1. Wat is in tiid-of-flight (ToF) sensor?

Wat is in tiid-of-flight kamera? Is it de kamera dy't de flecht fan it fleantúch fêstlizze? Hat it wat te krijen mei fleantugen of fleantugen? No, it is eins fier fuort!

ToF is in mjitte fan de tiid dy't it duorret foar in objekt, dieltsje of welle om in ôfstân te reizgjen. Wisten jo dat it sonarsysteem fan in flearmûs wurket? It tiid-fan-flechtsysteem is fergelykber!

D'r binne in protte soarten tiid-of-flight-sensors, mar de measte binne tiid-of-flight-kamera's en laserscanners, dy't in technology brûke dy't lidar (ljochtdeteksje en berik) neamd wurdt om de djipte fan ferskate punten yn in ôfbylding te mjitten troch it te skinen. mei ynfraread ljocht.

Gegevens generearre en fêstlein mei ToF-sensors binne heul nuttich, om't it fuotgongersdeteksje, brûkersautentikaasje kinne leverje op basis fan gesichtsfunksjes, omjouwingskaart mei SLAM (simultane lokalisaasje en mapping) algoritmen, en mear.

Dit systeem wurdt eins in soad brûkt yn robots, selsridende auto's, en sels no jo mobyl apparaat. As jo ​​bygelyks Huawei P30 Pro, Oppo RX17 Pro, LG G8 ThinQ, ensfh., hawwe jo tillefoan in ToF-kamera!

In ToF-kamera

2. Hoe wurket de tiid-of-flight sensor?

No wolle wy in koarte yntroduksje jaan oer wat in tiid-of-flight-sensor is en hoe't it wurket.

ToFsensors brûke lytse lasers om ynfraread ljocht út te stjoeren, wêrby't it resultearjende ljocht fan elk objekt ôfkeart en weromkomt nei de sensor. Op grûn fan it tiidferskil tusken de útstjit fan ljocht en de weromreis nei de sensor nei't se troch it objekt reflektearre binne, kin de sensor de ôfstân mjitte tusken it objekt en de sensor.

Hjoed sille wy 2 manieren ûndersykje hoe't ToF reistiid brûkt om ôfstân en djipte te bepalen: timingpulsen brûke, en fazeferskowing fan amplitudemoduleare weagen brûke.

Brûk timed pulses

Bygelyks, it wurket troch it ferljochtsjen fan in doel mei in laser, dan mjitten it reflektearre ljocht mei in scanner, en dan mei help fan de snelheid fan it ljocht te ekstrapolearjen de ôfstân fan it objekt om krekt te berekkenjen de ôfstân. Dêrneist wurdt it ferskil yn laser weromkeartiid en golflingte dan brûkt om in krekte digitale 3D-fertsjintwurdiging en oerflakkenmerken fan it doel te meitsjen en syn yndividuele funksjes visueel yn kaart te bringen.

Sa't jo hjirboppe sjen kinne, wurdt laserljocht útstutsen en dan bounce it objekt werom nei de sensor. Mei de laser weromkeartiid binne ToF-kamera's yn steat om krekte ôfstannen yn in koarte perioade te mjitten sjoen de snelheid fan ljochtreizen. (ToF konvertearret nei ôfstân) Dit is de formule dy't in analist brûkt om te kommen ta de krekte ôfstân fan in objekt:

(ljochtsnelheid x tiid fan flecht) / 2

ToF konvertearret nei ôfstân

Sa't jo sjen kinne, sil de timer begjinne wylst it ljocht út is, en as de ûntfanger it weromljocht ûntfangt, sil de timer de tiid werombringe. By it subtrahearjen fan twa kear wurdt de "flechttiid" fan ljocht krigen, en de ljochtsnelheid is konstant, sadat de ôfstân maklik kin wurde berekkene mei de formule hjirboppe. Op dizze manier kinne alle punten op it oerflak fan it objekt bepaald wurde.

Brûk de fazeferskowing fan 'e AM-welle

Folgjende, deToFkin ek trochgeande weagen brûke om de fazeferskowing fan it reflektearre ljocht te detektearjen om djipte en ôfstân te bepalen.

Faseferskowing mei AM-welle

Troch de amplitude te modulearjen, ûntstiet in sinusoïdale ljochtboarne mei in bekende frekwinsje, wêrtroch de detektor de fazeferskowing fan it reflektearre ljocht kin bepale mei de folgjende formule:

dêr't c is de snelheid fan it ljocht (c = 3 × 10 ^ 8 m / s), λ is in golflingte (λ = 15 m), en f is de frekwinsje, elk punt op 'e sensor kin maklik berekkene yn' e djipte.

Al dizze dingen barre heul rap as wy wurkje mei de snelheid fan ljocht. Kinne jo jo de krektens en snelheid foarstelle wêrmei't sensoren mjitte kinne? Lit my in foarbyld jaan, ljocht reizget mei in snelheid fan 300.000 kilometer per sekonde, as in objekt 5m fan jo ôf is, is it tiidferskil tusken it ljocht dat de kamera ferlit en weromkomt sa'n 33 nanosekonden, wat mar lykweardich is oan 0,0000000033 sekonden! Wow! Net te ferjitten, de opnommen gegevens sille jo in krekte 3D digitale foarstelling jaan foar elke piksel yn 'e ôfbylding.

Nettsjinsteande it brûkte prinsipe, it leverjen fan in ljochtboarne dy't it hiele toaniel ferljochtet lit de sensor de djipte fan alle punten bepale. Sa'n resultaat jout jo in ôfstânskaart wêr't elke piksel de ôfstân nei it oerienkommende punt yn 'e sêne kodearret. It folgjende is in foarbyld fan in ToF-berikgrafyk:

In foarbyld fan in ToF-berikgrafyk

No't wy witte dat ToF wurket, wêrom is it goed? Wêrom brûke it? Wêr binne se goed foar? Sit gjin soargen, d'r binne in protte foardielen foar it brûken fan in ToF-sensor, mar d'r binne fansels wat beheiningen.

3. De foardielen fan it brûken fan tiid-of-flight sensoren

Akkurate en snelle mjitting

Yn ferliking mei oare ôfstânsensors, lykas ultrasound of lasers, kinne tiid-of-flight-sensors in 3D-ôfbylding fan in sêne heul fluch komponearje. Bygelyks, in ToF-kamera kin dit mar ien kear dwaan. Net allinich dat, de ToF-sensor is yn steat om objekten yn koarte tiid sekuer te detektearjen en wurdt net beynfloede troch fochtigens, luchtdruk en temperatuer, wêrtroch it geskikt is foar sawol binnen- as bûtengebrûk.

lange ôfstân

Sûnt ToF-sensors lasers brûke, binne se ek by steat om lange ôfstannen en berik mei hege krektens te mjitten. ToF-sensoren binne fleksibel, om't se objekten tichtby en fier fan alle foarmen en maten kinne detectearje.

It is ek fleksibel yn 'e sin dat jo de optyk fan it systeem oanpasse kinne foar optimale prestaasjes, wêr't jo de transmitter- en ûntfangertypen en linzen kinne kieze om it winske sichtfjild te krijen.

Feilichheid

Soargen dat de laser út deToFsensor sil sear dyn eagen? meitsje dy gjin soargen! In protte ToF-sensors brûke no in leech-macht ynfraread laser as de ljochtboarne en ride it mei moduleare pulsen. De sensor foldocht oan Klasse 1 laserfeiligensnormen om te soargjen dat it feilich is foar it minsklik each.

kosten effektyf

Yn ferliking mei oare 3D djipte berik skennen technologyen lykas strukturearre ljocht kamera systemen of laser rangefinders, ToF sensoren binne folle goedkeaper yn ferliking mei harren.

Nettsjinsteande al dizze beheiningen is ToF noch altyd heul betrouber en in heul rappe metoade foar it fêstlizzen fan 3D-ynformaasje.

4. Beheinings fan ToF

Hoewol ToF in protte foardielen hat, hat it ek beheiningen. Guon fan 'e beheiningen fan ToF omfetsje:

• Ferspraat ljocht

As heul heldere oerflakken heul tichtby jo ToF-sensor binne, kinne se tefolle ljocht yn jo ûntfanger ferspriede en artefakten en net winske refleksjes meitsje, om't jo ToF-sensor it ljocht allinich hoecht te reflektearjen as de mjitting klear is.

• Meardere refleksjes

By it brûken fan ToF-sensoren op hoeken en konkave foarmen, kinne se net winske refleksjes feroarsaakje, om't it ljocht meardere kearen kin keatse, en de mjitting fersteurt.

• Ambient ljocht

It brûken fan de ToF-kamera bûten yn helder sinneljocht kin it gebrûk fan bûten lestich meitsje. Dit komt troch de hege yntinsiteit fan sinneljocht wêrtroch't de sensorpiksels fluch verzadigje, wêrtroch it ûnmooglik is om it eigentlike ljocht te detektearjen dat reflektearre wurdt fan it objekt.

• De konklúzje

ToF sensoren enToF lenskin brûkt wurde yn in ferskaat oan tapassingen. Fan 3D-mapping, yndustriële automatisearring, obstakeldeteksje, selsridende auto's, lânbou, robotika, binnennavigaasje, gebaarherkenning, objektscannen, mjittingen, tafersjoch oant augmented reality! De tapassingen fan ToF-technology binne einleaze.

Jo kinne kontakt mei ús opnimme foar alle behoeften fan ToF-lenzen.

Chuang An Optoelectronics rjochtet him op optyske lenzen mei hege definysje om in perfekte fisuele merk te meitsjen

Chuang An Optoelectronics hat no produsearre in ferskaat oanTOF linzenlykas:

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