1. Mikä on lentoajan (TOF) anturi?

Mikä on lentoajan kamera? Onko kamera, joka vangitsee lentokoneen lennon? Onko sillä jotain tekemistä lentokoneiden tai lentokoneiden kanssa? No, se on oikeastaan ​​kaukana!

TOF on mitta, joka vie objektin, hiukkasen tai aallon etäisyyden kulkemiseksi. Tiesitkö, että lepakon luotausjärjestelmä toimii? Lennon aikajärjestelmä on samanlainen!

On olemassa monenlaisia ​​lentoajan antureita, mutta useimmat ovat lennon aikakameroita ja laserskannereita, jotka käyttävät LIDAR-nimistä tekniikka infrapunavalolla.

TOF -antureilla tuotetut ja kaapatut tiedot ovat erittäin hyödyllisiä, koska ne voivat tarjota jalankulkijoiden havaitsemisen, käyttäjän todennuksen kasvojen ominaisuuksien, ympäristökartoituksen perusteella SLAM: n (samanaikainen lokalisointi ja kartoitus) -algoritmien avulla ja paljon muuta.

Tätä järjestelmää käytetään todella laajasti robotissa, itse ajavissa autoissa ja jopa nyt mobiililaitteessa. Esimerkiksi, jos käytät Huawei P30 Pro, Oppo Rx17 Pro, LG G8 ThinQ jne., Puhelimessa on TOF -kamera!

TOF -kamera

2. Kuinka lentoajan anturi toimii?

Nyt haluaisimme antaa lyhyen johdannon siitä, mikä on lennon aika-anturi ja miten se toimii.

TofAnturit käyttävät pieniä lasereita infrapunavaloa, jossa tuloksena oleva valo pomppii minkä tahansa esineen ja palaa anturille. Anturi voi mitata objektin ja anturin välisen etäisyyden, joka perustuu aikaeron valon säteilyn ja anturin paluun jälkeen anturille.

Tänään tutkimme kahta tapaa, joilla TOF käyttää matka -aikaa etäisyyden ja syvyyden määrittämiseen: ajoituspulssien käyttäminen ja amplitudimoduloitujen aaltojen vaihesiirtymisen käyttäminen.

Käytä ajoitettuja pulsseja

Esimerkiksi se toimii valaisemalla kohdetta laserilla, mitata sitten heijastunut valo skannerilla ja sitten valon nopeuden käyttämällä objektin etäisyyden ekstrapoloimiseksi kulkevan etäisyyden tarkkaan. Lisäksi laserpalautusajan ja aallonpituuden eroa käytetään sitten tarkan digitaalisen 3D -esityksen ja kohteen pintaominaisuuksien valmistamiseen ja sen yksittäisten ominaisuuksien visuaaliseen kartoittamiseen.

Kuten yllä näet, laservalo ampuu ulos ja palautetaan sitten esineen takaisin anturiin. Laser -paluuajan myötä TOF -kamerat pystyvät mittaamaan tarkkoja etäisyyksiä lyhyessä ajassa, kun otetaan huomioon valonopeuden nopeus. (TOF muuntaa etäisyydeksi) Tämä on kaava, jota analyytikko käyttää saavuttaakseen objektin tarkan etäisyyden:

(valon nopeus x lennon aika) / 2

TOF kääntyy etäisyyteen

Kuten huomaat, ajastin alkaa, kun valo on pois päältä, ja kun vastaanotin vastaanottaa palautusvalon, ajastin palauttaa ajan. Kun vähennetään kahdesti, saadaan valon lentoaika ja valon nopeus on vakio, joten etäisyys voidaan helposti laskea yllä olevalla kaavalla. Tällä tavoin kaikki esineen pinnalla olevat kohdat voidaan määrittää.

Käytä AM -aallon vaihesiirtoa

SeuraavaksiTofVoi myös käyttää jatkuvia aaltoja heijastuneen valon vaihesiirron havaitsemiseen syvyyden ja etäisyyden määrittämiseksi.

Vaihesiirto käyttämällä AM -aaltoa

Moduloimalla amplitudia, se luo sinimuotoisen valonlähteen, jolla on tunnetulla taajuudella, jolloin ilmaisin voi määrittää heijastuneen valon vaihesiirron seuraavan kaavan avulla:

Jos C on valon nopeus (c = 3 × 10^8 m/s), λ on aallonpituus (λ = 15 m) ja F on taajuus, jokainen anturin piste voidaan helposti laskea syvyydessä.

Kaikki nämä asiat tapahtuvat erittäin nopeasti, kun työskentelemme valon nopeudella. Voitteko kuvitella tarkkuuden ja nopeuden, jolla anturit kykenevät mittaamaan? Saanen antaa esimerkin, Light kulkee nopeudella 300 000 kilometriä sekunnissa, jos esine on 5 metrin päässä sinusta, kameran ja palauttamisen poistuvan valon välinen aikaero on noin 33 nanosekuntia, mikä vastaa vain 0,000000033 sekuntia! Vau! Puhumattakaan, kaapatut tiedot antavat sinulle tarkan 3D -digitaalisen esityksen jokaiselle kuvan pikselille.

Riippumatta käytetystä periaatteesta, joka tarjoaa valonlähteen, joka valaisee koko kohtauksen, anturin voi määrittää kaikkien pisteiden syvyyden. Tällainen tulos antaa sinulle etäisyyskartan, jossa jokainen pikseli koodaa etäisyyden kohtauksen vastaavaan pisteeseen. Seuraava on esimerkki TOF -alueen kuvaajasta:

Esimerkki TOF -alueen kuvaajasta

Nyt kun tiedämme, että TOF toimii, miksi se on hyvä? Miksi käyttää sitä? Mihin he ovat hyviä? Älä huoli, TOF -anturin käyttämisessä on monia etuja, mutta tietysti on joitain rajoituksia.

3. lentoajan anturien käytön edut

Tarkka ja nopea mittaus

Verrattuna muihin etäisyysantureihin, kuten ultraääni tai laserit, lennon aika-anturit pystyvät säveltämään kohtauksen 3D-kuvan erittäin nopeasti. Esimerkiksi TOF -kamera voi tehdä tämän vain kerran. Paitsi, että TOF -anturi pystyy havaitsemaan esineet tarkasti lyhyessä ajassa, ja kosteus, ilmanpaine ja lämpötila ei vaikuta siihen, joten se sopii sekä sisä- että ulkokäyttöön.

pitkän matkan

Koska TOF -anturit käyttävät lasereita, ne kykenevät myös mittaamaan pitkiä etäisyyksiä ja alueita, joilla on korkea tarkkuus. TOF -anturit ovat joustavia, koska ne kykenevät havaitsemaan kaiken muotojen ja koon lähellä olevat ja kaukaiset esineet.

Se on myös joustava siinä mielessä, että pystyt mukauttamaan järjestelmän optiikan optimaaliseen suorituskykyyn, josta voit valita lähettimen ja vastaanottimen tyypit ja linssit halutun näkökentän saamiseksi.

Turvallisuus

Huolestunut siitä, että laserTofAnturi satuttaa silmiäsi? Älä huoli! Monet TOF-anturit käyttävät nyt pienitehoista infrapunalaseria valonlähteenä ja käyttävät sitä moduloiduilla pulsseilla. Anturi täyttää luokan 1 laserturvallisuusstandardit sen varmistamiseksi, että se on turvallinen ihmisen silmälle.

kustannustehokas

Verrattuna muihin 3D -syvyysalueiden skannaustekniikoihin, kuten jäsenneltyihin valokamerajärjestelmiin tai laser -etäisyysmittarit, TOF -anturit ovat paljon halvempia niihin verrattuna.

Kaikista näistä rajoituksista huolimatta TOF on edelleen erittäin luotettava ja erittäin nopea menetelmä 3D -tiedon sieppaamiseksi.

4. TOF: n rajoitukset

Vaikka TOF: llä on monia etuja, sillä on myös rajoituksia. Joitakin TOF: n rajoituksia ovat:

• Hajallaan oleva valo

Jos erittäin kirkkaat pinnat ovat hyvin lähellä TOF -anturiasi, ne voivat hajottaa liikaa valoa vastaanottimeen ja luoda esineitä ja ei -toivottuja heijastuksia, koska TOF -anturi on heijastettava valoa vain, kun mittaus on valmis.

• Useita heijastuksia

Kun käytetään TOF -antureita kulmiin ja koveraan muotoihin, ne voivat aiheuttaa ei -toivottuja heijastuksia, koska valo voi pomppia useita kertoja vääristäen mittausta.

• Ympäristön valo

TOF -kameran käyttäminen ulkona kirkkaassa auringonvalossa voi tehdä ulkona käytöstä. Tämä johtuu siitä, että auringonvalon korkea intensiteetti aiheuttaa anturipikselien kyllästymisen nopeasti, mikä tekee mahdottomaksi havaita objektista heijastettua todellista valoa.

• Johtopäätös

TOF -anturit jaTOF -linssivoidaan käyttää useissa sovelluksissa. 3D-kartoituksesta, teollisuusautomaatiosta, esteiden havaitsemisesta, itse ajavista autoista, maataloudesta, robotiikasta, sisäkuorista navigointia, eleiden tunnistamista, esineiden skannausta, mittauksia, valvontaa lisättyyn todellisuuteen! TOF -tekniikan sovellukset ovat loputtomia.

Voit ottaa meihin yhteyttä TOF -linssien tarpeisiin.

Chuang Optoelektroniikka keskittyy teräväpiirtooptisiin linsseihin täydellisen visuaalisen tuotemerkin luomiseksi

Chuang Optoelektroniikka on nyt tuottanut erilaisiaTOF -linssitkuten:

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