en speletjies

As Tyd-van-vlug-kamerasVoorsien afstandbeelde in reële tyd, dit is maklik om bewegings van mense op te spoor. Dit laat nuwe interaksies met verbruikerstoestelle soos televisies toe. 'N Ander onderwerp is om hierdie tipe kameras te gebruik om met speletjies op videospeletjie-konsoles te kommunikeer. Die tweede generasie Kinect-sensor wat oorspronklik by die Xbox One-konsole opgeneem is Toepassings met behulp van rekenaarvisie en gebaarherkenningstegnieke.

Creative en Intel bied ook 'n soortgelyke tipe interaktiewe gebaar-tyd-van-vlugkamera vir spel, die Senz3D gebaseer op die DepthSense 325-kamera van Softkinetic. Infineon- en PMD-tegnologieë maak klein geïntegreerde 3D-diepte-kameras moontlik vir gebaarbeheer van nabygeleë gebaar van verbruikerstoestelle soos alles-in-een-rekenaars en skootrekenaars (Picco Flexx en Picco Monstar-kameras).

Die toepassing van TOF -kameras in speletjies

Slimfoonkameras

Verskeie slimfone sluit in kameras vir vlug. Dit word hoofsaaklik gebruik om die kwaliteit van foto's te verbeter deur die kamerasagteware inligting oor voorgrond en agtergrond te gee. Die eerste selfoon wat sulke tegnologie in diens geneem het, was die LG G3, wat vroeg in 2014 vrygestel is.

Die toepassing van TOF -kameras in selfone

Meting en masjienvisie

Ander toepassings is metingstake, byvoorbeeld vir die vulhoogte in silo's. In industriële masjienvisie help die kamera-van-vlug-kamera om voorwerpe te klassifiseer en op te spoor vir gebruik deur robotte, soos items wat op 'n vervoerband verbygaan. Deurkontroles kan maklik onderskei tussen diere en mense wat die deur bereik.

Robotika

'N Ander gebruik van hierdie kameras is die veld van robotika: mobiele robotte kan baie vinnig 'n kaart van hul omgewing opbou, wat hulle in staat stel om hindernisse te vermy of 'n toonaangewende persoon te volg. Aangesien die afstandberekening eenvoudig is, word slegs min berekeningskrag gebruik. Aangesien hierdie kameras ook gebruik kan word om afstand te meet, is dit bekend dat spanne vir eerste robotika -kompetisie die toestelle vir outonome roetines gebruik.

Aarde topografie

TOF -kamerasis gebruik om digitale hoogtemodelle van die aardoppervlaktopografie te verkry vir studies in geomorfologie.

Die toepassing van TOF -kameras in geomorfologie