一、 Hvad er tidspunktet for flydekameraer?

Time-of-flight (TOF) -kameraer er en type dybde-sensing-teknologi, der måler afstanden mellem kameraet og genstande i scenen ved at bruge den tid, det tager for lys at rejse til objekterne og tilbage til kameraet. De bruges ofte i forskellige applikationer, såsom augmented reality, robotik, 3D -scanning, gestusgenkendelse og mere.

TOF -kameraerArbejd ved at udsende et lyssignal, typisk infrarødt lys, og måle den tid, det tager for signalet at hoppe tilbage efter at have ramt genstande i scenen. Denne gang bruges måling derefter til at beregne afstanden til objekterne, hvilket skaber et dybdekort eller en 3D -repræsentation af scenen.

Tidspunktet for flyvekameraer

Sammenlignet med andre dybde-sensing-teknologier som struktureret lys eller stereo-vision tilbyder TOF-kameraer flere fordele. De giver information i realtid dybde, har et relativt simpelt design og kan arbejde under forskellige lysforhold. TOF -kameraer er også kompakte og kan integreres i mindre enheder som smartphones, tablets og bærbare enheder.

Anvendelserne af TOF -kameraer er forskellige. I augmented reality kan TOF -kameraer nøjagtigt registrere dybden af ​​genstande og forbedre realismen af ​​virtuelle genstande, der er placeret i den virkelige verden. I robotik giver de robotter mulighed for at opfatte deres omgivelser og navigere i hindringer mere effektivt. I 3D -scanning kan TOF -kameraer hurtigt fange geometrien af ​​objekter eller miljøer til forskellige formål som virtual reality, spil eller 3D -udskrivning. De bruges også i biometriske applikationer, såsom ansigtsgenkendelse eller håndbevægelsesgenkendelse.

二、Komponenter i tid til flykameraer

Time-of-flight (TOF) kameraerbestår af flere nøglekomponenter, der arbejder sammen for at muliggøre dybdemåling og afstandsmåling. De specifikke komponenter kan variere afhængigt af design og producent, men her findes de grundlæggende elementer, der typisk findes i TOF -kamerasystemer:

Lyskilde:

TOF -kameraer bruger en lyskilde til at udsende et lyssignal, normalt i form af infrarød (IR) lys. Lyskilden kan være en LED (lysemitterende diode) eller en laserdiode, afhængigt af kameraets design. Det udsendte lys bevæger sig mod objekterne i scenen.

Optik:

En linse samler det reflekterede lys og billeder af miljøet på billedføleren (fokusplanarray). Et optisk båndpasfilter passerer kun lyset med den samme bølgelængde som belysningsenheden. Dette hjælper med at undertrykke ikke-ytrende lys og reducere støj.

Billedsensor:

Dette er hjertet af TOF -kameraet. Hver pixel måler det tidspunkt, lyset har taget for at rejse fra belysningsenheden (laser eller LED) til objektet og tilbage til fokalplanarrayet.

Timing kredsløb:

For at måle tids-af-flyvningen nøjagtigt har kameraet brug for præcist timingkredsløb. Dette kredsløb styrer emissionen af ​​lyssignalet og registrerer den tid, det tager for lyset at rejse til objekterne og vende tilbage til kameraet. Det synkroniserer emissions- og detektionsprocesserne for at sikre nøjagtige afstandsmålinger.

Modulation:

NogleTOF -kameraerInkorporere moduleringsteknikker for at forbedre nøjagtigheden og robustheden af ​​afstandsmålinger. Disse kameraer modulerer det udsendte lyssignal med et specifikt mønster eller frekvens. Moduleringen hjælper med at skelne det udsendte lys fra andre omgivende lyskilder og forbedrer kameraets evne til at skelne mellem forskellige genstande i scenen.

Dybdeberegningsalgoritme:

For at konvertere tids-af-flight-målingerne til dybdeinformation bruger TOF-kameraer sofistikerede algoritmer. Disse algoritmer analyserer timingdataene modtaget fra fotodetektoren og beregner afstanden mellem kameraet og objekterne i scenen. Dybdeberegningsalgoritmerne involverer ofte kompensation for faktorer som lysformeringshastighed, sensorresponstid og omgivelseslysinterferens.

Dybdataudgang:

Når dybdeberegningen er udført, giver TOF -kameraet dybdedataudgang. Denne output kan have form af et dybdekort, en punktsky eller en 3D -repræsentation af scenen. Dybdedataene kan bruges af applikationer og systemer til at muliggøre forskellige funktionaliteter som objektsporing, augmented reality eller robotnavigation.

Det er vigtigt at bemærke, at den specifikke implementering og komponenter i TOF -kameraer kan variere mellem forskellige producenter og modeller. Fremskridt inden for teknologi kan introducere yderligere funktioner og forbedringer for at forbedre TOF -kamerasystemernes ydelse og kapaciteter.

三、 applikationer

Automotive applikationer

Tids-af-flight-kameraerbruges til hjælp og sikkerhedsfunktioner til avancerede bilapplikationer såsom aktiv fodgængersikkerhed, precrash-detektion og indendørs applikationer som detektion uden for positionen (OOP).

Anvendelsen af ​​TOF -kameraer

Human-Machine-grænseflader og spil

As Tids-af-flight-kameraerGiv afstandsbilleder i realtid, det er let at spore menneskers bevægelser. Dette tillader nye interaktioner med forbrugerenheder såsom fjernsyn. Et andet emne er at bruge denne type kameraer til at interagere med spil på videospilkonsoller. Den anden generation af Kinect-sensoren oprindeligt inkluderet i Xbox One-konsollen brugte et tidskamera til sin rækkevidde, hvilket muliggør naturlige brugergrænseflader og spil applikationer, der bruger computervision og gestusgenkendelsesteknikker.

Kreativ og Intel leverer også en lignende type interaktiv gestus tid-af-flight-kamera til spil, Senz3D baseret på dybden 325 kamera af softkinetic. Infineon- og PMD-teknologier muliggør små integrerede 3D-dybdekameraer til tæt på gestuskontrol af forbrugerenheder som alt-i-en-pc'er og bærbare computere (Picco Flexx og Picco Monstar-kameraer).

Anvendelsen af ​​TOF -kameraer i spil

Smartphone -kameraer

Flere smartphones inkluderer kameraer til flyvning. Disse bruges hovedsageligt til at forbedre kvaliteten af ​​fotos ved at give kamerasoftwaren information om forgrund og baggrund. Den første mobiltelefon, der anvender sådan teknologi, var LG G3, der blev frigivet i begyndelsen af ​​2014.

Anvendelsen af ​​TOF -kameraer i mobiltelefoner

Måling og maskinvision

Andre applikationer er måleopgaver, f.eks. Til fyldhøjden i siloer. I Industrial Machine Vision hjælper Time-of-Flight-kameraet med at klassificere og finde genstande til brug af robotter, såsom genstande, der passerer på en transportør. Dørkontrol kan let skelne mellem dyr og mennesker, der når døren.

Robotik

En anden brug af disse kameraer er området robotik: mobile robotter kan opbygge et kort over deres omgivelser meget hurtigt, hvilket gør dem i stand til at undgå hindringer eller følge en førende person. Da beregningen af ​​afstand er enkel, bruges der kun lidt beregningseffekt. Da disse kameraer også kan bruges til at måle afstand, har hold til First Robotics -konkurrence været kendt for at bruge enhederne til autonome rutiner.

Jordtopografi

TOF -kameraerer blevet brugt til at opnå digitale højde modeller af jordens overfladetopografi til studier i geomorfologi.

Anvendelsen af ​​TOF -kameraer i geomorfologi