1. Beth yw synhwyrydd amser hedfan (ToF)?

Beth yw camera amser hedfan? Ai'r camera sy'n dal hedfan yr awyren? Oes ganddo rywbeth i'w wneud ag awyrennau neu awyrennau? Wel, mewn gwirionedd mae'n bell i ffwrdd!

Mae ToF yn fesur o'r amser y mae'n ei gymryd i wrthrych, gronyn neu don deithio pellter. Oeddech chi'n gwybod bod system sonar ystlumod yn gweithio? Mae'r system amser hedfan yn debyg!

Mae yna lawer o fathau o synwyryddion amser hedfan, ond mae'r rhan fwyaf yn gamerâu amser hedfan a sganwyr laser, sy'n defnyddio technoleg o'r enw lidar (canfod golau ac amrywio) i fesur dyfnder pwyntiau amrywiol mewn delwedd trwy ei disgleirio. gyda golau isgoch.

Mae data sy'n cael ei gynhyrchu a'i gipio gan ddefnyddio synwyryddion ToF yn ddefnyddiol iawn oherwydd gall ddarparu canfod cerddwyr, dilysu defnyddwyr yn seiliedig ar nodweddion wyneb, mapio amgylchedd gan ddefnyddio algorithmau SLAM (lleoleiddio a mapio ar y pryd), a mwy.

Defnyddir y system hon yn eang mewn robotiaid, ceir hunan-yrru, a hyd yn oed nawr eich dyfais symudol. Er enghraifft, os ydych chi'n defnyddio Huawei P30 Pro, Oppo RX17 Pro, LG G8 ThinQ, ac ati, mae gan eich ffôn gamera ToF!

Camera ToF

2. Sut mae'r synhwyrydd amser hedfan yn gweithio?

Nawr, hoffem roi cyflwyniad byr o beth yw synhwyrydd amser hedfan a sut mae'n gweithio.

ToFmae synwyryddion yn defnyddio laserau bach i allyrru golau isgoch, lle mae'r golau canlyniadol yn bownsio oddi ar unrhyw wrthrych ac yn dychwelyd i'r synhwyrydd. Yn seiliedig ar y gwahaniaeth amser rhwng allyriadau golau a dychwelyd i'r synhwyrydd ar ôl cael ei adlewyrchu gan y gwrthrych, gall y synhwyrydd fesur y pellter rhwng y gwrthrych a'r synhwyrydd.

Heddiw, byddwn yn archwilio 2 ffordd y mae ToF yn defnyddio amser teithio i bennu pellter a dyfnder : defnyddio corbys amseru, a defnyddio symudiad cyfnod tonnau modiwleiddio osgled.

Defnyddiwch gorbys wedi'u hamseru

Er enghraifft, mae'n gweithio trwy oleuo targed gyda laser, yna mesur y golau a adlewyrchir gyda sganiwr, ac yna defnyddio cyflymder y golau i allosod pellter y gwrthrych i gyfrifo'r pellter a deithiwyd yn fanwl gywir. Yn ogystal, mae'r gwahaniaeth mewn amser dychwelyd laser a thonfedd wedyn yn cael ei ddefnyddio i wneud cynrychiolaeth 3D digidol cywir a nodweddion arwyneb y targed, a mapio ei nodweddion unigol yn weledol.

Fel y gwelwch uchod, mae golau laser yn cael ei danio allan ac yna'n bownsio oddi ar y gwrthrych yn ôl i'r synhwyrydd. Gyda'r amser dychwelyd laser, mae camerâu ToF yn gallu mesur pellteroedd cywir mewn cyfnod byr o amser o ystyried cyflymder teithio ysgafn. (Mae ToF yn trosi i bellter) Dyma'r fformiwla mae dadansoddwr yn ei defnyddio i gyrraedd union bellter gwrthrych:

(cyflymder golau x amser hedfan) / 2

Mae ToF yn trosi i bellter

Fel y gwelwch, bydd yr amserydd yn dechrau tra bod y golau i ffwrdd, a phan fydd y derbynnydd yn derbyn y golau dychwelyd, bydd yr amserydd yn dychwelyd yr amser. Wrth dynnu ddwywaith, ceir "amser hedfan" golau, ac mae cyflymder golau yn gyson, felly gellir cyfrifo pellter yn hawdd gan ddefnyddio'r fformiwla uchod. Yn y modd hwn, gellir pennu pob pwynt ar wyneb y gwrthrych.

Defnyddiwch symudiad cam y don AM

Yn nesaf, yToFhefyd yn gallu defnyddio tonnau parhaus i ganfod symudiad cam y golau adlewyrchiedig i bennu dyfnder a phellter.

Newid cyfnod gan ddefnyddio ton AM

Trwy fodiwleiddio'r osgled, mae'n creu ffynhonnell golau sinwsoidaidd ag amledd hysbys, gan ganiatáu i'r synhwyrydd bennu symudiad cam y golau adlewyrchiedig gan ddefnyddio'r fformiwla ganlynol:

lle c yw cyflymder golau (c = 3 × 10 ^ 8 m/s), mae λ yn donfedd (λ = 15 m), a f yw'r amledd, gellir cyfrifo pob pwynt ar y synhwyrydd yn hawdd mewn dyfnder.

Mae'r holl bethau hyn yn digwydd yn gyflym iawn wrth i ni weithio ar gyflymder golau. Allwch chi ddychmygu pa mor fanwl gywir a chyflym y gall synwyryddion eu mesur? Gadewch imi roi enghraifft, mae golau yn teithio ar gyflymder o 300,000 cilomedr yr eiliad, os yw gwrthrych 5m i ffwrdd oddi wrthych, mae'r gwahaniaeth amser rhwng y golau sy'n gadael y camera ac yn dychwelyd tua 33 nanoseconds, sydd ond yn cyfateb i 0.000000033 eiliad! Waw! Heb sôn, bydd y data a ddaliwyd yn rhoi cynrychiolaeth ddigidol 3D cywir i chi ar gyfer pob picsel yn y ddelwedd.

Waeth beth fo'r egwyddor a ddefnyddir, mae darparu ffynhonnell golau sy'n goleuo'r olygfa gyfan yn caniatáu i'r synhwyrydd bennu dyfnder yr holl bwyntiau. Mae canlyniad o'r fath yn rhoi map pellter i chi lle mae pob picsel yn amgodio'r pellter i'r pwynt cyfatebol yn yr olygfa. Mae'r canlynol yn enghraifft o graff amrediad ToF:

Enghraifft o graff amrediad ToF

Nawr ein bod yn gwybod bod ToF yn gweithio, pam ei fod yn dda? Pam ei ddefnyddio? Ar gyfer beth maen nhw'n dda? Peidiwch â phoeni, mae yna lawer o fanteision i ddefnyddio synhwyrydd ToF, ond wrth gwrs mae yna rai cyfyngiadau.

3. Manteision defnyddio synwyryddion amser hedfan

Mesur cywir a chyflym

O'u cymharu â synwyryddion pellter eraill fel uwchsain neu laserau, mae synwyryddion amser hedfan yn gallu cyfansoddi delwedd 3D o olygfa yn gyflym iawn. Er enghraifft, dim ond unwaith y gall camera ToF wneud hyn. Nid yn unig hynny, mae'r synhwyrydd ToF yn gallu canfod gwrthrychau yn gywir mewn amser byr ac nid yw lleithder, pwysedd aer a thymheredd yn effeithio arno, gan ei wneud yn addas ar gyfer defnydd dan do ac awyr agored.

pellter hir

Gan fod synwyryddion ToF yn defnyddio laserau, maent hefyd yn gallu mesur pellteroedd hir ac ystodau gyda chywirdeb uchel. Mae synwyryddion ToF yn hyblyg oherwydd eu bod yn gallu canfod gwrthrychau pell ac agos o bob siâp a maint.

Mae hefyd yn hyblyg yn yr ystyr eich bod yn gallu addasu opteg y system ar gyfer y perfformiad gorau posibl, lle gallwch ddewis y mathau trosglwyddydd a derbynnydd a lensys i gael y maes golygfa a ddymunir.

Diogelwch

Poeni bod y laser o'rToFBydd y synhwyrydd yn brifo'ch llygaid? peidiwch â phoeni! Mae llawer o synwyryddion ToF bellach yn defnyddio laser isgoch pŵer isel fel y ffynhonnell golau ac yn ei yrru â chorbys wedi'u modiwleiddio. Mae'r synhwyrydd yn cwrdd â safonau diogelwch laser Dosbarth 1 i sicrhau ei fod yn ddiogel i'r llygad dynol.

cost effeithiol

O'u cymharu â thechnolegau sganio ystod dyfnder 3D eraill fel systemau camera golau strwythuredig neu ddarganfyddwyr ystod laser, mae synwyryddion ToF yn llawer rhatach o'u cymharu â nhw.

Er gwaethaf yr holl gyfyngiadau hyn, mae ToF yn dal i fod yn ddibynadwy iawn ac yn ddull cyflym iawn o gasglu gwybodaeth 3D.

4. Cyfyngiadau ToF

Er bod gan ToF lawer o fanteision, mae ganddo gyfyngiadau hefyd. Mae rhai o gyfyngiadau ToF yn cynnwys:

• Golau gwasgaredig

Os yw arwynebau llachar iawn yn agos iawn at eich synhwyrydd ToF, gallant wasgaru gormod o olau i'ch derbynnydd a chreu arteffactau ac adlewyrchiadau diangen, gan mai dim ond pan fydd y mesuriad yn barod y mae angen i'ch synhwyrydd ToF adlewyrchu'r golau.

• Myfyrdodau lluosog

Wrth ddefnyddio synwyryddion ToF ar gorneli a siapiau ceugrwm, gallant achosi adlewyrchiadau diangen, oherwydd gall y golau adlamu i ffwrdd sawl gwaith, gan ystumio'r mesuriad.

• Golau amgylchynol

Gall defnyddio'r camera ToF yn yr awyr agored mewn golau haul llachar wneud defnydd awyr agored yn anodd. Mae hyn oherwydd dwysedd uchel golau'r haul sy'n achosi i'r picsel synhwyrydd ddirlawn yn gyflym, gan ei gwneud hi'n amhosibl canfod y golau gwirioneddol a adlewyrchir o'r gwrthrych.

• Y casgliad

synwyryddion ToF alens toFgellir ei ddefnyddio mewn amrywiaeth o gymwysiadau. O Fapio 3D, Awtomeiddio Diwydiannol, Canfod Rhwystrau, Ceir Hunan-yrru, Amaethyddiaeth, Roboteg, Llywio Dan Do, Adnabod Ystumiau, Sganio Gwrthrychau, Mesuriadau, Gwyliadwriaeth i Realiti Estynedig! Mae cymwysiadau technoleg ToF yn ddiddiwedd.

Gallwch gysylltu â ni am unrhyw anghenion lensys ToF.

Mae Chuang An Optoelectroneg yn canolbwyntio ar lensys optegol manylder uwch i greu brand gweledol perffaith

Mae Chuang An Optoelectroneg bellach wedi cynhyrchu amrywiaeth olensys TOFmegis:

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