1. Wat is 'n tyd-van-vlug (TOF) sensor?

Wat is 'n kamera vir vlug? Is dit die kamera wat die vlug van die vliegtuig vasvang? Het dit iets met vliegtuie of vliegtuie te doen? Wel, dit is eintlik 'n lang pad!

TOF is 'n maatstaf van die tyd wat dit neem voordat 'n voorwerp, deeltjie of golf 'n afstand beweeg. Het u geweet dat 'n vlermuis se sonarstelsel werk? Die tyd-van-vlug-stelsel is soortgelyk!

Daar is baie soorte tyd-van-vlug-sensors, maar die meeste is kameras en laserskandeerders, wat 'n tegnologie genaamd LiDAR (ligopsporing en wissel) gebruik om die diepte van verskillende punte in 'n beeld te meet deur dit te laat skyn met infrarooi lig.

Data wat met TOF -sensors gegenereer en vasgelê is, is baie nuttig, aangesien dit voetgangeropsporing, gebruikersverifikasie kan bied op grond van gesigsfunksies, omgewingskartering met behulp van SLAM (gelyktydige lokalisering en kartering) algoritmes, en meer.

Hierdie stelsel word eintlik wyd gebruik in robotte, selfbestuurende motors en selfs nou op u mobiele toestel. Byvoorbeeld, as u Huawei P30 Pro, Oppo RX17 Pro, LG G8 Thinq, ens. Gebruik, het u foon 'n TOF -kamera!

'N TOF -kamera

2. Hoe werk die tyd-van-vlug-sensor?

Nou wil ons 'n kort inleiding gee van wat 'n tyd-van-vlug-sensor is en hoe dit werk.

TofSensors gebruik klein lasers om infrarooi lig uit te stuur, waar die gevolglike lig van enige voorwerp af bons en na die sensor terugkeer. Op grond van die tydsverskil tussen die emissie van lig en die terugkeer na die sensor nadat dit deur die voorwerp weerkaats word, kan die sensor die afstand tussen die voorwerp en die sensor meet.

Vandag sal ons twee maniere ondersoek hoe TOF reistyd gebruik om afstand en diepte te bepaal: die gebruik van tydpulse en die gebruik van faseverskuiwing van amplitude -gemoduleerde golwe.

Gebruik tydpulse

Dit werk byvoorbeeld deur 'n teiken met 'n laser te verlig, dan die weerkaatsde lig met 'n skandeerder te meet en dan die ligspoed te gebruik om die afstand van die voorwerp te ekstrapoleer om die afstand wat afgelê is, presies te bereken. Daarbenewens word die verskil in laseropbrengstyd en golflengte dan gebruik om 'n akkurate digitale 3D -voorstelling en oppervlakfunksies van die teiken te maak, en die individuele kenmerke visueel te karteer.

Soos u hierbo kan sien, word laserlig uitgevuur en dan die voorwerp terug na die sensor terugspring. Met die laser -terugkeertyd kan TOF -kameras akkurate afstande in 'n kort tydjie meet, gegewe die snelheid van ligte reis. (TOF omskakel na afstand) Dit is die formule wat 'n ontleder gebruik om op die presiese afstand van 'n voorwerp te kom:

(Snelheid van die ligte X -tyd van vlug) / 2

TOF bekeerling na afstand

Soos u kan sien, sal die timer begin terwyl die lig af is, en wanneer die ontvanger die retoerlig ontvang, sal die timer die tyd teruggee. As u twee keer aftrek, word die 'tyd van vlug' van lig verkry, en die snelheid van die lig is konstant, dus kan afstand maklik bereken word met behulp van die formule hierbo. Op hierdie manier kan alle punte op die oppervlak van die voorwerp bepaal word.

Gebruik die faseverskuiwing van die AM -golf

Volgende, dieTofKan ook deurlopende golwe gebruik om die faseverskuiwing van die weerkaatsde lig op te spoor om diepte en afstand te bepaal.

Fase -verskuiwing met behulp van Am Wave

Deur die amplitude te moduleer, skep dit 'n sinusvormige ligbron met 'n bekende frekwensie, waardeur die detektor die faseverskuiwing van die weerkaatsde lig kan bepaal met behulp van die volgende formule:

Waar C die snelheid van die lig is (C = 3 × 10^8 m/s), is λ 'n golflengte (λ = 15 m), en F is die frekwensie, elke punt op die sensor kan maklik in diepte bereken word.

Al hierdie dinge gebeur baie vinnig terwyl ons vinnig werk. Kan u u die akkuraatheid en spoed voorstel waarmee sensors kan meet? Laat ek 'n voorbeeld gee: ligte reis met 'n snelheid van 300,000 kilometer per sekonde, as 'n voorwerp 5 m van u af is, is die tydsverskil tussen die lig wat die kamera verlaat en terugkeer ongeveer 33 nanosekondes, wat slegs gelykstaande is aan 0.000000033 sekondes! Sjoe! Om nie te praat nie, die vasgelegde data sal u 'n akkurate 3D -digitale voorstelling vir elke pixel in die beeld gee.

Ongeag die beginsel wat gebruik is, en die verskaffing van 'n ligbron wat die hele toneel verlig, laat die sensor die diepte van alle punte bepaal. So 'n resultaat gee u 'n afstandskaart waar elke pixel die afstand na die ooreenstemmende punt in die toneel kodeer. Die volgende is 'n voorbeeld van 'n TOF -reeksgrafiek:

'N Voorbeeld van 'n TOF -reeksgrafiek

Noudat ons weet dat TOF werk, waarom is dit goed? Waarom dit gebruik? Waarvoor is hulle goed? Moenie bekommerd wees nie, daar is baie voordele verbonde aan die gebruik van 'n TOF -sensor, maar daar is natuurlik 'n paar beperkings.

3. Die voordele van die gebruik van tyd-van-vlug-sensors

Akkurate en vinnige meting

In vergelyking met ander afstandsensors soos ultraklank of lasers, kan die tyd-van-vlug-sensors baie vinnig 'n 3D-beeld van 'n toneel saamstel. Byvoorbeeld, 'n TOF -kamera kan dit net een keer doen. Nie net dit nie, die TOF -sensor kan voorwerpe binne 'n kort tyd akkuraat opspoor en word nie beïnvloed deur humiditeit, lugdruk en temperatuur nie, wat dit geskik maak vir binne- en buite -gebruik.

lang afstand

Aangesien TOF -sensors lasers gebruik, is hulle ook in staat om lang afstande en reekse met 'n hoë akkuraatheid te meet. TOF -sensors is buigsaam omdat hulle in staat is om naby en ver voorwerpe van alle vorms en groottes op te spoor.

Dit is ook buigsaam in die sin dat u die optika van die stelsel kan aanpas vir optimale werkverrigting, waar u die sender- en ontvangerstipes en lense kan kies om die gewenste gesigsveld te kry.

Veiligheid

Bekommerd dat die laser van dieTofSensor sal jou oë seermaak? Moenie bekommerd wees nie! Baie TOF-sensors gebruik nou 'n lae-krag infrarooi laser as die ligbron en dryf dit met gemoduleerde pulse. Die sensor voldoen aan klas 1 laserveiligheidstandaarde om te verseker dat dit veilig is vir die menslike oog.

koste -effektief

In vergelyking met ander 3D -diepte -skanderingstegnologieë soos gestruktureerde ligkamera -stelsels of laserafstandsmense, is TOF -sensors baie goedkoper in vergelyking daarmee.

Ondanks al hierdie beperkings, is TOF steeds baie betroubaar en 'n baie vinnige metode om 3D -inligting vas te lê.

4. Beperkings van TOF

Alhoewel TOF baie voordele inhou, hou dit ook beperkings in. Sommige van die beperkings van TOF sluit in:

• Verspreide lig

As baie helder oppervlaktes baie naby aan u TOF -sensor is, kan hulle te veel lig in u ontvanger versprei en artefakte en ongewenste weerkaatsings skep, aangesien u TOF -sensor slegs die lig hoef te weerspieël sodra die meting gereed is.

• Meerdere refleksies

As u TOF -sensors op hoeke en konkawe vorms gebruik, kan dit ongewenste weerkaatsings veroorsaak, aangesien die lig verskeie kere kan bons en die meting verdraai.

• Omringende lig

Die gebruik van die TOF -kamera in die buitelug in helder sonlig kan dit moeilik maak om buite te gebruik. Dit is te danke aan die hoë intensiteit van die sonlig wat veroorsaak dat die sensorpixels vinnig versadig, wat dit onmoontlik maak om die werklike lig wat van die voorwerp weerspieël word, op te spoor.

• Die gevolgtrekking

Tof sensors enTOF -lenskan in 'n verskeidenheid toepassings gebruik word. Van 3D-kartering, industriële outomatisering, hindernisopsporing, selfbestuurde motors, landbou, robotika, binnenshuise navigasie, gebaarherkenning, voorwerpskandering, metings, toesig tot 'n groter werklikheid! Die toepassings van TOF -tegnologie is eindeloos.

U kan ons kontak vir enige behoeftes van TOF -lense.

Chuang an Optoelectronics fokus op optiese lense met 'n hoë definisie om 'n perfekte visuele handelsmerk te skep

Chuang an Optoelectronics het nou 'n verskeidenheid vanTOF -lensesoos:

CH3651A F3.6MM F1.2 1/2 ″ IR850NM

CH3651b F3.6mm F1.2 1/2 ″ IR940NM

CH3652A F3.3MM F1.1 1/3 ″ IR850NM

CH3652B F3.3MM F1.1 1/3 ″ IR940NM

CH3653A F3.9MM F1.1 1/3 ″ IR850NM

CH3653b F3.9mm F1.1 1/3 ″ IR940NM

CH3654A F5.0mm F1.1 1/3 ″ IR850NM

CH3654B F5.0mm F1.1 1/3 ″ IR940NM