1. Kio estas tempo-fluga (TOF) sensilo?

Kio estas tempodaŭra fotilo? Ĉu la fotilo kaptas la flugon de la aviadilo? Ĉu ĝi havas ion por fari kun aviadiloj aŭ ebenoj? Nu, ĝi efektive estas tre for!

TOF estas mezuro de la tempo necesa por objekto, ero aŭ ondo por vojaĝi malproksime. Ĉu vi sciis, ke la sonar -sistemo de vesperto funkcias? La tempo-fluga sistemo similas!

Estas multaj specoj de sensiloj de flugfluo, sed plej multaj estas tempo-flugaj fotiloj kaj laseraj skaniloj, kiuj uzas teknologion nomatan lidar (malpeza detekto kaj mezuro) por mezuri la profundon de diversaj punktoj en bildo brilante ĝin kun infraruĝa lumo.

Datumoj generitaj kaj kaptitaj uzante TOF -sensilojn estas tre utilaj, ĉar ĝi povas provizi piedirantan detekton, uzantan aŭtentikigon bazitan sur vizaĝaj ecoj, mediaj mapoj uzante SLAM (samtempan lokalizon kaj mapadon) algoritmojn, kaj pli.

Ĉi tiu sistemo efektive estas vaste uzata en robotoj, mem-veturantaj aŭtoj, kaj eĉ nun via movebla aparato. Ekzemple, se vi uzas Huawei P30 Pro, Oppo RX17 Pro, LG G8 ThinQ, ktp., Via telefono havas TOF -fotilon!

TOF -fotilo

2. Kiel funkcias la tempo-fluga sensilo?

Nun, ni ŝatus doni mallongan enkondukon pri tio, kio estas tempo-fluga sensilo kaj kiel ĝi funkcias.

TOFSensiloj uzas etajn laserojn por elsendi infraruĝan lumon, kie la rezulta lumo resaltas iun ajn objekton kaj revenas al la sensilo. Surbaze de la tempo -diferenco inter la emisio de lumo kaj la reveno al la sensilo post esti reflektita de la objekto, la sensilo povas mezuri la distancon inter la objekto kaj la sensilo.

Hodiaŭ ni esploros 2 manierojn kiel TOF uzas vojaĝtempon por determini distancon kaj profundon: uzante tempajn pulsojn, kaj uzante fazajn movojn de amplitudo modulitaj ondoj.

Uzu tempigitajn pulsojn

Ekzemple, ĝi funkcias lumigante celon per lasero, poste mezurante la reflektitan lumon per skanilo, kaj tiam uzante la rapidecon de lumo por ekstrapoli la distancon de la objekto por precize kalkuli la distancon veturitan. Krome, la diferenco en lasera revenotempo kaj ondolongo tiam estas uzata por fari precizan ciferecan 3D -reprezentadon kaj surfacajn ecojn de la celo, kaj vide mapi ĝiajn individuajn ecojn.

Kiel vi povas vidi supre, lasera lumo estas ellasita kaj tiam resalti la objekton reen al la sensilo. Kun la lasera revenotempo, TOF -fotiloj kapablas mezuri precizajn distancojn en mallonga periodo, konsiderante la rapidecon de malpeza vojaĝo. (TOF konvertiĝas al distanco) Jen la formulo, kiun analizisto uzas por alveni al la ĝusta distanco de objekto:

(rapideco de lumo x tempo de flugo) / 2

TOF konvertiĝas al distanco

Kiel vi povas vidi, la temporizilo komenciĝos dum la lumo estas malŝaltita, kaj kiam la ricevilo ricevos la revenan lumon, la temporizilo redonos la tempon. Kiam subtrahante dufoje, la "tempo de flugo" de lumo estas akirita, kaj la rapideco de lumo estas konstanta, do distanco povas esti facile kalkulata per la formulo supre. Tiamaniere, ĉiuj punktoj sur la surfaco de la objekto povas esti determinitaj.

Uzu la fazŝanĝon de la AM -ondo

Poste, laTOFPovas ankaŭ uzi kontinuajn ondojn por detekti la fazŝanĝon de la reflektita lumo por determini profundon kaj distancon.

Fazŝanĝo uzante am ondon

Per modulado de la amplekso, ĝi kreas sinusoidan lumfonton kun konata frekvenco, permesante al la detektilo determini la fazŝanĝon de la reflektita lumo per la sekva formulo:

Kie C estas la rapideco de lumo (C = 3 × 10^8 m/s), λ estas ondolongo (λ = 15 m), kaj F estas la frekvenco, ĉiu punkto sur la sensilo facile kalkuliĝas.

Ĉiuj ĉi tiuj aferoj okazas tre rapide dum ni laboras kun la rapideco de lumo. Ĉu vi povas imagi la precizecon kaj rapidon kun kiuj sensiloj kapablas mezuri? Permesu al mi doni ekzemplon, malpezaj vojaĝoj kun rapideco de 300.000 kilometroj por dua, se objekto estas 5m for de vi, la tempo -diferenco inter la lumo forlasanta la fotilon kaj reveno estas ĉirkaŭ 33 nanosekundoj, kio nur samvaloras al 0.000000033 sekundoj! Ve! Sen mencii, la kaptitaj datumoj donos al vi precizan 3D ciferecan reprezentadon por ĉiu rastrumero en la bildo.

Sendepende de la principo uzata, disponigi lumfonton, kiu lumigas la tutan scenon, permesas al la sensilo determini la profundon de ĉiuj punktoj. Tia rezulto donas al vi distancan mapon, kie ĉiu rastrumero kodas la distancon al la responda punkto en la sceno. La sekva estas ekzemplo de TOF -grafeo:

Ekzemplo de TOF -grafeo

Nun, ke ni scias, ke TOF funkcias, kial ĝi bonas? Kial uzi ĝin? Por kio ili utilas? Ne zorgu, estas multaj avantaĝoj uzi TOF -sensilon, sed kompreneble estas iuj limigoj.

3. La avantaĝoj de uzado de tempo-flugaj sensiloj

Preciza kaj rapida mezurado

Kompare kun aliaj distancaj sensiloj kiel ultrasono aŭ laseroj, tempodaŭraj sensiloj kapablas komponi 3D bildon de sceno tre rapide. Ekzemple, TOF -fotilo povas fari ĉi tion nur unufoje. Ne nur tio, la TOF -sensilo kapablas detekti objektojn precize en mallonga tempo kaj ne estas tuŝita de humideco, aerpremo kaj temperaturo, igante ĝin taŭga por kaj ena kaj subĉiela uzo.

Longdistanco

Ĉar TOF -sensiloj uzas laserojn, ili ankaŭ kapablas mezuri longajn distancojn kaj gamojn kun alta precizeco. TOF -sensiloj estas flekseblaj ĉar ili kapablas detekti proksime kaj malproksimajn objektojn de ĉiuj formoj kaj grandecoj.

Ĝi ankaŭ estas fleksebla en la senco, ke vi kapablas agordi la optikon de la sistemo por optimuma agado, kie vi povas elekti la dissendilon kaj ricevilajn tipojn kaj lensojn por akiri la deziratan vidkampon.

Sekureco

Maltrankviliĝis, ke la lasero de laTOFSensilo vundos viajn okulojn? Ne zorgu! Multaj TOF-sensiloj nun uzas malalt-potencan infraruĝan laseron kiel la lumfonto kaj stiras ĝin per modulitaj pulsoj. La sensilo plenumas la laserajn sekurecajn normojn de Klaso 1 por certigi, ke ĝi estas sekura al la homa okulo.

kostefika

Kompare kun aliaj 3D -profundaj skanadaj teknologioj kiel strukturitaj malpezaj ĉambraj sistemoj aŭ laseraj telemetroj, TOF -sensiloj estas multe pli malmultekostaj kompare kun ili.

Malgraŭ ĉiuj ĉi tiuj limigoj, TOF estas ankoraŭ tre fidinda kaj tre rapida metodo por kapti 3D -informojn.

4. Limigoj de TOF

Kvankam TOF havas multajn avantaĝojn, ĝi ankaŭ havas limojn. Iuj el la limigoj de TOF inkluzivas:

• Disĵetita lumo

Se tre brilaj surfacoj estas tre proksimaj al via TOF -sensilo, ili eble disĵetos tro multe da lumo en vian ricevilon kaj kreos artefaktojn kaj nedeziratajn pripensojn, ĉar via TOF -sensilo nur bezonas reflekti la lumon, kiam mezuro estas preta.

• Multoblaj Reflektadoj

Kiam vi uzas TOF -sensilojn sur anguloj kaj konkavaj formoj, ili povas kaŭzi nedeziratajn reflektojn, ĉar la lumo povas resalti multfoje, distordante la mezuradon.

• Amika lumo

Uzi la TOF -fotilon ekstere en hela sunlumo povas malfaciligi subĉielan uzon. Ĉi tio estas pro la alta intenseco de sunlumo kaŭzanta la sensilajn pikselojn rapide saturiĝi, kaj ĝi neeblas detekti la efektivan lumon reflektitan de la objekto.

• La konkludo

TOF -sensiloj kajTOF -lensouzeblas en diversaj aplikoj. De 3D-mapado, industria aŭtomatigo, detekto de obstakloj, mem-veturantaj aŭtoj, agrikulturo, robotiko, endoma navigado, gesto-rekono, skanado de objektoj, mezuradoj, gvatado ĝis pliigita realeco! La aplikoj de TOF -teknologio estas senfinaj.

Vi povas kontakti nin por iuj bezonoj de TOF -lensoj.

Chuang A Optoelectronics fokusas pri altdifinaj optikaj lensoj por krei perfektan vidan markon

Chuang an optoelektroniko nun produktis diversajnTOF -lensojkiel:

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