1. Што такое датчык часу палёту (TOF)?

Што такое камера часу палёту? Гэта камера, якая фіксуе палёт самалёта? Ці мае гэта нешта агульнае з самалётамі ці самалётамі? Ну, гэта на самай справе доўгі шлях!

TOF - гэта паказчык часу, які патрабуецца для аб'екта, часціцы ці хвалі для праезду на адлегласці. Ці ведаеце вы, што сонарная сістэма бітай працуе? Сістэма часу палёту падобная!

Існуе мноства відаў датчыкаў часу палёту, але большасць-камеры часу палёту і лазерныя сканеры, якія выкарыстоўваюць тэхналогію пад назвай Lidar (выяўленне святла і далёкасць) для вымярэння глыбіні розных кропак на малюнку, ззяючы яго з інфрачырвоным святлом.

Дадзеныя, згенераваныя і захопленыя з дапамогай датчыкаў TOF, вельмі карысныя, бо могуць забяспечыць выяўленне пешаходаў, аўтэнтыфікацыю карыстальнікаў на аснове асаблівасцей асобы, адлюстравання навакольнага асяроддзя з выкарыстаннем алгарытмаў SLAM (адначасовая лакалізацыя і адлюстраванне) і многае іншае.

Гэтая сістэма на самай справе шырока выкарыстоўваецца ў робатах, самастойна кіраванні аўтамабілямі і нават зараз вашым мабільным прыладай. Напрыклад, калі вы выкарыстоўваеце Huawei P30 Pro, Oppo RX17 Pro, LG G8 ThinQ і г.д., у вашага тэлефона ёсць камера TOF!

Камера TOF

2. Як працуе датчык часу палёту?

Цяпер мы хацелі б даць кароткае ўвядзенне таго, што такое датчык часу палёту і як ён працуе.

ДакладнаДатчыкі выкарыстоўваюць малюсенькія лазеры для выкіду інфрачырвонага святла, дзе атрыманае святло адскоквае ад любога аб'екта і вяртаецца да датчыка. Зыходзячы з розніцы ў часе паміж выпраменьваннем святла і вяртаннем да датчыка пасля адлюстравання аб'екта, датчык можа вымераць адлегласць паміж аб'ектам і датчыкам.

Сёння мы вывучым 2 спосабы таго, як TOF выкарыстоўвае час падарожжа для вызначэння адлегласці і глыбіні: выкарыстанне імпульсаў часу і выкарыстанне фазавага змены амплітуды мадуляваных хваль.

Выкарыстоўвайце прымеркаваныя імпульсы

Напрыклад, ён працуе, асвятляючы мэту лазерам, затым вымяраючы адлюстраванае святло з дапамогай сканера, а затым выкарыстоўваючы хуткасць святла, каб экстрапаляваць адлегласць аб'екта, каб дакладна вылічыць пераход адлегласці. Акрамя таго, розніца ў лазерным часе вяртання і даўжыні хвалі выкарыстоўваецца для вырабу дакладнага лічбавага 3D -прадстаўлення і функцый павярхоўнай мэты і візуальна адлюстравання сваіх асобных функцый.

Як вы бачыце вышэй, лазернае святло выпускае, а потым адскоквае ад аб'екта назад да датчыка. З дапамогай часу вяртання лазера камеры TOF могуць вымераць дакладныя адлегласці за кароткі прамежак часу, улічваючы хуткасць падарожжаў. (TOF пераўтварае на адлегласць) Гэта формула, якую аналітык выкарыстоўвае, каб дасягнуць дакладнай адлегласці аб'екта:

(Хуткасць святла х час палёту) / 2

TOF пераўтварае на адлегласць

Як бачыце, таймер пачнецца, пакуль святло выключаецца, і калі прыёмнік атрымае зваротнае святло, таймер верне час. Пры адыходзе двойчы атрымліваецца "час палёту" святла, а хуткасць святла пастаянная, таму адлегласць можна лёгка разлічыць пры дапамозе формулы вышэй. Такім чынам можна вызначыць усе кропкі на паверхні аб'екта.

Выкарыстоўвайце фазавы зрух хвалі AM

Далей,ДакладнаТаксама можна выкарыстоўваць бесперапынныя хвалі для выяўлення фазавага зруху адлюстраванага святла для вызначэння глыбіні і адлегласці.

Зрух фазы з выкарыстаннем AM Wave

Мадулюючы амплітуду, ён стварае сінусоідальную крыніцу святла з вядомай частатой, што дазваляе дэтэктару вызначыць зрух фазавага адлюстраванага святла, выкарыстоўваючы наступную формулу:

Там, дзе C - хуткасць святла (C = 3 × 10^8 м/с), λ - даўжыня хвалі (λ = 15 м), а F - частата, кожная кропка на датчыку можна лёгка разлічыць у глыбіні.

Усе гэтыя рэчы адбываюцца вельмі хутка, калі мы працуем з хуткасцю святла. Вы можаце ўявіць сабе дакладнасць і хуткасць, з якой датчыкі могуць вымераць? Дазвольце мне прывесці, лёгкія падарожжы з хуткасцю 300 000 кіламетраў у секунду, калі аб'ект знаходзіцца ў 5 м ад вас, розніца ў часе паміж святлом, які пакідае камеру і вяртанне, складае каля 33 нанасекунд, што эквівалентна толькі 0,000000033 секунды! Ого! Не кажучы ўжо пра тое, што захопленыя дадзеныя дадуць вам дакладнае 3D -лічбавае ўяўленне для кожнага пікселя на малюнку.

Незалежна ад прынцыпу, які выкарыстоўваецца, прадастаўленне крыніцы святла, якая асвятляе ўсю сцэну, дазваляе датчыку вызначыць глыбіню ўсіх кропак. Такі вынік дае вам карту адлегласці, дзе кожны піксель кадуе адлегласць да адпаведнай кропкі сцэны. Далей прыведзены прыклад графіка дыяпазону TOF:

Прыклад графіка дыяпазону TOF

Цяпер, калі мы ведаем, што TOF працуе, чаму гэта добра? Навошта выкарыстоўваць яго? Для чаго яны добрыя? Не хвалюйцеся, ёсць шмат пераваг у выкарыстанні датчыка TOF, але, вядома, ёсць некаторыя абмежаванні.

3. Перавагі выкарыстання датчыкаў часу палёту

Дакладнае і хуткае вымярэнне

У параўнанні з іншымі датчыкамі адлегласці, такімі як ультрагукавое даследаванне або лазеры, датчыкі часу палёту здольныя вельмі хутка складаць 3D-выяву сцэны. Напрыклад, камера TOF можа зрабіць гэта толькі адзін раз. Мала таго, што датчык TOF здольны дакладна выяўляць аб'екты за кароткі час і не ўплывае на вільготнасць, ціск паветра і тэмпературу, што робіць яго прыдатным як для выкарыстання ў памяшканні, так і для вонкавага выкарыстання.

вялікая адлегласць

Паколькі датчыкі TOF выкарыстоўваюць лазеры, яны таксама здольныя вымяраць вялікія адлегласці і дыяпазоны з высокай дакладнасцю. Датчыкі TOF гнуткія, таму што яны здольныя выяўляць блізкія і далёкія аб'екты ўсіх формаў і памераў.

Гэта таксама гнуткае ў тым сэнсе, што вы можаце наладзіць оптыку сістэмы для аптымальнай прадукцыйнасці, дзе вы можаце выбраць тыпы перадатчыка і прымача і лінзаў, каб атрымаць патрэбнае поле зроку.

Бяспека

Перажывае, што лазер зДакладнаДатчык пашкодзіць вам вочы? Не хвалюйцеся! У многіх датчыках TOF зараз выкарыстоўваецца інфрачырвоны лазер з нізкай магутнасцю ў якасці крыніцы святла і рухае яго мадуляванымі імпульсамі. Датчык адпавядае стандартам лазернай бяспекі класа 1, каб забяспечыць бяспеку чалавечага вока.

эканамічна эфектыўна

У параўнанні з іншымі тэхналогіямі сканавання дыяпазону 3D -глыбіні, такімі як структураваныя сістэмы камеры светлавой камеры або лазерныя датчыкі, датчыкі TOF значна танней у параўнанні з імі.

Нягледзячы на ​​ўсе гэтыя абмежаванні, TOF па -ранейшаму вельмі надзейны і вельмі хуткі метад захопу 3D -інфармацыі.

4. Абмежаванні TOF

Хоць TOF мае шмат пераваг, ён таксама мае абмежаванні. Некаторыя з абмежаванняў TOF ўключаюць:

• Раскіданае святло

Калі вельмі яркія паверхні вельмі блізкія да вашага датчыка TOF, яны могуць рассыпаць занадта шмат святла ў ваш прыёмнік і стварыць артэфакты і непажаданыя адлюстраванні, бо ваш датчык TOF павінен адлюстроўваць толькі святло, калі вымярэнне будзе гатова.

• Некалькі разважанняў

Пры выкарыстанні датчыкаў TOF на кутах і ўвагнутых формах яны могуць выклікаць непажаданыя адлюстраванні, паколькі святло можа адскокваць некалькі разоў, скажаючы вымярэнне.

• Навакольнае святло

Выкарыстанне камеры TOF на адкрытым паветры пры яркім сонечным святле можа зрабіць выкарыстанне на свежым паветры складаным. Гэта звязана з высокай інтэнсіўнасцю сонечнага святла, што прымушае пікселі датчыкаў хутка насычацца, што немагчыма выявіць фактычнае святло, адлюстраванае ад аб'екта.

• Выснова

Датчыкі TOF іАб'ектыў TOFможна выкарыстоўваць у розных прыкладаннях. З 3D-адлюстравання, прамысловай аўтаматызацыі, выяўлення перашкод, самакіравання аўтамабіляў, сельскай гаспадаркі, робататэхнікі, навігацыі ў памяшканні, распазнанні жэстаў, сканавання аб'ектаў, вымярэнняў, назірання за дапоўненай рэальнасцю! Прымяненне тэхналогіі TOF бясконцыя.

Вы можаце звязацца з намі для любых патрэбаў лінзаў TOF.

Chuang an Optoelectronics засяроджваецца на аптычных лінзах высокай выразнасці, каб стварыць ідэальны візуальны брэнд

Chuang an Optoelectronics зараз стварыў розныяЛінзы TOFнапрыклад:

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