一、कैमरों की उड़ान का समय क्या है?

टाइम-ऑफ़-फ़्लाइट (टीओएफ) कैमरे एक प्रकार की गहराई-संवेदन तकनीक है जो प्रकाश को वस्तुओं तक जाने और कैमरे तक वापस आने में लगने वाले समय का उपयोग करके दृश्य में कैमरे और वस्तुओं के बीच की दूरी को मापती है। इनका उपयोग आमतौर पर विभिन्न अनुप्रयोगों जैसे संवर्धित वास्तविकता, रोबोटिक्स, 3डी स्कैनिंग, जेस्चर पहचान और बहुत कुछ में किया जाता है।

टीओएफ कैमरेएक प्रकाश सिग्नल, आमतौर पर इन्फ्रारेड प्रकाश उत्सर्जित करके काम करें, और दृश्य में वस्तुओं से टकराने के बाद सिग्नल को वापस लौटने में लगने वाले समय को मापें। इस समय माप का उपयोग वस्तुओं से दूरी की गणना करने, गहराई का नक्शा या दृश्य का 3डी प्रतिनिधित्व बनाने के लिए किया जाता है।

कैमरों की उड़ान का समय

संरचित प्रकाश या स्टीरियो विज़न जैसी अन्य गहराई-संवेदन तकनीकों की तुलना में, टीओएफ कैमरे कई फायदे प्रदान करते हैं। वे वास्तविक समय की गहन जानकारी प्रदान करते हैं, उनका डिज़ाइन अपेक्षाकृत सरल होता है और वे विभिन्न प्रकाश स्थितियों में काम कर सकते हैं। टीओएफ कैमरे भी कॉम्पैक्ट होते हैं और इन्हें स्मार्टफोन, टैबलेट और पहनने योग्य उपकरणों जैसे छोटे उपकरणों में एकीकृत किया जा सकता है।

टीओएफ कैमरों के अनुप्रयोग विविध हैं। संवर्धित वास्तविकता में, टीओएफ कैमरे वस्तुओं की गहराई का सटीक पता लगा सकते हैं और वास्तविक दुनिया में रखी आभासी वस्तुओं के यथार्थवाद में सुधार कर सकते हैं। रोबोटिक्स में, वे रोबोट को अपने परिवेश को समझने और बाधाओं को अधिक प्रभावी ढंग से नेविगेट करने में सक्षम बनाते हैं। 3डी स्कैनिंग में, टीओएफ कैमरे आभासी वास्तविकता, गेमिंग या 3डी प्रिंटिंग जैसे विभिन्न उद्देश्यों के लिए वस्तुओं या वातावरण की ज्यामिति को तुरंत पकड़ सकते हैं। इनका उपयोग चेहरे की पहचान या हाथ के हावभाव की पहचान जैसे बायोमेट्रिक अनुप्रयोगों में भी किया जाता है।

二、उड़ान कैमरे के समय के घटक

उड़ान के समय (टीओएफ) कैमरेइसमें कई प्रमुख घटक शामिल हैं जो गहराई संवेदन और दूरी माप को सक्षम करने के लिए एक साथ काम करते हैं। विशिष्ट घटक डिज़ाइन और निर्माता के आधार पर भिन्न हो सकते हैं, लेकिन यहां मूल तत्व हैं जो आमतौर पर टीओएफ कैमरा सिस्टम में पाए जाते हैं:

प्रकाश स्रोत:

टीओएफ कैमरे प्रकाश संकेत उत्सर्जित करने के लिए प्रकाश स्रोत का उपयोग करते हैं, आमतौर पर इन्फ्रारेड (आईआर) प्रकाश के रूप में। कैमरे के डिज़ाइन के आधार पर प्रकाश स्रोत एक एलईडी (लाइट-एमिटिंग डायोड) या एक लेजर डायोड हो सकता है। उत्सर्जित प्रकाश दृश्य में वस्तुओं की ओर जाता है।

प्रकाशिकी:

एक लेंस परावर्तित प्रकाश को इकट्ठा करता है और छवि सेंसर (फोकल प्लेन एरे) पर पर्यावरण की छवि बनाता है। एक ऑप्टिकल बैंड-पास फ़िल्टर केवल रोशनी इकाई के समान तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश को पास करता है। यह गैर-प्रासंगिक प्रकाश को दबाने और शोर को कम करने में मदद करता है।

छवि सेंसर:

यह TOF कैमरे का दिल है. प्रत्येक पिक्सेल उस समय को मापता है जो प्रकाश को रोशनी इकाई (लेजर या एलईडी) से ऑब्जेक्ट तक और वापस फोकल प्लेन एरे तक यात्रा करने में लगा है।

टाइमिंग सर्किटरी:

उड़ान के समय को सटीक रूप से मापने के लिए, कैमरे को सटीक टाइमिंग सर्किटरी की आवश्यकता होती है। यह सर्किटरी प्रकाश सिग्नल के उत्सर्जन को नियंत्रित करती है और प्रकाश को वस्तुओं तक जाने और कैमरे पर लौटने में लगने वाले समय का पता लगाती है। यह सटीक दूरी माप सुनिश्चित करने के लिए उत्सर्जन और पता लगाने की प्रक्रियाओं को सिंक्रनाइज़ करता है।

मॉड्यूलेशन:

कुछटीओएफ कैमरेदूरी माप की सटीकता और मजबूती में सुधार के लिए मॉड्यूलेशन तकनीकों को शामिल करें। ये कैमरे उत्सर्जित प्रकाश संकेत को एक विशिष्ट पैटर्न या आवृत्ति के साथ नियंत्रित करते हैं। मॉड्यूलेशन उत्सर्जित प्रकाश को अन्य परिवेशीय प्रकाश स्रोतों से अलग करने में मदद करता है और दृश्य में विभिन्न वस्तुओं के बीच अंतर करने की कैमरे की क्षमता को बढ़ाता है।

गहराई गणना एल्गोरिदम:

उड़ान के समय के माप को गहराई की जानकारी में बदलने के लिए, टीओएफ कैमरे परिष्कृत एल्गोरिदम का उपयोग करते हैं। ये एल्गोरिदम फोटोडिटेक्टर से प्राप्त समय डेटा का विश्लेषण करते हैं और दृश्य में कैमरे और वस्तुओं के बीच की दूरी की गणना करते हैं। गहराई गणना एल्गोरिदम में अक्सर प्रकाश प्रसार गति, सेंसर प्रतिक्रिया समय और परिवेश प्रकाश हस्तक्षेप जैसे कारकों की भरपाई शामिल होती है।

गहराई डेटा आउटपुट:

एक बार गहराई की गणना करने के बाद, टीओएफ कैमरा गहराई डेटा आउटपुट प्रदान करता है। यह आउटपुट एक गहराई मानचित्र, एक बिंदु बादल, या दृश्य के 3डी प्रतिनिधित्व का रूप ले सकता है। ऑब्जेक्ट ट्रैकिंग, संवर्धित वास्तविकता, या रोबोटिक नेविगेशन जैसी विभिन्न कार्यात्मकताओं को सक्षम करने के लिए गहराई डेटा का उपयोग अनुप्रयोगों और प्रणालियों द्वारा किया जा सकता है।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि टीओएफ कैमरों का विशिष्ट कार्यान्वयन और घटक विभिन्न निर्माताओं और मॉडलों में भिन्न हो सकते हैं। प्रौद्योगिकी में प्रगति टीओएफ कैमरा सिस्टम के प्रदर्शन और क्षमताओं को बेहतर बनाने के लिए अतिरिक्त सुविधाएं और संवर्द्धन पेश कर सकती है।

三、अनुप्रयोग

ऑटोमोटिव अनुप्रयोग

उड़ान के समय कैमरेउन्नत ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों जैसे सक्रिय पैदल यात्री सुरक्षा, प्रीक्रैश डिटेक्शन और आउट-ऑफ-पोज़िशन (ओओपी) डिटेक्शन जैसे इनडोर अनुप्रयोगों के लिए सहायता और सुरक्षा कार्यों में उपयोग किया जाता है।

ToF कैमरों का अनुप्रयोग

मानव-मशीन इंटरफेस और गेमिंग

As उड़ान के समय के कैमरेवास्तविक समय में दूरी की छवियां प्रदान करें, मनुष्यों की गतिविधियों को ट्रैक करना आसान है। यह टेलीविज़न जैसे उपभोक्ता उपकरणों के साथ नए इंटरैक्शन की अनुमति देता है। एक अन्य विषय वीडियो गेम कंसोल पर गेम के साथ इंटरैक्ट करने के लिए इस प्रकार के कैमरों का उपयोग करना है। मूल रूप से Xbox One कंसोल के साथ शामिल दूसरी पीढ़ी के Kinect सेंसर ने अपनी रेंज इमेजिंग के लिए टाइम-ऑफ-फ़्लाइट कैमरा का उपयोग किया, जो प्राकृतिक उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस और गेमिंग को सक्षम बनाता है। कंप्यूटर विज़न और जेस्चर पहचान तकनीकों का उपयोग करने वाले अनुप्रयोग।

क्रिएटिव और इंटेल गेमिंग के लिए एक समान प्रकार का इंटरैक्टिव जेस्चर टाइम-ऑफ़-फ़्लाइट कैमरा भी प्रदान करते हैं, सेन्ज़3डी सॉफ्टकिनेटिक के डेप्थसेंस 325 कैमरे पर आधारित है। Infineon और PMD Technologies ऑल-इन-वन पीसी और लैपटॉप (Picco flexx और Picco monstar कैमरे) जैसे उपभोक्ता उपकरणों के क्लोज-रेंज जेस्चर नियंत्रण के लिए छोटे एकीकृत 3D गहराई वाले कैमरों को सक्षम करती हैं।

खेलों में टीओएफ कैमरों का अनुप्रयोग

स्मार्टफ़ोन कैमरे

कई स्मार्टफ़ोन में टाइम-ऑफ़-फ़्लाइट कैमरे शामिल होते हैं। इनका उपयोग मुख्य रूप से कैमरा सॉफ़्टवेयर को अग्रभूमि और पृष्ठभूमि के बारे में जानकारी प्रदान करके फ़ोटो की गुणवत्ता में सुधार करने के लिए किया जाता है। ऐसी तकनीक का उपयोग करने वाला पहला मोबाइल फोन LG G3 था, जो 2014 की शुरुआत में जारी किया गया था।

मोबाइल फोन में टीओएफ कैमरों का अनुप्रयोग

मापन और मशीन दृष्टि

अन्य अनुप्रयोग माप कार्य हैं, उदाहरण के लिए साइलो में भरने की ऊंचाई के लिए। औद्योगिक मशीन दृष्टि में, उड़ान के समय का कैमरा रोबोट द्वारा उपयोग के लिए वस्तुओं को वर्गीकृत करने और उनका पता लगाने में मदद करता है, जैसे कन्वेयर पर गुजरने वाली वस्तुएं। दरवाज़ा नियंत्रण दरवाज़े तक पहुँचने वाले जानवरों और मनुष्यों के बीच आसानी से अंतर कर सकता है।

रोबोटिक

इन कैमरों का एक अन्य उपयोग रोबोटिक्स के क्षेत्र में है: मोबाइल रोबोट बहुत तेज़ी से अपने परिवेश का नक्शा बना सकते हैं, जिससे वे बाधाओं से बच सकते हैं या किसी अग्रणी व्यक्ति का अनुसरण कर सकते हैं। चूँकि दूरी की गणना सरल है, केवल कम कम्प्यूटेशनल शक्ति का उपयोग किया जाता है। चूँकि इन कैमरों का उपयोग दूरी मापने के लिए भी किया जा सकता है, FIRST रोबोटिक्स प्रतियोगिता की टीमों को स्वायत्त दिनचर्या के लिए उपकरणों का उपयोग करने के लिए जाना जाता है।

पृथ्वी स्थलाकृति

टीओएफ कैमरेभू-आकृति विज्ञान में अध्ययन के लिए, पृथ्वी की सतह स्थलाकृति के डिजिटल उन्नयन मॉडल प्राप्त करने के लिए उपयोग किया गया है।

भू-आकृति विज्ञान में टीओएफ कैमरों का अनुप्रयोग