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 ToFgweithio trwy allyrru signal golau, golau isgoch fel arfer, a mesur yr amser 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 gynrychioliad 3D o'r olygfa.

Amser camerâu hedfan

O'u cymharu â thechnolegau synhwyro dyfnder eraill fel golau strwythuredig neu weledigaeth stereo, mae camerâu ToF yn cynnig sawl mantais. Maent yn darparu gwybodaeth fanwl amser real, mae ganddynt ddyluniad cymharol syml, a gallant weithio mewn amodau goleuo amrywiol. 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 gwrthrychau rhithwir 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 wahanol ddibenion fel rhith-realiti, hapchwarae, neu argraffu 3D. Fe'u defnyddir hefyd mewn cymwysiadau biometrig, megis adnabod wynebau neu adnabod ystumiau 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 fel arfer mewn systemau camera ToF:

Ffynhonnell Golau:

Mae camerâu ToF yn defnyddio ffynhonnell golau i allyrru signal golau, fel arfer ar ffurf golau isgoch (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 adlewyrchiedig a delweddau'r amgylchedd i'r synhwyrydd delwedd (arae planau ffocal). Dim ond gyda'r un donfedd â'r uned oleuo y mae hidlydd pas-band optegol yn pasio'r golau. Mae hyn yn helpu i atal golau nad yw'n berthnasol a lleihau sŵn.

Synhwyrydd delwedd:

Dyma galon 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.

Cylchdaith 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 rhwng y 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:

I drosi'r mesuriadau amser hedfan yn wybodaeth fanwl, mae camerâu ToF yn defnyddio algorithmau soffistigedig. Mae'r algorithmau hyn yn dadansoddi'r data amseru a dderbyniwyd gan y ffotosynhwyrydd 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.

Dyfnder Data Allbwn:

Unwaith y bydd y cyfrifiad dyfnder yn cael ei berfformio, mae'r camera ToF yn darparu allbwn data dyfnder. Gall yr allbwn hwn fod ar ffurf map dyfnder, cwmwl pwyntiau, neu gynrychioliad 3D o'r olygfa. Gall y data dyfnder gael ei ddefnyddio gan gymwysiadau a systemau i alluogi swyddogaethau amrywiol fel olrhain gwrthrychau, realiti estynedig, neu lywio robotig.

Mae'n bwysig nodi y gall gweithrediad penodol a chydrannau camerâu ToF amrywio ar draws gwahanol wneuthurwyr a modelau. Gall datblygiadau mewn technoleg gyflwyno nodweddion a gwelliannau ychwanegol i wella perfformiad a galluoedd systemau camera 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 rhag-gwymp a chymwysiadau dan do fel canfod allan-o-safle (OOP).

Cymhwyso camerâu ToF

Rhyngwynebau peiriant dynol a hapchwarae

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 gêm fideo. Defnyddiodd y synhwyrydd Kinect ail genhedlaeth a gynhwyswyd yn wreiddiol gyda chonsol Xbox One gamera amser hedfan ar gyfer ei ystod delweddu, gan alluogi rhyngwynebau defnyddwyr naturiol a gemau cymwysiadau sy'n defnyddio technegau golwg cyfrifiadurol ac adnabod ystumiau.

Mae Creative ac Intel hefyd yn darparu math tebyg o gamera amser hedfan ystum rhyngweithiol ar gyfer hapchwarae, y Senz3D yn seiliedig ar gamera DepthSense 325 o Softkinetic. Mae Infineon a PMD Technologies yn galluogi camerâu dyfnder 3D integredig bach ar gyfer rheoli ystumiau ystod agos o ddyfeisiau defnyddwyr fel cyfrifiaduron personol popeth-mewn-un a gliniaduron (camerâu Picco flexx a Picco monstar).

Cymhwyso camerâu ToF mewn gemau

Camerâu ffôn clyfar

Mae sawl ffôn clyfar yn cynnwys camerâu amser hedfan. Defnyddir y rhain yn bennaf i wella ansawdd lluniau trwy ddarparu meddalwedd camera gyda gwybodaeth am flaendir a chefndir. 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

Cymwysiadau eraill yw tasgau mesur, ee ar gyfer yr uchder llenwi mewn seilos. Mewn gweledigaeth peiriant diwydiannol, mae'r camera amser hedfan yn helpu i ddosbarthu a lleoli gwrthrychau i'w defnyddio gan robotiaid, megis eitemau sy'n mynd heibio ar gludwr. Gall rheolyddion drws wahaniaethu'n hawdd rhwng anifeiliaid a bodau dynol yn cyrraedd y drws.

Roboteg

Defnydd arall o'r camerâu hyn yw maes roboteg: Gall robotiaid symudol adeiladu map o'u hamgylchoedd 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 cyfrifiannol a ddefnyddir. Gan y gellir defnyddio'r camerâu hyn hefyd i fesur pellter, mae'n hysbys bod timau Cystadleuaeth Roboteg FIRST yn defnyddio'r dyfeisiau ar gyfer arferion ymreolaethol.

Topograffeg y ddaear

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

Cymhwyso camerâu ToF mewn geomorffoleg