一、Wat is tiid fan flechtkamera's?

Time-of-flight (ToF) kamera's binne in soarte fan djipte-sensearjende technology dy't de ôfstân mjit tusken de kamera en objekten yn it toaniel troch de tiid te brûken dy't it ljocht nimt om nei de objekten te reizgjen en werom nei de kamera. Se wurde faak brûkt yn ferskate tapassingen, lykas augmented reality, robotika, 3D-skennen, stjoeringsherkenning, en mear.

ToF kamera'swurkje troch in ljochtsinjaal út te stjoeren, typysk ynfraread ljocht, en it mjitten fan 'e tiid dy't it duorret foar it sinjaal om werom te springen nei't se objekten yn' e sêne rekke. Dizze tiidmjitting wurdt dan brûkt om de ôfstân ta de objekten te berekkenjen, in djiptekaart te meitsjen of in 3D-representaasje fan it toaniel.

De tiid fan flechtkamera's

Yn ferliking mei oare technologyen foar djiptesensing lykas strukturearre ljocht of stereofisy, biede ToF-kamera's ferskate foardielen. Se leverje realtime djipteynformaasje, hawwe in relatyf ienfâldich ûntwerp, en kinne wurkje yn ferskate ljochtomstannichheden. ToF-kamera's binne ek kompakt en kinne wurde yntegreare yn lytsere apparaten lykas smartphones, tablets en draachbere apparaten.

De applikaasjes fan ToF-kamera's binne ferskaat. Yn augmented reality kinne ToF-kamera's de djipte fan objekten sekuer detektearje en it realisme ferbetterje fan firtuele objekten pleatst yn 'e echte wrâld. Yn robotika kinne se robots ynskeakelje om har omjouwing te waarnimmen en obstakels effektiver te navigearjen. Yn 3D-skennen kinne ToF-kamera's de mjitkunde fan objekten of omjouwings fluch fange foar ferskate doelen lykas firtuele realiteit, gaming, of 3D-printsjen. Se wurde ek brûkt yn biometryske tapassingen, lykas gesichtsherkenning of herkenning fan hângebearten.

二,Komponinten fan tiid fan flecht kamera's

Time-of-flight (ToF) kamera'sbesteane út ferskate wichtige komponinten dy't gearwurkje om djiptesensing en ôfstânsmjitting mooglik te meitsjen. De spesifike komponinten kinne ferskille ôfhinklik fan it ûntwerp en de fabrikant, mar hjir binne de fûnemintele eleminten dy't typysk fûn wurde yn ToF-kamerasystemen:

Ljocht boarne:

ToF-kamera's brûke in ljochtboarne om in ljochtsinjaal út te stjoeren, meast yn 'e foarm fan ynfraread (IR) ljocht. De ljochtboarne kin in LED (Light-Emitting Diode) of in laserdiode wêze, ôfhinklik fan it ûntwerp fan 'e kamera. It útstjoerde ljocht reizget nei de objekten yn it toaniel.

Optyk:

In lins sammelet it reflektearre ljocht en ferbyldet de omjouwing op 'e byldsensor (focal plane array). In optysk band-pass-filter lit it ljocht allinich trochjaan mei deselde golflingte as de ferljochtingsienheid. Dit helpt net-relevant ljocht te ûnderdrukken en lûd te ferminderjen.

Ofbylding sensor:

Dit is it hert fan 'e TOF-kamera. Elke piksel mjit de tiid dy't it ljocht nommen hat om te reizgjen fan 'e ferljochtingsienheid (laser as LED) nei it objekt en werom nei it fokale plane-array.

Timing Circuitry:

Om de tiid-of-flight sekuer te mjitten, hat de kamera krekte timing-sirkels nedich. Dit circuit kontrolearret de útstjit fan it ljochtsinjaal en detektearret de tiid dy't it duorret foar it ljocht om nei de objekten te reizgjen en werom te gean nei de kamera. It syngronisearret de emisje- en deteksjeprosessen om krekte ôfstânmjittingen te garandearjen.

Modulaasje:

GuonToF kamera'syntegrearje modulaasjetechniken om de krektens en robústiteit fan ôfstânmjittingen te ferbetterjen. Dizze kamera's moduleare it útstjoerde ljochtsinjaal mei in spesifyk patroan of frekwinsje. De modulaasje helpt it útstjoerde ljocht te ûnderskieden fan oare ljochtboarnen fan 'e omjouwing en ferbettert it fermogen fan' e kamera om te ûnderskieden tusken ferskate objekten yn 'e sêne.

Djipte berekkening Algoritme:

Om de mjittingen fan 'e flecht te konvertearjen yn djipteynformaasje, brûke ToF-kamera's ferfine algoritmen. Dizze algoritmen analysearje de timinggegevens ûntfongen fan 'e fotodetektor en berekkenje de ôfstân tusken de kamera en de objekten yn it toaniel. De algoritmen foar djipteberekkening befetsje faak kompensaasje foar faktoaren lykas ljochtpropagaasjesnelheid, sensorresponstiid en ynterferinsje fan ambient ljocht.

Djipte gegevensútfier:

Sadree't de djipteberekkening is útfierd, leveret de ToF-kamera útfier foar djiptegegevens. Dizze útfier kin de foarm hawwe fan in djiptekaart, in puntwolk, of in 3D-representaasje fan it toaniel. De djiptegegevens kinne brûkt wurde troch applikaasjes en systemen om ferskate funksjonaliteiten yn te skeakeljen lykas foarwerp folgjen, augmented reality, of robotyske navigaasje.

It is wichtich om te notearjen dat de spesifike ymplemintaasje en komponinten fan ToF-kamera's kinne ferskille tusken ferskate fabrikanten en modellen. Ferwizings yn technology kinne ekstra funksjes en ferbetterings yntrodusearje om de prestaasjes en mooglikheden fan ToF-kamerasystemen te ferbetterjen.

三, Applikaasjes

Automotive applikaasjes

Time-of-flight kamera'swurde brûkt yn assistinsje- en feiligensfunksjes foar avansearre automobilapplikaasjes lykas aktive fuotgongersfeiligens, precrash-deteksje en binnenapplikaasjes lykas out-of-position (OOP) deteksje.

De tapassing fan ToF-kamera's

Minsk-masine-ynterfaces en gaming

As tiid-of-flight kamera'sleverje ôfstânôfbyldings yn echte tiid, it is maklik om bewegingen fan minsken te folgjen. Dit soarget foar nije ynteraksjes mei konsuminteapparaten lykas televyzjes. In oar ûnderwerp is om dit type kamera's te brûken om te ynteraksje mei spultsjes op fideospultsjekonsoles. applikaasjes dy't gebrûk meitsje fan kompjûterfisy en techniken foar herkenning fan gebearten.

Creative en Intel leverje ek in ferlykber type ynteraktive stjoeringstiid-of-flight-kamera foar gaming, de Senz3D basearre op de DepthSense 325-kamera fan Softkinetic. Infineon en PMD Technologies skeakelje lytse yntegreare 3D-djiptekamera's yn foar kontrôlekontrôle op tichtby berik fan konsuminteapparaten lykas alles-yn-ien PC's en laptops (Picco flexx en Picco monstar-kamera's).

De tapassing fan ToF-kamera's yn spultsjes

Smartphone kamera's

Ferskate smartphones omfetsje tiid-of-flight-kamera's. Dizze wurde benammen brûkt om de kwaliteit fan foto's te ferbetterjen troch de kamera-software te foarsjen fan ynformaasje oer foargrûn en eftergrûn. De earste mobile telefoan om sokke technology te brûken wie de LG G3, útbrocht yn it begjin fan 2014.

De tapassing fan ToF-kamera's yn mobile tillefoans

Mjitting en masinefisy

Oare tapassingen binne mjittaken, bygelyks foar de folhichte yn silo's. Yn yndustriële masinefisy helpt de tiid-of-flight-kamera om objekten te klassifisearjen en te lokalisearjen foar gebrûk troch robots, lykas items dy't foarby geane op in transportband. Doarkontrôles kinne maklik ûnderskiede tusken bisten en minsken dy't de doar berikke.

Robotyk

In oar gebrûk fan dizze kamera's is it mêd fan robotika: Mobile robots kinne heul fluch in kaart fan har omjouwing opbouwe, wêrtroch't se obstakels kinne foarkomme of in liedende persoan folgje. Om't de ôfstânsberekkening ienfâldich is, wurdt mar in bytsje berekkeningskrêft brûkt. Om't dizze kamera's ek kinne wurde brûkt om ôfstân te mjitten, is it bekend dat teams foar FIRST Robotics Competition de apparaten brûke foar autonome routines.

Earth topografy

ToF kamera'sbinne brûkt om digitale hichtemodellen te krijen fan de topografy fan 'e ierde, foar stúdzjes yn geomorfology.

De tapassing fan ToF-kamera's yn geomorfology