一、 उड़ान कैमरों का समय क्या है?

टाइम-ऑफ-फ़्लाइट (TOF) कैमरे एक प्रकार की गहराई-संवेदी तकनीक है जो दृश्य में कैमरे और वस्तुओं के बीच की दूरी को मापती है, जो समय का उपयोग करके प्रकाश के लिए वस्तुओं की यात्रा करने और कैमरे पर वापस जाने के लिए होती है। वे आमतौर पर विभिन्न अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं जैसे कि संवर्धित वास्तविकता, रोबोटिक्स, 3 डी स्कैनिंग, इशारा मान्यता, और बहुत कुछ।

टीओएफ कैमराएक हल्के सिग्नल, आमतौर पर अवरक्त प्रकाश का उत्सर्जन करके काम करें, और दृश्य में ऑब्जेक्ट्स को मारने के बाद सिग्नल को वापस उछालने में लगने वाले समय को मापें। इस बार माप का उपयोग वस्तुओं की दूरी की गणना करने के लिए किया जाता है, जिससे एक गहराई का नक्शा या दृश्य का 3 डी प्रतिनिधित्व होता है।

उड़ान कैमरों का समय

संरचित प्रकाश या स्टीरियो विजन जैसी अन्य गहराई-संवेदी प्रौद्योगिकियों की तुलना में, टीओएफ कैमरे कई फायदे प्रदान करते हैं। वे वास्तविक समय की गहराई की जानकारी प्रदान करते हैं, एक अपेक्षाकृत सरल डिजाइन है, और विभिन्न प्रकाश स्थितियों में काम कर सकते हैं। TOF कैमरे भी कॉम्पैक्ट हैं और उन्हें स्मार्टफोन, टैबलेट और पहनने योग्य उपकरणों जैसे छोटे उपकरणों में एकीकृत किया जा सकता है।

TOF कैमरों के अनुप्रयोग विविध हैं। संवर्धित वास्तविकता में, TOF कैमरे वस्तुओं की गहराई का सही पता लगा सकते हैं और वास्तविक दुनिया में रखी गई आभासी वस्तुओं के यथार्थवाद में सुधार कर सकते हैं। रोबोटिक्स में, वे रोबोट को अपने परिवेश को देखने और अधिक प्रभावी ढंग से बाधाओं को नेविगेट करने में सक्षम बनाते हैं। 3 डी स्कैनिंग में, टीओएफ कैमरे वर्चुअल रियलिटी, गेमिंग या 3 डी प्रिंटिंग जैसे विभिन्न उद्देश्यों के लिए वस्तुओं या वातावरण की ज्यामिति को जल्दी से कैप्चर कर सकते हैं। उनका उपयोग बायोमेट्रिक अनुप्रयोगों में भी किया जाता है, जैसे कि चेहरे की पहचान या हाथ के इशारे की पहचान।

二、उड़ान कैमरों के समय के घटक

टाइम-ऑफ-फ़्लाइट (TOF) कैमरेकई प्रमुख घटकों से मिलकर, जो गहराई संवेदन और दूरी माप को सक्षम करने के लिए एक साथ काम करते हैं। विशिष्ट घटक डिजाइन और निर्माता के आधार पर भिन्न हो सकते हैं, लेकिन यहां मौलिक तत्व आमतौर पर टीओएफ कैमरा सिस्टम में पाए जाते हैं:

प्रकाश स्रोत:

TOF कैमरे एक प्रकाश स्रोत का उपयोग करते हैं, जो प्रकाश संकेत का उत्सर्जन करते हैं, आमतौर पर इन्फ्रारेड (IR) प्रकाश के रूप में। प्रकाश स्रोत कैमरे के डिजाइन के आधार पर एक एलईडी (लाइट-एमिटिंग डायोड) या लेजर डायोड हो सकता है। उत्सर्जित प्रकाश दृश्य में वस्तुओं की ओर यात्रा करता है।

ऑप्टिक्स:

एक लेंस परावर्तित प्रकाश को इकट्ठा करता है और इमेज सेंसर (फोकल प्लेन एरे) पर पर्यावरण को चित्रित करता है। एक ऑप्टिकल बैंड-पास फिल्टर केवल रोशनी इकाई के समान तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश को पारित करता है। यह गैर-परिपक्व 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 जब प्रकाश ने रोशनी इकाई (लेजर या एलईडी) से ऑब्जेक्ट तक और फोकल प्लेन सरणी पर वापस जाने के लिए लिया है।

टाइमिंग सर्किटरी:

समय-समय पर उड़ान को सही तरीके से मापने के लिए, कैमरे को सटीक समय सर्किटरी की आवश्यकता होती है। यह सर्किटरी लाइट सिग्नल के उत्सर्जन को नियंत्रित करता है और प्रकाश को वस्तुओं की यात्रा करने और कैमरे पर लौटने के लिए लगने वाले समय का पता लगाता है। यह सटीक दूरी माप सुनिश्चित करने के लिए उत्सर्जन और पता लगाने की प्रक्रियाओं को सिंक्रनाइज़ करता है।

मॉड्यूलेशन:

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

गहराई गणना एल्गोरिथ्म:

टाइम-ऑफ-फ़्लाइट माप को गहराई की जानकारी में बदलने के लिए, TOF कैमरे परिष्कृत एल्गोरिदम का उपयोग करते हैं। ये एल्गोरिदम फोटोडेटेक्टर 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 के लिए क्षतिपूर्ति शामिल होती है।

गहराई डेटा आउटपुट:

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

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

三、 अनुप्रयोग

मोटर वाहन अनुप्रयोग

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

TOF कैमरों का आवेदन

मानव-मशीन इंटरफेस और गेमिंग

As समय-समय के कैमरेवास्तविक समय में दूरी की छवियां प्रदान करें, मनुष्यों के आंदोलनों को ट्रैक करना आसान है। यह उपभोक्ता उपकरणों जैसे टेलीविज़न के साथ नई बातचीत की अनुमति देता है। एक अन्य विषय यह है कि इस प्रकार के कैमरों का उपयोग वीडियो गेम कंसोल पर गेम के साथ बातचीत करने के लिए किया जाए। दूसरी पीढ़ी के किनेक्ट सेंसर मूल रूप से Xbox One कंसोल के साथ शामिल हैं, जो अपनी रेंज इमेजिंग के लिए टाइम-ऑफ-फ़्लाइट कैमरा का उपयोग करते हैं, जो प्राकृतिक उपयोगकर्ता इंटरफेस और गेमिंग को सक्षम करता है। कंप्यूटर विजन और इशारा मान्यता तकनीक का उपयोग करने वाले अनुप्रयोग।

क्रिएटिव और इंटेल गेमिंग के लिए एक समान प्रकार का इंटरैक्टिव इशारा समय-फ्लाइट कैमरा भी प्रदान करते हैं, SENZ3D सॉफ्टिनिटिक के गहराई 325 कैमरे पर आधारित है। Infineon और PMD प्रौद्योगिकियां ऑल-इन-वन पीसी और लैपटॉप (Picco Flexx और Picco Monstar Camers) जैसे उपभोक्ता उपकरणों के क्लोज-रेंज इशारा नियंत्रण के लिए छोटे एकीकृत 3 डी गहराई कैमरों को सक्षम करती हैं।

खेलों में टीओएफ कैमरों का आवेदन

स्मार्टफोन कैमरा

कई स्मार्टफोन में टाइम-ऑफ-फ़्लाइट कैमरे शामिल हैं। इनका उपयोग मुख्य रूप से फॉरेग्राउंड और पृष्ठभूमि के बारे में जानकारी के साथ कैमरा सॉफ्टवेयर प्रदान करके फ़ोटो की गुणवत्ता में सुधार करने के लिए किया जाता है। इस तरह की तकनीक को नियोजित करने वाला पहला मोबाइल फोन एलजी जी 3 था, जो 2014 की शुरुआत में जारी किया गया था।

मोबाइल फोन में TOF कैमरों का अनुप्रयोग

मापन और मशीन दृष्टि

अन्य अनुप्रयोग माप कार्य हैं, जैसे कि सिलोस में भरण ऊंचाई के लिए। इंडस्ट्रियल मशीन विजन में, टाइम-ऑफ-फ़्लाइट कैमरा रोबोट द्वारा उपयोग के लिए वस्तुओं को वर्गीकृत करने और पता लगाने में मदद करता है, जैसे कि एक कन्वेयर पर गुजरने वाली वस्तुएं। दरवाजा नियंत्रण जानवरों और मनुष्यों के बीच आसानी से अंतर कर सकते हैं जो दरवाजे तक पहुंचते हैं।

रोबोटिक

इन कैमरों का एक और उपयोग रोबोटिक्स का क्षेत्र है: मोबाइल रोबोट बहुत जल्दी अपने परिवेश के नक्शे का निर्माण कर सकते हैं, जिससे उन्हें बाधाओं से बचने या एक प्रमुख व्यक्ति का पालन करने में सक्षम बनाया जा सकता है। चूंकि दूरी गणना सरल है, केवल कम कम्प्यूटेशनल शक्ति का उपयोग किया जाता है। चूंकि इन कैमरों का उपयोग दूरी को मापने के लिए भी किया जा सकता है, पहले रोबोटिक्स प्रतियोगिता के लिए टीमों को स्वायत्त दिनचर्या के लिए उपकरणों का उपयोग करने के लिए जाना जाता है।

पृथ्वी स्थलाकृति

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

जियोमोर्फोलॉजी में टीओएफ कैमरों का अनुप्रयोग