一、 Beth yw amser camerâu hedfan?

Mae camerâu amser hedfan (TOF) yn fath o dechnoleg synhwyro dyfnder sy'n mesur y pellter rhwng y camera a gwrthrychau yn yr olygfa trwy ddefnyddio'r amser y mae'n ei gymryd i olau deithio i'r gwrthrychau ac yn ôl i'r camera. Fe'u defnyddir yn gyffredin mewn amrywiol gymwysiadau megis realiti estynedig, roboteg, sganio 3D, adnabod ystumiau, a mwy.

Camerâu tofGweithiwch trwy allyrru signal golau, golau is -goch yn nodweddiadol, a mesur yr amser y mae'n ei gymryd i'r signal bownsio'n ôl ar ôl taro gwrthrychau yn yr olygfa. Yna defnyddir y mesuriad amser hwn i gyfrifo'r pellter i'r gwrthrychau, gan greu map dyfnder neu gynrychiolaeth 3D o'r olygfa.

Amser camerâu hedfan

O'i gymharu â thechnolegau synhwyro dyfnder eraill fel golau strwythuredig neu weledigaeth stereo, mae camerâu TOF yn cynnig sawl mantais. Maent yn darparu gwybodaeth dyfnder amser real, mae ganddynt ddyluniad cymharol syml, a gallant weithio mewn amrywiol amodau goleuo. Mae camerâu TOF hefyd yn gryno a gellir eu hintegreiddio i ddyfeisiau llai fel ffonau smart, tabledi a dyfeisiau gwisgadwy.

Mae cymwysiadau camerâu TOF yn amrywiol. Mewn realiti estynedig, gall camerâu TOF ganfod dyfnder gwrthrychau yn gywir a gwella realaeth rhith -wrthrychau a osodir yn y byd go iawn. Mewn roboteg, maent yn galluogi robotiaid i ganfod eu hamgylchedd a llywio rhwystrau yn fwy effeithiol. Mewn sganio 3D, gall camerâu TOF ddal geometreg gwrthrychau neu amgylcheddau yn gyflym at ddibenion amrywiol fel rhith -realiti, hapchwarae, neu argraffu 3D. Fe'u defnyddir hefyd mewn cymwysiadau biometreg, megis cydnabod wyneb neu gydnabod ystum llaw.

二、Cydrannau amser camerâu hedfan

Camerâu amser hedfan (TOF)yn cynnwys sawl cydran allweddol sy'n gweithio gyda'i gilydd i alluogi synhwyro dyfnder a mesur pellter. Gall y cydrannau penodol amrywio yn dibynnu ar y dyluniad a'r gwneuthurwr, ond dyma'r elfennau sylfaenol a geir yn nodweddiadol mewn systemau camerâu TOF:

Ffynhonnell golau:

Mae camerâu TOF yn defnyddio ffynhonnell golau i allyrru signal golau, fel arfer ar ffurf golau is -goch (IR). Gall y ffynhonnell golau fod yn LED (deuod allyrru golau) neu'n ddeuod laser, yn dibynnu ar ddyluniad y camera. Mae'r golau a allyrrir yn teithio tuag at y gwrthrychau yn yr olygfa.

Opteg:

Mae lens yn casglu'r golau a adlewyrchir ac yn delio â'r amgylchedd ar y synhwyrydd delwedd (arae awyren ffocal). Mae hidlydd pasio band optegol yn pasio'r golau yn unig gyda'r un donfedd â'r uned oleuo. Mae hyn yn helpu i atal golau anymreiddydd a lleihau sŵn.

Synhwyrydd Delwedd:

Dyma galon y camera TOF. Mae pob picsel yn mesur yr amser y mae'r golau wedi'i gymryd i deithio o'r uned oleuo (laser neu LED) i'r gwrthrych ac yn ôl i'r arae awyren ffocal.

Cylchedwaith amseru:

Er mwyn mesur yr amser hedfan yn gywir, mae angen cylchedwaith amseru manwl gywir ar y camera. Mae'r cylchedwaith hwn yn rheoli allyriad y signal golau ac yn canfod yr amser y mae'n ei gymryd i'r golau deithio i'r gwrthrychau a dychwelyd i'r camera. Mae'n cydamseru'r prosesau allyriadau a chanfod i sicrhau mesuriadau pellter cywir.

Modiwleiddio:

RhaiCamerâu tofYmgorffori technegau modiwleiddio i wella cywirdeb a chadernid mesuriadau pellter. Mae'r camerâu hyn yn modiwleiddio'r signal golau a allyrrir gyda phatrwm neu amledd penodol. Mae'r modiwleiddio yn helpu i wahaniaethu'r golau a allyrrir oddi wrth ffynonellau golau amgylchynol eraill ac yn gwella gallu'r camera i wahaniaethu rhwng gwahanol wrthrychau yn yr olygfa.

Algorithm cyfrifo dyfnder:

Er mwyn trosi'r mesuriadau amser hedfan yn wybodaeth ddyfnder, mae camerâu TOF yn defnyddio algorithmau soffistigedig. Mae'r algorithmau hyn yn dadansoddi'r data amseru a dderbynnir gan y ffotodetector ac yn cyfrifo'r pellter rhwng y camera a'r gwrthrychau yn yr olygfa. Mae'r algorithmau cyfrifo dyfnder yn aml yn cynnwys gwneud iawn am ffactorau fel cyflymder lluosogi golau, amser ymateb synhwyrydd, ac ymyrraeth golau amgylchynol.

Allbwn data dyfnder:

Ar ôl i'r cyfrifiad dyfnder gael ei berfformio, mae'r camera TOF yn darparu allbwn data dyfnder. Gall yr allbwn hwn fod ar ffurf map dyfnder, cwmwl pwynt, neu gynrychiolaeth 3D o'r olygfa. Gellir defnyddio'r data dyfnder gan gymwysiadau a systemau i alluogi swyddogaethau amrywiol fel olrhain gwrthrychau, realiti estynedig, neu fordwyo robotig.

Mae'n bwysig nodi y gall gweithredu a chydrannau penodol camerâu TOF amrywio ar draws gwahanol weithgynhyrchwyr a modelau. Gall datblygiadau mewn technoleg gyflwyno nodweddion a gwelliannau ychwanegol i wella perfformiad a galluoedd systemau camerâu TOF.

三、 Ceisiadau

Cymwysiadau Modurol

Camerâu amser hedfanyn cael eu defnyddio mewn swyddogaethau cymorth a diogelwch ar gyfer cymwysiadau modurol datblygedig fel diogelwch cerddwyr gweithredol, canfod precrash a chymwysiadau dan do fel canfod y tu allan i'r safle (OOP).

Cymhwyso camerâu TOF

Rhyngwynebau a Hapchwarae Peiriant Dynol

As camerâu amser hedfanDarparu delweddau pellter mewn amser real, mae'n hawdd olrhain symudiadau bodau dynol. Mae hyn yn caniatáu rhyngweithio newydd â dyfeisiau defnyddwyr fel setiau teledu. Pwnc arall yw defnyddio'r math hwn o gamerâu i ryngweithio â gemau ar gonsolau gemau fideo. Defnyddiodd y synhwyrydd Kinect ail genhedlaeth a gynhwyswyd yn wreiddiol gyda'r consol Xbox One gamera amser hedfan ar gyfer ei ddelweddu amrediad, gan alluogi rhyngwynebau defnyddwyr naturiol a hapchwarae cymwysiadau gan ddefnyddio technegau gweledigaeth gyfrifiadurol a chydnabod ystum.

Mae creadigol ac Intel hefyd yn darparu math tebyg o gamera amser hedfan rhyngweithiol ar gyfer hapchwarae, y SenZ3D yn seiliedig ar gamera DepthSense 325 o Softkinetic. Mae Technolegau Infineon a PMD yn galluogi camerâu dyfnder 3D integredig bach ar gyfer rheoli ystum agos ar ddyfeisiau defnyddwyr fel cyfrifiaduron personol a gliniaduron popeth-mewn-un (Picco Flexx a chamerâu Monstar Picco).

Cymhwyso camerâu TOF mewn gemau

Camerâu ffôn clyfar

Mae sawl ffôn smart yn cynnwys camerâu amser hedfan. Defnyddir y rhain yn bennaf i wella ansawdd y lluniau trwy ddarparu gwybodaeth i'r meddalwedd camera am y blaendir a'r cefndir. Y ffôn symudol cyntaf i ddefnyddio technoleg o'r fath oedd yr LG G3, a ryddhawyd yn gynnar yn 2014.

Cymhwyso camerâu TOF mewn ffonau symudol

Mesur a gweledigaeth peiriant

Tasgau mesur yw cymwysiadau eraill, ee ar gyfer yr uchder llenwi mewn seilos. Yn Industrial Machine Vision, mae'r camera amser hedfan yn helpu i ddosbarthu a dod o hyd i wrthrychau i'w defnyddio gan robotiaid, fel eitemau sy'n mynd heibio ar gludwr. Gall rheolyddion drws wahaniaethu'n hawdd rhwng anifeiliaid a bodau dynol sy'n cyrraedd y drws.

Roboteg

Defnydd arall o'r camerâu hyn yw maes roboteg: gall robotiaid symudol adeiladu map o'u hamgylchedd yn gyflym iawn, gan eu galluogi i osgoi rhwystrau neu ddilyn person blaenllaw. Gan fod y cyfrifiad pellter yn syml, dim ond ychydig o bŵer cyfrifiadol sy'n cael ei ddefnyddio. Gan y gellir defnyddio'r camerâu hyn hefyd i fesur pellter, gwyddys bod timau ar gyfer cystadleuaeth roboteg gyntaf yn defnyddio'r dyfeisiau ar gyfer arferion ymreolaethol.

Topograffeg y Ddaear

Camerâu tofwedi cael eu defnyddio i gael modelau drychiad digidol o dopograffeg wyneb y Ddaear, ar gyfer astudiaethau mewn geomorffoleg.

Cymhwyso camerâu TOF mewn geomorffoleg