一、 Was ist Zeit der Flugkameras?

Flugzeitkameras (TOF) sind eine Art von Tiefenerkundungstechnologie, die den Abstand zwischen der Kamera und den Objekten in der Szene misst, indem es die Zeit nutzt, die Licht benötigt, um zu den Objekten und zurück zur Kamera zurückzukehren. Sie werden üblicherweise in verschiedenen Anwendungen wie Augmented Reality, Robotics, 3D -Scan, Gestenerkennung und vielem mehr verwendet.

TOF -KamerasArbeiten Sie ein Lichtsignal, typischerweise Infrarotlicht, und messen Sie die Zeit, die das Signal benötigt, um nach dem Schlagen von Objekten in der Szene zurückzuspringen. Diese Zeitmessung wird dann verwendet, um den Abstand zu den Objekten zu berechnen und eine Tiefenkarte oder eine 3D -Darstellung der Szene zu erstellen.

Die Zeit der Flugkameras

Im Vergleich zu anderen Tiefenseng-Technologien wie strukturiertem Licht oder Stereo-Sehen bieten TOF-Kameras mehrere Vorteile. Sie liefern Informationen in Echtzeit, haben ein relativ einfaches Design und können unter verschiedenen Beleuchtungsbedingungen arbeiten. TOF -Kameras sind auch kompakt und können in kleinere Geräte wie Smartphones, Tablets und tragbare Geräte integriert werden.

Die Anwendungen von TOF -Kameras sind vielfältig. In Augmented Reality können TOF -Kameras die Tiefe der Objekte genau erkennen und den Realismus virtueller Objekte in der realen Welt verbessern. In der Robotik ermöglichen sie Robotern, ihre Umgebung wahrzunehmen und nach Hindernissen effektiver zu navigieren. Beim 3D -Scannen können TOF -Kameras die Geometrie von Objekten oder Umgebungen für verschiedene Zwecke wie Virtual Reality, Gaming oder 3D -Druck schnell erfassen. Sie werden auch in biometrischen Anwendungen wie Gesichtserkennung oder Handgestenerkennung verwendet.

二、Komponenten der Zeit der Flugkameras

Flugzeit Kameras (TOF)bestehen aus mehreren Schlüsselkomponenten, die zusammenarbeiten, um die Tiefenerkennung und Entfernungsmessung zu ermöglichen. Die spezifischen Komponenten können je nach Design und Hersteller variieren. Hier sind jedoch die grundlegenden Elemente, die normalerweise in TOF -Kamerasystemen enthalten sind:

Lichtquelle:

TOF -Kameras verwenden eine Lichtquelle, um ein Lichtsignal zu emittieren, normalerweise in Form von Infrarot (IR) Licht. Die Lichtquelle kann je nach Design der Kamera eine LED (lichtemittierende Diode) oder eine Laserdiode sein. Das emittierte Licht wandert zu den Objekten in der Szene.

Optik:

Eine Linse sammelt das reflektierte Licht und bildet die Umgebung auf den Bildsensor (Fokusebene -Array). Ein optischer Bandpassfilter übergibt das Licht nur mit der gleichen Wellenlänge wie die Beleuchtungseinheit. Dies hilft, nicht-pertentisches Licht zu unterdrücken und das Geräusch zu verringern.

Bildsensor:

Dies ist das Herz der TOF -Kamera. Jedes Pixel misst die Zeit, die das Licht genommen hat, um von der Beleuchtungseinheit (Laser oder LED) zum Objekt und zurück zum Array der Brennebene zu gelangen.

Zeitschaltung:

Um die Flugzeit genau zu messen, benötigt die Kamera eine präzise Zeitschaltung. Diese Schaltung steuert die Emission des Lichtsignals und erkennt die Zeit, die das Licht benötigt, um zu den Objekten zu wandern und zur Kamera zurückzukehren. Es synchronisiert die Emissions- und Erkennungsprozesse, um genaue Abstandsmessungen sicherzustellen.

Modulation:

MancheTOF -KamerasIntegrieren Sie Modulationstechniken, um die Genauigkeit und Robustheit von Entfernungsmessungen zu verbessern. Diese Kameras modulieren das emittierte Lichtsignal mit einem bestimmten Muster oder einer Frequenz. Die Modulation unterscheidet das emittierte Licht von anderen Umgebungslichtquellen und verbessert die Fähigkeit der Kamera, zwischen verschiedenen Objekten in der Szene zu unterscheiden.

Tiefenberechnungsalgorithmus:

Um die Flugzeitmessungen in Tiefeninformationen umzuwandeln, verwenden TOF-Kameras ausgefeilte Algorithmen. Diese Algorithmen analysieren die vom Fotodetektor empfangenen Zeitdaten und berechnen den Abstand zwischen der Kamera und den Objekten in der Szene. Die Tiefenberechnungsalgorithmen beinhalten häufig die Ausgleich von Faktoren wie Lichtausbreitungsgeschwindigkeit, Sensorantwortzeit und Umgebungslicht -Interferenzen.

Tiefendatenausgabe:

Sobald die Tiefenberechnung durchgeführt wurde, bietet die TOF -Kamera die Tiefendatenausgabe. Diese Ausgabe kann die Form einer Tiefenkarte, einer Punktwolke oder einer 3D -Darstellung der Szene annehmen. Die Tiefendaten können von Anwendungen und Systemen verwendet werden, um verschiedene Funktionen wie Objektverfolgung, Augmented Reality oder Roboternavigation zu ermöglichen.

Es ist wichtig zu beachten, dass die spezifischen Implementierung und Komponenten von TOF -Kameras zwischen verschiedenen Herstellern und Modellen variieren können. Fortschritte in der Technologie können zusätzliche Funktionen und Verbesserungen einführen, um die Leistung und die Funktionen von TOF -Kamerasystemen zu verbessern.

三、 Anwendungen

Automobilanwendungen

Fluchtkameraswerden in Unterstützung und Sicherheitsfunktionen für fortschrittliche Automobilanwendungen wie aktive Fußgängersicherheit, Prescash-Erkennung und Innenanwendungen wie OP-of-Positions-Erkennung (OOP) verwendet.

Die Anwendung von TOF -Kameras

Mensch-Maschine-Schnittstellen und Spiele

As FluchtkamerasGeben Sie in Echtzeit Entfernungsbilder an, es ist leicht, Bewegungen von Menschen zu verfolgen. Dies ermöglicht neue Interaktionen mit Verbrauchergeräten wie Fernsehern. Ein weiteres Thema besteht darin, diese Art von Kameras zu verwenden, um mit Spielen auf Videospielkonsolen zu interagieren. Der Kinect-Sensor der zweiten Generation, der ursprünglich in der Xbox One-Konsole enthalten ist Anwendungen mit Computer Vision und Gestenerkennungstechniken.

Creative und Intel bieten auch eine ähnliche Art von interaktiven Gesten-Flugkamera zum Spielen, die Senz3D auf der Tiefense-325-Kamera mit Softkinetik basieren. Infineon- und PMD-Technologien ermöglichen winzige integrierte 3D-Tiefenkameras für die Gestenkontrolle von Verbrauchern wie All-in-One-PCs und Laptops (Picco Flexx und Picco Monstar-Kameras).

Die Anwendung von TOF -Kameras in Spielen

Smartphone -Kameras

Mehrere Smartphones enthalten Flugzeitkameras. Diese werden hauptsächlich verwendet, um die Qualität der Fotos zu verbessern, indem der Kamera -Software Informationen zu Vordergrund und Hintergrund bereitgestellt wird. Das erste Mobiltelefon, das eine solche Technologie einsetzte, war das Anfang 2014 veröffentlichte LG G3.

Die Anwendung von TOF -Kameras in Mobiltelefonen

Messung und Maschinenaufwand

Andere Anwendungen sind Messaufgaben, z. B. für die Füllhöhe in Silos. In Industrial Machine Vision hilft die Flugkamera, Objekte für die Verwendung durch Roboter zu klassifizieren und zu lokalisieren, z. B. auf einem Förderer vorbeiziellen Gegenstände. Türkontrollen können leicht zwischen Tieren und Menschen unterscheiden, die die Tür erreichen.

Robotik

Eine weitere Verwendung dieser Kameras ist das Feld der Robotik: Mobile Roboter können sehr schnell eine Karte ihrer Umgebung aufbauen, sodass sie Hindernisse vermeiden oder einer führenden Person folgen können. Da die Entfernungsberechnung einfach ist, wird nur wenig Rechenleistung verwendet. Da diese Kameras auch zur Messung der Distanz verwendet werden können, ist bekannt, dass Teams für den ersten Robotikwettbewerb die Geräte für autonome Routinen verwenden.

Erdtopographie

TOF -Kameraswurden verwendet, um digitale Höhenmodelle der Erdoberflächentopographie für Studien in der Geomorphologie zu erhalten.

Die Anwendung von TOF -Kameras in der Geomorphologie