一、 Які час рэйсаў?

Камеры часу палёту (TOF)-гэта тып тэхналогіі датчыка глыбіні, якая вымярае адлегласць паміж камерай і аб'ектамі на сцэне, выкарыстоўваючы час, які патрабуецца для святла, каб паехаць да аб'ектаў і назад да камеры. Яны звычайна выкарыстоўваюцца ў розных дадатках, такіх як дапоўненая рэальнасць, робататэхніка, 3D -сканаванне, распазнаванне жэстаў і шмат іншага.

TOF камерыПрацуйце, выпраменьваючы лёгкі сігнал, звычайна інфрачырвонае святло, і вымяраючы час, які патрабуецца, каб сігнал адскокваў назад пасля ўдару аб'ектаў у сцэне. Затым вымярэнне гэтага часу выкарыстоўваецца для вылічэння адлегласці да аб'ектаў, ствараючы карту глыбіні альбо 3D -прадстаўленне сцэны.

Час рэйсаў

У параўнанні з іншымі тэхналогіямі, такія як структураванае святло або стэрэасістэма, камеры TOF прапануюць некалькі пераваг. Яны прадастаўляюць інфармацыю пра глыбіню ў рэжыме рэальнага часу, маюць адносна просты дызайн і могуць працаваць у розных умовах асвятлення. Камеры TOF таксама кампактныя і могуць быць інтэграваны ў больш дробныя прылады, такія як смартфоны, планшэты і носныя прылады.

Прымяненне камер TOF разнастайныя. У дапоўненай рэальнасці камеры TOF могуць дакладна выявіць глыбіню аб'ектаў і палепшыць рэалізм віртуальных аб'ектаў, размешчаных у рэальным свеце. У робататэхніцы яны дазваляюць робатам успрымаць сваё асяроддзе і больш эфектыўна перамяшчацца па перашкод. У 3D -сканаванні камеры TOF могуць хутка зафіксаваць геаметрыю аб'ектаў і асяроддзяў для розных мэтаў, такіх як віртуальная рэальнасць, гульні або 3D -друк. Яны таксама выкарыстоўваюцца ў біяметрычных прыкладаннях, такіх як распазнаванне асобы або распазнаванне жэстаў рук.

二、Кампаненты часу палётаў

Камеры часу палёту (TOF)складаюцца з некалькіх ключавых кампанентаў, якія працуюць разам, каб забяспечыць глыбокае зандзіраванне і вымярэнне адлегласці. Канкрэтныя кампаненты могуць мяняцца ў залежнасці ад дызайну і вытворцы, але вось асноўныя элементы, якія звычайна сустракаюцца ў сістэмах камер TOF:

Крыніца святла:

Камеры TOF выкарыстоўваюць крыніцу святла, каб выпраменьваць светлавы сігнал, як правіла, у выглядзе інфрачырвонага (ІЧ). Крыніца святла можа быць святлодыёдным (дыёдам, які выпраменьвае святло) або лазерным дыёдам, у залежнасці ад дызайну камеры. Выпушчанае святло рухаецца да прадметаў на сцэне.

Оптыка:

Аб'ектыў збірае адлюстраванае святло і выяўляе навакольнае асяроддзе да датчыка выявы (масіў фокуснай плоскасці). Аптычны фільтр-праход праходзіць толькі святло з той жа даўжынёй хвалі, што і блок асвятлення. Гэта дапамагае здушыць непатрэбнае святло і паменшыць шум.

Датчык выявы:

Гэта сэрца камеры TOF. Кожны піксель вымярае час, калі святло спатрэбілася, каб пераадолець ад блока асвятлення (лазер або святлодыёд) да аб'екта і назад да масіва очаговой плоскасці.

Тэрмінская схема:

Каб дакладна вымераць час палёту, камера патрабуе дакладнай схемы часу. Гэтая схема кантралюе выпраменьванне святла сігналу і выяўляе час, які патрабуецца, каб святло ездзіў да аб'ектаў і вяртаецца да камеры. Ён сінхранізуе працэсы выкідаў і выяўлення, каб забяспечыць дакладнае вымярэнне адлегласці.

Мадуляцыя:

НекаторыяTOF камерыУключыце метады мадуляцыі для павышэння дакладнасці і надзейнасці вымярэнняў адлегласці. Гэтыя камеры мадулююць выпраменьваны сігнал святла з пэўнай карцінай або частатой. Мадуляцыя дапамагае адрозніць выпраменьванае святло ад іншых крыніц навакольнага святла і павышае здольнасць камеры адрозніваць розныя аб'екты на сцэне.

Алгарытм разліку глыбіні:

Каб пераўтварыць вымярэнні часу палёту ў інфармацыю пра глыбіню, камеры TOF выкарыстоўваюць складаныя алгарытмы. Гэтыя алгарытмы аналізуюць дадзеныя тэрмінаў, атрыманых ад фотадэтэктара, і вылічыце адлегласць паміж камерай і аб'ектамі на сцэне. Алгарытмы разліку глыбіні часта ўключаюць кампенсацыю такіх фактараў, як хуткасць распаўсюджвання святла, час рэагавання датчыка і ўмяшанне навакольнага святла.

Вывад дадзеных глыбіні:

Пасля таго, як будзе выкананы разлік глыбіні, камера TOF забяспечвае выхад дадзеных глыбіні дадзеных. Гэты выхад можа прыняць форму карты глыбіні, кропкавага воблака або 3D -прадстаўлення сцэны. Дадзеныя аб глыбіні могуць быць выкарыстаны прыкладаннямі і сістэмамі, каб уключыць розныя функцыі, такія як адсочванне аб'ектаў, дапоўненая рэальнасць або робататэхнічная навігацыя.

Важна адзначыць, што канкрэтная рэалізацыя і кампаненты камер TOF могуць мяняцца ў розных вытворцаў і мадэлях. Паспяховасць у тэхналогіі можа ўводзіць дадатковыя функцыі і ўдасканаленні для павышэння прадукцыйнасці і магчымасцей сістэм камер TOF.

三、 Прыкладанні

Аўтамабільныя прыкладанні

Час палёту камерывыкарыстоўваюцца пры дапамозе і функцыях бяспекі для перадавых аўтамабільных прыкладанняў, такіх як актыўная бяспека пешаходаў, выяўленне прадухілення і ў памяшканні, такія як выяўленне Out-of Optone (OOP).

Прымяненне камер TOF

Інтэрфейсы і гульні чалавека-машыны

As Час палёту камерыЗабяспечце выявы адлегласці ў рэжыме рэальнага часу, лёгка адсочваць руху людзей. Гэта дазваляе новыя ўзаемадзеянні з спажывецкімі прыладамі, такімі як тэлевізары. Іншая тэма-выкарыстоўваць гэты тып камер для ўзаемадзеяння з гульнямі на кансолях відэагульняў. Датчык Kinect другога пакалення, першапачаткова ўключаны ў кансоль Xbox One Прыкладанні з выкарыстаннем камп'ютэрнага зроку і метадаў распазнання жэстаў.

Creative і Intel таксама забяспечваюць аналагічны тып інтэрактыўнай камеры часу палёту для гульняў, Senz3d на аснове Depthsense 325 камеры Softkinetic. Infineon і PMD Technologies забяспечваюць малюсенькія інтэграваныя 3D-камеры глыбіні для кантролю жэстаў блізкага ўзроўню ад спажывецкіх прылад, такіх як ПК у адным у адзін і ноўтбукі (Picco Flexx і Picco Monstar Camers).

Прымяненне камер TOF у гульнях

Камеры смартфона

Некалькі смартфонаў ўключаюць камеры часу. У асноўным яны выкарыстоўваюцца для паляпшэння якасці фатаграфій, даючы праграмнае забеспячэнне для камеры з інфармацыяй пра пярэдні план і фон. Першым мабільным тэлефонам, які выкарыстоўваецца такая тэхналогія, быў LG G3, апублікаваны ў пачатку 2014 года.

Прымяненне камер TOF у мабільных тэлефонах

Вымярэнне і машыннае зрок

Іншыя прыкладанні - гэта задачы па вымярэнні, напрыклад, для вышыні запаўнення ў бункерах. У прамысловым машынным бачанні камера часу палёту дапамагае класіфікаваць і знайсці аб'екты для выкарыстання робатамі, напрыклад, прадметы, якія праходзяць міма на канвеер. Кантроль за дзвярыма можа лёгка адрозніць жывёл і людзей, якія дасягаюць дзвярэй.

Робататэтыка

Яшчэ адно выкарыстанне гэтых камер - гэта поле робататэхнікі: мабільныя робаты могуць вельмі хутка стварыць карту свайго асяроддзя, што дазваляе ім пазбягаць перашкод альбо сачыць за вядучым чалавекам. Паколькі разлік адлегласці просты, выкарыстоўваецца толькі мала вылічальнай магутнасці. Паколькі гэтыя камеры таксама могуць быць выкарыстаны для вымярэння адлегласці, каманды для спаборніцтваў па першай робататэхніцы выкарыстоўваюць прылады для аўтаномных працэдур.

Зямная тапаграфія

TOF камерыбылі выкарыстаны для атрымання лічбавых мадэляў узвышэння зямной павярхоўнай тапаграфіі для даследаванняў у галіне геамарфалогіі.

Прымяненне камер TOF у геамарфалогіі