一、ફ્લાઇટ કેમેરાનો સમય શું છે?

ટાઈમ-ઓફ-ફ્લાઇટ (ToF) કેમેરા એ એક પ્રકારની ઊંડાઈ-સેન્સિંગ ટેક્નોલોજી છે જે દ્રશ્યમાંના કેમેરા અને ઑબ્જેક્ટ્સ વચ્ચેના અંતરને ઑબ્જેક્ટ સુધી અને કૅમેરામાં પાછા ફરવામાં પ્રકાશને જે સમય લાગે છે તેનો ઉપયોગ કરીને માપે છે. તેઓ સામાન્ય રીતે વિવિધ એપ્લિકેશન્સમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે જેમ કે ઓગમેન્ટેડ રિયાલિટી, રોબોટિક્સ, 3D સ્કેનિંગ, હાવભાવ ઓળખ અને વધુ.

ToF કેમેરાલાઇટ સિગ્નલ, સામાન્ય રીતે ઇન્ફ્રારેડ લાઇટનું ઉત્સર્જન કરીને અને દ્રશ્યમાં ઑબ્જેક્ટને અથડાવ્યા પછી સિગ્નલને બાઉન્સ થવામાં જે સમય લાગે છે તેનું માપન કરીને કાર્ય કરો. આ સમયના માપનો ઉપયોગ પછી પદાર્થોના અંતરની ગણતરી કરવા, ઊંડાઈનો નકશો બનાવવા અથવા દ્રશ્યનું 3D પ્રતિનિધિત્વ કરવા માટે થાય છે.

ફ્લાઇટ કેમેરાનો સમય

સ્ટ્રક્ચર્ડ લાઇટ અથવા સ્ટીરિયો વિઝન જેવી અન્ય ડેપ્થ-સેન્સિંગ ટેક્નોલોજીની સરખામણીમાં, ToF કેમેરા ઘણા ફાયદાઓ પ્રદાન કરે છે. તેઓ રીઅલ-ટાઇમ ઊંડાણની માહિતી પ્રદાન કરે છે, પ્રમાણમાં સરળ ડિઝાઇન ધરાવે છે અને વિવિધ લાઇટિંગ પરિસ્થિતિઓમાં કામ કરી શકે છે. ToF કેમેરા પણ કોમ્પેક્ટ છે અને સ્માર્ટફોન, ટેબ્લેટ અને પહેરી શકાય તેવા ઉપકરણો જેવા નાના ઉપકરણોમાં સંકલિત કરી શકાય છે.

ToF કેમેરાની એપ્લિકેશનો વિવિધ છે. સંવર્ધિત વાસ્તવિકતામાં, ToF કૅમેરા ઑબ્જેક્ટ્સની ઊંડાઈને ચોક્કસ રીતે શોધી શકે છે અને વાસ્તવિક દુનિયામાં મૂકવામાં આવેલા વર્ચ્યુઅલ ઑબ્જેક્ટ્સના વાસ્તવિકતાને સુધારી શકે છે. રોબોટિક્સમાં, તેઓ રોબોટ્સને તેમની આસપાસના વાતાવરણને સમજવા અને અવરોધોને વધુ અસરકારક રીતે નેવિગેટ કરવામાં સક્ષમ કરે છે. 3D સ્કેનિંગમાં, ToF કૅમેરા વર્ચ્યુઅલ રિયાલિટી, ગેમિંગ અથવા 3D પ્રિન્ટિંગ જેવા વિવિધ હેતુઓ માટે ઑબ્જેક્ટ અથવા પર્યાવરણની ભૂમિતિને ઝડપથી કૅપ્ચર કરી શકે છે. તેનો ઉપયોગ બાયોમેટ્રિક એપ્લિકેશન્સમાં પણ થાય છે, જેમ કે ચહેરાની ઓળખ અથવા હાથના હાવભાવની ઓળખ.

二,ફ્લાઇટ કેમેરાના સમયના ઘટકો

ફ્લાઇટનો સમય (ToF) કેમેરાઊંડાઈ સંવેદના અને અંતર માપનને સક્ષમ કરવા માટે એકસાથે કામ કરતા ઘણા મુખ્ય ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે. વિશિષ્ટ ઘટકો ડિઝાઇન અને ઉત્પાદકના આધારે બદલાઈ શકે છે, પરંતુ અહીં સામાન્ય રીતે ToF કૅમેરા સિસ્ટમ્સમાં જોવા મળતા મૂળભૂત ઘટકો છે:

પ્રકાશ સ્ત્રોત:

ToF કેમેરા સામાન્ય રીતે ઇન્ફ્રારેડ (IR) પ્રકાશના રૂપમાં પ્રકાશ સિગ્નલ બહાર કાઢવા માટે પ્રકાશ સ્ત્રોતનો ઉપયોગ કરે છે. કેમેરાની ડિઝાઇન પર આધાર રાખીને પ્રકાશનો સ્ત્રોત LED (લાઇટ-એમિટિંગ ડાયોડ) અથવા લેસર ડાયોડ હોઈ શકે છે. ઉત્સર્જિત પ્રકાશ દ્રશ્યમાંના પદાર્થો તરફ જાય છે.

ઓપ્ટિક્સ:

લેન્સ પ્રતિબિંબિત પ્રકાશને એકત્ર કરે છે અને ઇમેજ સેન્સર (ફોકલ પ્લેન એરે) પર પર્યાવરણની છબી બનાવે છે. ઓપ્ટિકલ બેન્ડ-પાસ ફિલ્ટર માત્ર પ્રકાશ એકમ જેટલી જ તરંગલંબાઇ સાથે પ્રકાશને પસાર કરે છે. આ અપ્રસ્તુત પ્રકાશને દબાવવા અને અવાજ ઘટાડવામાં મદદ કરે છે.

છબી સેન્સર:

આ TOF કેમેરાનું હૃદય છે. દરેક પિક્સેલ લાઇટે ઇલ્યુમિનેશન યુનિટ (લેસર અથવા LED) થી ઑબ્જેક્ટ સુધી અને ફોકલ પ્લેન એરેમાં પાછા ફરવા માટે લીધેલા સમયને માપે છે.

ટાઇમિંગ સર્કિટરી:

ફ્લાઇટના સમયને ચોક્કસ રીતે માપવા માટે, કેમેરાને ચોક્કસ સમયની સર્કિટરીની જરૂર છે. આ સર્કિટરી પ્રકાશ સિગ્નલના ઉત્સર્જનને નિયંત્રિત કરે છે અને પ્રકાશને ઑબ્જેક્ટ્સમાં મુસાફરી કરવા અને કૅમેરામાં પાછા ફરવા માટે જે સમય લાગે છે તે શોધી કાઢે છે. તે ચોક્કસ અંતર માપન સુનિશ્ચિત કરવા માટે ઉત્સર્જન અને શોધ પ્રક્રિયાઓને સુમેળ કરે છે.

મોડ્યુલેશન:

કેટલાકToF કેમેરાઅંતર માપનની ચોકસાઈ અને મજબૂતાઈને સુધારવા માટે મોડ્યુલેશન તકનીકોનો સમાવેશ કરો. આ કેમેરા ચોક્કસ પેટર્ન અથવા આવર્તન સાથે ઉત્સર્જિત પ્રકાશ સિગ્નલને મોડ્યુલેટ કરે છે. મોડ્યુલેશન અન્ય આસપાસના પ્રકાશ સ્રોતોથી ઉત્સર્જિત પ્રકાશને અલગ પાડવામાં મદદ કરે છે અને દ્રશ્યમાં વિવિધ વસ્તુઓ વચ્ચે તફાવત કરવાની કેમેરાની ક્ષમતાને વધારે છે.

ઊંડાઈ ગણતરી અલ્ગોરિધમ:

ફ્લાઇટના સમયના માપને ઊંડાણની માહિતીમાં કન્વર્ટ કરવા માટે, ToF કેમેરા અત્યાધુનિક અલ્ગોરિધમનો ઉપયોગ કરે છે. આ અલ્ગોરિધમ્સ ફોટોડિટેક્ટરમાંથી મળેલા ટાઈમિંગ ડેટાનું વિશ્લેષણ કરે છે અને દ્રશ્યમાં કેમેરા અને ઑબ્જેક્ટ વચ્ચેના અંતરની ગણતરી કરે છે. ઊંડાણની ગણતરીના ગાણિતીક નિયમોમાં ઘણીવાર પ્રકાશ પ્રચારની ગતિ, સેન્સર પ્રતિભાવ સમય અને આસપાસના પ્રકાશની દખલ જેવા પરિબળોને વળતર આપવાનો સમાવેશ થાય છે.

ડેપ્થ ડેટા આઉટપુટ:

એકવાર ઊંડાઈની ગણતરી કરવામાં આવે તે પછી, ToF કૅમેરા ઊંડાઈ ડેટા આઉટપુટ પ્રદાન કરે છે. આ આઉટપુટ ઊંડાણ નકશા, બિંદુ વાદળ અથવા દ્રશ્યની 3D રજૂઆતનું સ્વરૂપ લઈ શકે છે. ઑબ્જેક્ટ ટ્રૅકિંગ, ઑગમેન્ટેડ રિયાલિટી અથવા રોબોટિક નેવિગેશન જેવી વિવિધ કાર્યોને સક્ષમ કરવા માટે ઍપ્લિકેશનો અને સિસ્ટમો દ્વારા ઊંડાઈ ડેટાનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.

એ નોંધવું અગત્યનું છે કે ToF કેમેરાના ચોક્કસ અમલીકરણ અને ઘટકો વિવિધ ઉત્પાદકો અને મોડેલોમાં બદલાઈ શકે છે. ટેક્નોલોજીમાં પ્રગતિઓ ToF કેમેરા સિસ્ટમના પ્રદર્શન અને ક્ષમતાઓને સુધારવા માટે વધારાની સુવિધાઓ અને ઉન્નત્તિકરણો રજૂ કરી શકે છે.

三, અરજીઓ

ઓટોમોટિવ એપ્લિકેશન્સ

ફ્લાઇટના સમયના કેમેરાઅદ્યતન ઓટોમોટિવ એપ્લિકેશનો જેમ કે સક્રિય રાહદારીઓની સલામતી, પ્રીક્રેશ ડિટેક્શન અને આઉટ-ઓફ-પોઝિશન (OOP) ડિટેક્શન જેવી ઇન્ડોર એપ્લિકેશન્સ માટે સહાયતા અને સલામતી કાર્યોમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે.

ToF કેમેરાની એપ્લિકેશન

માનવ-મશીન ઇન્ટરફેસ અને ગેમિંગ

As ફ્લાઇટના સમયના કેમેરાવાસ્તવિક સમયમાં અંતરની છબીઓ પ્રદાન કરો, મનુષ્યની હિલચાલને ટ્રેક કરવી સરળ છે. આ ટેલિવિઝન જેવા ગ્રાહક ઉપકરણો સાથે નવી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓને મંજૂરી આપે છે. અન્ય વિષય વિડિયો ગેમ કન્સોલ પરની રમતો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવા માટે આ પ્રકારના કેમેરાનો ઉપયોગ કરવાનો છે. Xbox One કન્સોલ સાથે મૂળ રૂપે સમાવિષ્ટ બીજી પેઢીના Kinect સેન્સર તેની રેન્જ ઇમેજિંગ માટે સમય-સમયના ફ્લાઇટ કેમેરાનો ઉપયોગ કરે છે, કુદરતી વપરાશકર્તા ઇન્ટરફેસ અને ગેમિંગને સક્ષમ કરે છે. કમ્પ્યુટર વિઝન અને હાવભાવ ઓળખ તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને એપ્લિકેશન.

ક્રિએટિવ અને ઇન્ટેલ પણ ગેમિંગ માટે સમાન પ્રકારનો ઇન્ટરેક્ટિવ જેસ્ચર ટાઇમ-ઓફ-ફ્લાઇટ કૅમેરો પૂરો પાડે છે, જે Softkinetic ના DepthSense 325 કૅમેરા પર આધારિત Senz3D છે. Infineon અને PMD ટેક્નોલોજીઓ ઓલ-ઇન-વન પીસી અને લેપટોપ્સ (Picco flexx અને Picco monstar કેમેરા) જેવા ગ્રાહક ઉપકરણોના ક્લોઝ-રેન્જ હાવભાવ નિયંત્રણ માટે નાના સંકલિત 3D ડેપ્થ કેમેરાને સક્ષમ કરે છે.

રમતોમાં ToF કેમેરાની એપ્લિકેશન

સ્માર્ટફોન કેમેરા

કેટલાક સ્માર્ટફોનમાં ટાઈમ-ઓફ-ફ્લાઇટ કેમેરાનો સમાવેશ થાય છે. આનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે કેમેરા સોફ્ટવેરને ફોરગ્રાઉન્ડ અને બેકગ્રાઉન્ડ વિશેની માહિતી પ્રદાન કરીને ફોટાની ગુણવત્તા સુધારવા માટે થાય છે. આવી ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ કરનાર પ્રથમ મોબાઇલ ફોન LG G3 હતો, જે 2014 ની શરૂઆતમાં બહાર પાડવામાં આવ્યો હતો.

મોબાઇલ ફોનમાં ToF કેમેરાની એપ્લિકેશન

માપન અને મશીન દ્રષ્ટિ

અન્ય એપ્લિકેશનો માપન કાર્યો છે, દા.ત. સિલોમાં ભરણની ઊંચાઈ માટે. ઔદ્યોગિક મશીન વિઝનમાં, ફ્લાઇટના સમયનો કૅમેરો રોબોટ્સ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતી વસ્તુઓને વર્ગીકૃત કરવામાં અને શોધવામાં મદદ કરે છે, જેમ કે કન્વેયર પર પસાર થતી વસ્તુઓ. દરવાજાના નિયંત્રણો દરવાજા સુધી પહોંચતા પ્રાણીઓ અને માણસો વચ્ચે સરળતાથી તફાવત કરી શકે છે.

રોબોટિક્સ

આ કેમેરાનો બીજો ઉપયોગ રોબોટિક્સનું ક્ષેત્ર છે: મોબાઈલ રોબોટ્સ તેમની આસપાસના વિસ્તારનો નકશો ખૂબ જ ઝડપથી બનાવી શકે છે, જે તેમને અવરોધો ટાળવા અથવા અગ્રણી વ્યક્તિને અનુસરવામાં સક્ષમ બનાવે છે. અંતરની ગણતરી સરળ હોવાથી, માત્ર થોડી ગણતરી શક્તિનો ઉપયોગ થાય છે. આ કેમેરાનો ઉપયોગ અંતર માપવા માટે પણ થઈ શકે છે, પ્રથમ રોબોટિક્સ સ્પર્ધા માટેની ટીમો સ્વાયત્ત દિનચર્યાઓ માટે ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરવા માટે જાણીતી છે.

પૃથ્વી ટોપોગ્રાફી

ToF કેમેરાજીઓમોર્ફોલોજીના અભ્યાસ માટે પૃથ્વીની સપાટીની ટોપોગ્રાફીના ડિજિટલ એલિવેશન મોડલ મેળવવા માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

જીઓમોર્ફોલોજીમાં ToF કેમેરાનો ઉપયોગ