一, zer da hegaldiaren kamerak?

Hegaldiaren denbora-hegaldia (TOF) kamera da, kameraren eta objektuen arteko distantzia neurtzen duen sakontasun-sentsore mota bat da, argiak objektuetara bidaiatzeko eta kamerara itzultzeko behar duen denbora erabiliz. Normalean hainbat aplikaziotan erabiltzen dira, hala nola, errealitate areagotua, robotika, 3D eskaneatzea, keinu aitorpena eta beste.

Tof kamerakLan egin argi seinalea, normalean infragorri argia igortzean, eta seinaleak itzultzeko behar duen denbora neurtuz eszenan objektuak sakatu ondoren. Oraingo honetan neurketa objektuen distantzia kalkulatzeko erabiltzen da, mapa sakon bat edo eszenaren 3Dko irudikapena sortuz.

Hegaldi kameraren garaia

Argi edo ikuspegi estrukturatua edo ikusmen estereoa bezalako beste teknologia batzuekin alderatuta, Tof kamerak hainbat abantaila eskaintzen ditu. Denbora errealeko informazioari eskaintzen diote, diseinu nahiko sinplea dute eta argiztapen baldintza desberdinetan lan egin dezakete. Tof kamerak ere trinkoak dira eta gailu txikiagoetan integratu daitezke smartphoneak, tabletak eta gailu eramangarriak.

Tof kameraren aplikazioak askotarikoak dira. Errealitate areagotuan, Tof kamerak objektuen sakontasuna zehaztasunez antzeman dezake eta mundu errealean kokatutako objektu birtualen errealismoa hobetu dezake. Robotikan, robotak inguruak hautemateko eta oztopoak modu eraginkorrean jartzeko aukera ematen dute. 3D eskaneatzean, Tof kamerak azkar harrapatu ditzake objektuen edo inguruneen geometria errealitate birtuala, jolasak edo 3D inprimaketa bezalako hainbat helburuetarako. Aplikazio biometrikoetan ere erabiltzen dira, hala nola aurpegiko aitorpena edo eskuko keinuen aitorpena.

二,Hegaldi kameraren denboraren osagaiak

Denbora-hegaldia (TOF) kamerakElkarrekin lan egiten duten hainbat osagai dira, sakonera sentsazio eta distantzia neurtzea ahalbidetzeko. Osagai zehatzak aldatu egin daitezke diseinuaren eta fabrikatzailearen arabera, baina hona hemen Tof kamera sistemetan aurkitzen diren oinarrizko elementuak:

Argi iturria:

Tof kamerak argi-iturri bat erabiltzen du argi seinale bat igortzeko, normalean infragorria (IR) argiaren moduan. Argiaren iturria LED (argiztapen diodoa) edo laser diodoa izan daiteke, kameraren diseinuaren arabera. Igorritako argia eszenako objektuetara bidaitzen da.

Optika:

Lente batek islatutako argia biltzen du eta irudiak ingurumena irudiaren sentsorearen gainean (planoaren ardatz fokala). Banda-pasabide optikoko iragazki batek argiztapen-unitatearen uhin luzera berarekin bakarrik pasatzen du argia. Horrek ez du argiztapenik gabeko argia kentzen eta zarata murrizten laguntzen du.

Irudi sentsorea:

Hau da Tof kameraren bihotza. Pixel bakoitzak argiak argiztapen unitatetik (laserra edo LED) bidaiatzeko hartu duen denbora neurtzen du objektuari eta atzera planoaren ardatzera itzuli.

Denboralizazio zirkuitua:

Hegaldia zehaztasunez neurtzeko, kamerak denbora-zirkuitu zehatza behar du. Zirkuitu honek argi seinalea emisioa kontrolatzen du eta argiak objektuetara bidaiatzeko eta kamerara itzultzeko behar duen denbora antzematen du. Isurketen eta hautemateko prozesuak sinkronizatzen ditu distantzia neurketa zehatzak ziurtatzeko.

Modulazioa:

BatzukTof kamerakSortu modulazio teknikak distantzia neurketen zehaztasuna eta sendotasuna hobetzeko. Kamera hauek isuritako argi seinalea modulatzen dute patroi edo maiztasun zehatz batekin. Modulazioak igortzen duen argia beste giro iturri batzuetatik bereizten laguntzen du eta kameraren gaitasuna eszenan objektu desberdinen bereizketa hobetzen du.

Sakonera kalkulatzeko algoritmoa:

Hegaldien denbora neurketak sakonera bihurtzeko, Tof kamerak algoritmo sofistikatuak erabiltzen ditu. Algoritmo hauek fotodetoctor-etik jasotako denboraren datuak aztertzen dituzte eta kameraren eta objektuen arteko distantzia kalkulatu dute. Sakonera kalkulatzeko algoritmoek askotan hedapen argia, sentsorearen erantzunaren denbora eta giro-argiaren interferentziak bezalako faktoreak konpentsatzea dakarte.

Datuen irteera:

Sakoneraren kalkulua egin ondoren, TOF kamerak datu sakonaren irteera eskaintzen du. Irteera honek sakonera mapa, puntu hodei bat edo eszena 3D irudikapenaren forma har dezake. Sakoneko datuak aplikazio eta sistemek erabil ditzakete objektuen jarraipena, errealitate areagotua edo nabigazio robotikoa bezalako funtzionalitateak ahalbidetzeko.

Garrantzitsua da kontuan izatea Tof kameraren ezarpen eta osagai espezifikoak fabrikatzaile eta eredu desberdinetan alda daitezkeela. Teknologiaren aurrerapenek funtzio eta hobekuntza osagarriak aurkez ditzakete Tof kamera sistemen errendimendua eta gaitasunak hobetzeko.

三, aplikazioak

Automozioko aplikazioak

Hegaldi-kamerakLaguntza eta segurtasun funtzioetan erabiltzen dira, hala nola oinezkoentzako segurtasun aktiboa, premiak hautemateko eta barneko aplikazioetarako.

Tof kameraren aplikazioa

Giza makina-interfazeak eta jolasak

As Hegaldi-kamerakDistantzia irudiak denbora errealean ematea, erraza da gizakien mugimenduak jarraitzea. Horrek interakzio berriak ahalbidetzen ditu kontsumo gailuekin, hala nola telebistak. Beste gai hau kamera mota hau bideojokoen kontsoletan elkarreragiteko da. Xbox bakarreko kontsolearekin bat datorren bigarren belaunaldiko sentsorea. Honek hegaldiaren kamera erabili zuen bere barrutiko irudirako, erabiltzaileen interfaze eta joko naturalak ahalbidetzeko. Aplikazioak ordenagailuaren ikuspegia eta keinuen aitorpen teknikak erabiliz.

Sormenek eta Intelek ere antzeko keinu interaktibo mota bat eskaintzen dute jokoan, Senz3d-ek Softkinetic-eko 325 kamera gelan oinarrituta. Infineon eta PMD teknologiek 3D sakoneko kamera integratuak ahalbidetzen dituzte kontsumitzaileentzako gailuak kontrolatzeko, bakarreko ordenagailuak eta ordenagailu eramangarriak (Picco Flexx eta Picco Monstar kamerak).

Tof kamerak jolasetan aplikatzea

Smartphone kamerak

Hainbat smartphones hegaldiaren garaiko kamerak dira. Hau da, batez ere, argazkien kalitatea hobetzeko erabiltzen dira kameraren softwarea lehen planoari eta atzeko planoei buruzko informazioa eskainiz. Horrelako teknologia erabili duen lehen telefono mugikorra LG G3 izan zen, 2014 hasieran kaleratua.

Tof kameraren aplikazioa telefono mugikorretan

Neurketa eta makinaren ikuspegia

Beste aplikazio batzuk neurketa-zereginak dira, adibidez, betetzeko altuera siloak. Makina industrialaren ikuspegian, hegaldi-kamerak robotak erabiltzeko objektuak sailkatzen eta kokatzen laguntzen du, esaterako, garraiatzaile batean pasatzen diren elementuak. Ate kontrolek erraz bereizten dituzte animalien eta gizakien artean atea lortzeko.

Robotika

Kamera horien erabilera robotikaren eremua da: robot mugikorrak oso azkar eraikitzen dute inguruko mapa, oztopoak ekiditeko edo pertsona garrantzitsu bat jarraitzeko aukera emanez. Urrutiko kalkulua sinplea denez, energia konputazional txikia bakarrik erabiltzen da. Kamera horiek distantzia neurtzeko ere erabil daitezke, lehenbailehen lehiaketako taldeak ohituretarako gailuak erabiltzen dituztela jakin da.

Lurraren topografia

Tof kamerakLurraren gainazaleko topografiaren gaineko kota digital ereduak lortzeko erabili dira, Geomorfologiako ikasketak egiteko.

Tof kamerak geomorfologian aplikatzea