一、 Mikä on lentokameroiden aika?

Lento-aika (TOF) -kamerat ovat eräänlainen syvyyden tunnistamistekniikka, joka mittaa kameran ja kohtauksen esineiden välistä etäisyyttä käyttämällä valoa, joka kuluu objekteihin ja takaisin kameraan. Niitä käytetään yleisesti useissa sovelluksissa, kuten lisätty todellisuus, robotiikka, 3D -skannaus, eleiden tunnistus ja paljon muuta.

TOF -kameratTyöskentely lähettämällä valonsignaali, tyypillisesti infrapunavalo ja mittaamalla signaalin palautuvan ajan kulumisen jälkeen kohtauksen objektien jälkeen. Tällä aikamittauksella käytetään sitten etäisyyden laskemiseen objekteihin, luomalla syvyyskartan tai kohtauksen 3D -esityksen.

Lentokameroiden aika

Verrattuna muihin syvyyden havaitsemiseen, kuten jäsennelty valo tai stereovisio, TOF-kamerat tarjoavat useita etuja. Ne tarjoavat reaaliaikaisen syvyystiedon, niillä on suhteellisen yksinkertainen muotoilu ja voivat toimia erilaisissa valaistusolosuhteissa. TOF -kamerat ovat myös kompakteja ja ne voidaan integroida pienempiin laitteisiin, kuten älypuhelimiin, tablet -laitteisiin ja puettaviin laitteisiin.

TOF -kameroiden sovellukset ovat monipuolisia. Lisäysten todellisuudessa TOF -kamerat voivat havaita tarkasti esineiden syvyyden ja parantaa todellisiin maailmaan sijoitettujen virtuaalisten esineiden realismia. Robotiikassa ne antavat roboteille mahdollisuuden havaita ympäristönsä ja navigoida esteisiin tehokkaammin. 3D -skannauksessa TOF -kamerat voivat nopeasti kaapata esineiden tai ympäristöjen geometrian erilaisiin tarkoituksiin, kuten virtuaalitodellisuus, pelaaminen tai 3D -tulostus. Niitä käytetään myös biometrisissä sovelluksissa, kuten kasvojen tunnistamisessa tai käsin eleiden tunnistamisessa.

二、Lentokameroiden ajanjaksot

Lennon aikakamerat (TOF)koostuvat useista avainkomponenteista, jotka toimivat yhdessä syvyyden tunnistuksen ja etäisyyden mittauksen mahdollistamiseksi. Erityiset komponentit voivat vaihdella suunnittelun ja valmistajan mukaan, mutta tässä on TOF -kamerajärjestelmissä tyypillisesti löytyvät peruselementit:

Valonlähde:

TOF -kamerat käyttävät valonlähdettä valon signaalin säteilemiseksi, yleensä infrapunavalon muodossa. Valonlähde voi olla LED (valoa emittoiva diodi) tai laser diodi kameran suunnittelusta riippuen. Päästövalo kulkee kohti kohtauksen esineitä.

Optiikka:

Objektiivi kerää heijastuneen valon ja kuvaa ympäristön kuva -anturille (polttotasoinen taulukko). Optinen kaistanpäästösuodatin ohittaa valon vain samalla aallonpituudella kuin valaistusyksikkö. Tämä auttaa tukahduttamaan epämääräistä valoa ja vähentämään melua.

Kuva -anturi:

Tämä on TOF -kameran sydän. Jokainen pikseli mittaa aikaa, jonka valo on kulunut valaistusyksiköstä (laser tai LED) esineeseen ja takaisin polttoainetasoon.

Ajoituspiiri:

Lento-ajan tarkkaan mittaamiseksi kamera tarvitsee tarkan ajoituspiirin. Tämä piiri ohjaa valon signaalin säteilyä ja havaitsee valon kuluvan ajan kuluvan ajan ja palaamaan kameraan. Se synkronoi päästö- ja havaitsemisprosessit tarkkojen etäisyysmittausten varmistamiseksi.

Modulaatio:

Jonkin verranTOF -kameratSisällytä modulaatiotekniikat etäisyysmittausten tarkkuuden ja kestävyyden parantamiseksi. Nämä kamerat moduloivat emittoidun valonsignaalin tietyllä kuviolla tai taajuudella. Modulaatio auttaa erottamaan päästövalo muista ympäristön valonlähteistä ja parantaa kameran kykyä erottaa kohtauksen eri esineet.

Syvyyden laskentaalgoritmi:

Lentojakson mittausten muuttamiseksi syvyystietoiksi TOF-kamerat hyödyntävät hienostuneita algoritmeja. Nämä algoritmit analysoivat valodetektorilta saadut ajoitustiedot ja laskevat kameran ja kohtauksen esineiden välisen etäisyyden. Syvyyslaskentaalgoritmeihin sisältyy usein kompensointi tekijöille, kuten valon etenemisnopeudelle, anturin vasteaikalle ja ympäristön valonhäiriöille.

Syvyystietolähtö:

Kun syvyyslaskelma on suoritettu, TOF -kamera tarjoaa syvyystietojen lähdön. Tämä lähtö voi tapahtua syvyyskartan, pistepilven tai kohtauksen 3D -esityksen muodossa. Sovellukset ja järjestelmät voivat käyttää syvyystietoa erilaisten toimintojen, kuten objektien seurannan, lisätyn todellisuuden tai robottinavigoinnin mahdollistamiseksi.

On tärkeää huomata, että TOF -kameroiden erityinen toteutus ja komponentit voivat vaihdella eri valmistajien ja mallejen välillä. Teknologian edistys voi tuoda käyttöön lisäominaisuuksia ja parannuksia TOF -kamerajärjestelmien suorituskyvyn ja ominaisuuksien parantamiseksi.

三、 Sovellukset

Autoteollisuussovellukset

Lennon aikakameratkäytetään apu- ja turvallisuustoimintoihin edistyneissä autosovelluksissa, kuten aktiivinen jalankulkijoiden turvallisuus, prerash-havaitsemis- ja sisäovellukset, kuten asennuksen ulkopuolinen (OOP) havaitseminen.

TOF -kameroiden levitys

Ihmisen ja koneen rajapinnat ja pelaaminen

As lennon aikakameratTarjoa etäisyyskuvia reaaliajassa, ihmisten liikkeitä on helppo seurata. Tämä sallii uuden vuorovaikutuksen kuluttajalaitteiden, kuten televisioiden, kanssa. Toinen aihe on käyttää tämän tyyppisiä kameroita vuorovaikutuksessa videopelikonsolien pelien kanssa. Toisen sukupolven kinect-anturi, joka alun perin sisältyy Xbox One -konsoliin Sovellukset käyttävät tietokoneen näkö- ja eleiden tunnistustekniikoita.

Luova ja Intel tarjoavat myös samanlaisen interaktiivisen eleiden lennon aikakameran pelaamiseen, Senz3D: n perustuen Pehmokineettisen syvyyden 325 kameran perusteella. Infineon- ja PMD-tekniikat mahdollistavat pienet integroidut 3D-syvyyskamerat kuluttajalaitteiden, kuten all-in-one-tietokoneiden ja kannettavien tietokoneiden (Picco Flexx ja Picco Monstar -kamerat) läheisen alueen eleiden hallintaan.

TOF -kameroiden levitys peleissä

Älypuhelinkamerat

Useat älypuhelimet sisältävät lennon aikakamerat. Niitä käytetään pääasiassa valokuvien laadun parantamiseen tarjoamalla kameraohjelmistolle tietoa etualaista ja taustasta. Ensimmäinen matkapuhelin, joka käytti tällaista tekniikkaa, oli LG G3, joka julkaistiin vuoden 2014 alussa.

TOF -kameroiden käyttö matkapuhelimissa

Mittaus- ja konekevisio

Muut sovellukset ovat mittaustehtävät, esim. Silo -täyttökorkeuden suhteen. Teollisuuskoneen visiossa lentoajan kamera auttaa luokittelemaan ja löytämään esineitä robotien käytettäväksi, kuten kuljettimella kulkevat esineet. Oven hallintalaitteet voivat erottaa helposti eläinten ja oven saavuttavien ihmisten välillä.

Robotti

Näiden kameroiden toinen käyttö on robottikenttä: mobiilirobotit voivat rakentaa ympäristön kartan erittäin nopeasti, mikä antaa heille mahdollisuuden välttää esteitä tai seurata johtavaa henkilöä. Koska etäisyyslaskelma on yksinkertainen, käytetään vain vähän laskennallista tehoa. Koska näitä kameroita voidaan käyttää myös etäisyyden mittaamiseen, ensimmäisen robotiikan kilpailun joukkueiden on tiedetty käyttävän laitteita autonomisiin rutiineihin.

Maapallon topografia

TOF -kameraton käytetty geomorfologian tutkimuksiin geomorfologian digitaalisten korkeusmallien saamiseksi.

TOF -kameroiden käyttö geomorfologiassa