1. Što je senzor vremena (TOF)?

Što je kamera vremena? Je li kamera koja bilježi let aviona? Ima li to veze s ravninama ili ravninama? Pa, zapravo je daleko!

TOF je mjera vremena koje je potrebno da objekt, čestica ili val pređe na udaljenost. Jeste li znali da sonarni sustav šišmiša radi? Sustav vremena leta je sličan!

Postoji mnogo vrsta senzora vremena leta, ali većina su kamere vremena i laserski skeneri, koji koriste tehnologiju nazvanu lidar (otkrivanje svjetlosti i raspon) za mjerenje dubine različitih točaka na slici tako što je blistala s infracrvenom svjetlom.

Podaci generirani i snimljeni pomoću TOF senzora vrlo su korisni jer može pružiti otkrivanje pješaka, autentifikaciju korisnika na temelju značajki lica, mapiranja okoliša pomoću algoritama SLAM (istodobna lokalizacija i mapiranje) i još mnogo toga.

Ovaj se sustav zapravo široko koristi u robotima, samostalnim automobilima, pa čak i sada vašem mobilnom uređaju. Na primjer, ako koristite Huawei P30 Pro, Oppo RX17 Pro, LG G8 ThinQ, itd., Vaš telefon ima TOF kameru!

TOF kamera

2. Kako funkcionira senzor vremena leta?

Sada bismo željeli dati kratki uvod o tome što je senzor vremena leta i kako funkcionira.

TofSenzori koriste sitne lasere za emitiranje infracrvenog svjetla, gdje rezultirajuća svjetlost odbija bilo koji objekt i vraća se na senzor. Na temelju vremenske razlike između emisije svjetlosti i povratka na senzor nakon što se odbije objekt, senzor može izmjeriti udaljenost između objekta i senzora.

Danas ćemo istražiti 2 načina kako TOF koristi vrijeme putovanja za određivanje udaljenosti i dubine: korištenjem vremenskih impulsa i korištenjem faznog pomaka valova moduliranih amplitudom.

Koristite tempirane impulse

Na primjer, djeluje osvjetljavanjem cilja laserom, a zatim mjerenjem reflektirane svjetlosti skenerom, a zatim pomoću brzine svjetlosti za ekstrapoliranje udaljenosti objekta kako bi se precizno izračunala udaljenost. Pored toga, razlika u laserskom vremenu povratka i valne duljine koristi se za izradu točnog digitalnog 3D prikaza i površinskih značajki cilja i vizualno preslikavanje njegovih pojedinačnih značajki.

Kao što vidite gore, lasersko svjetlo se ispaljuje i odbija objekt natrag na senzor. S laserskim vremenom povratka, TOF kamere mogu u kratkom vremenskom razdoblju mjeriti točne udaljenosti s obzirom na brzinu putovanja svjetlošću. (TOF pretvara u udaljenost) Ovo je formula koju analitičar koristi kako bi došao do točne udaljenosti objekta:

(Brzina svjetlosti x vrijeme leta) / 2

TOF se pretvara u udaljenost

Kao što vidite, tajmer će započeti dok je svjetlost ugašena, a kada prijemnik primi povratno svjetlo, tajmer će vratiti vrijeme. Kada se dvaput oduzima, dobiva se "vrijeme leta" svjetlosti, a brzina svjetlosti je konstantna, tako da se udaljenost može lako izračunati pomoću gornje formule. Na taj se način mogu odrediti sve točke na površini objekta.

Koristite fazni pomak AM vala

Dalje,TofTakođer može koristiti kontinuirane valove za otkrivanje faznog pomaka reflektirane svjetlosti za određivanje dubine i udaljenosti.

Fazni pomak pomoću AM vala

Moduliranjem amplitude stvara sinusoidno izvoru svjetlosti s poznatom frekvencijom, omogućujući detektoru da odredi fazni pomak reflektirane svjetlosti pomoću sljedeće formule:

gdje je C brzina svjetlosti (C = 3 × 10^8 m/s), λ je valna duljina (λ = 15 m), a f frekvencija, svaka točka na senzoru može se lako izračunati u dubini.

Sve se te stvari događaju vrlo brzo dok radimo brzinom svjetlosti. Možete li zamisliti preciznost i brzinu s kojim senzorima mogu mjeriti? Dopustite mi da dam primjer, svjetlost putuje brzinom od 300 000 kilometara u sekundi, ako je objekt udaljen 5 m od vas, vremenska razlika između svjetlosti koja napušta kameru i povratka iznosi oko 33 nanosekunde, što je samo 0,000000033 sekunde! Wow! Da ne spominjem, snimljeni podaci dat će vam točan 3D digitalni prikaz za svaki piksel na slici.

Bez obzira na korišteni princip, pružanje izvora svjetlosti koji osvjetljava cijeli prizor omogućava senzoru da odredi dubinu svih točaka. Takav rezultat daje vam kartu udaljenosti na kojoj svaki piksel kodira udaljenost do odgovarajuće točke u sceni. Slijedi primjer grafikona raspona TOF -a:

Primjer grafikona raspona TOF

Sad kad znamo da TOF djeluje, zašto je dobar? Zašto ga koristiti? Za što su dobri? Ne brinite, postoje mnoge prednosti korištenja TOF senzora, ali naravno postoje određena ograničenja.

3. Prednosti korištenja senzora za vrijeme leta

Točno i brzo mjerenje

U usporedbi s drugim senzorima udaljenosti kao što su ultrazvuk ili laseri, senzori vremena leta mogu vrlo brzo sastaviti 3D sliku scene. Na primjer, TOF kamera to može učiniti samo jednom. I ne samo to, TOF senzor može u kratkom vremenu točno otkriti predmete i na njega ne utječu vlaga, tlak zraka i temperatura, što ga čini prikladnim i za unutarnju i vanjsku upotrebu.

dug udaljenost

Budući da TOF senzori koriste lasere, oni također mogu mjeriti velike udaljenosti i raspona s velikom točnošću. TOF senzori su fleksibilni jer su u stanju otkriti blizu i daleke predmete svih oblika i veličina.

Također je fleksibilan u smislu da ste u mogućnosti prilagoditi optiku sustava za optimalne performanse, gdje možete odabrati vrste odašiljača i prijemnika i leće kako biste dobili željeno vidno polje.

Sigurnost

Zabrinut što je laser izTofSenzor će vam povrijediti oči? Ne brini! Mnogi se senzori TOF-a sada koriste infracrveni laser niske snage kao izvor svjetlosti i pokreću ga moduliranim impulsima. Senzor ispunjava laserske sigurnosne standarde klase 1 kako bi se osiguralo da je sigurno za ljudsko oko.

isplativo

U usporedbi s ostalim tehnologijama skeniranja raspona 3D dubine, kao što su strukturirani sustavi svjetlosnih kamera ili laserski raspon, ToF senzori su mnogo jeftiniji u usporedbi s njima.

Unatoč svim tim ograničenjima, TOF je i dalje vrlo pouzdan i vrlo brza metoda snimanja 3D informacija.

4. Ograničenja TOF -a

Iako TOF ima mnogo prednosti, on također ima ograničenja. Neka od ograničenja TOF -a uključuju:

• Raspršena svjetlost

Ako su vrlo svijetle površine vrlo blizu vašeg TOF senzora, one mogu raštrkati previše svjetla u vaš prijemnik i stvoriti artefakte i neželjene refleksije, jer vaš TOF senzor treba odražavati samo svjetlo nakon što je mjerenje spremno.

• Višestruka razmišljanja

Kada koriste TOF senzore na uglovima i konkavnim oblicima, oni mogu uzrokovati neželjene refleksije, jer svjetlost može odskočiti više puta, iskrivljavajući mjerenje.

• Ambijentalno svjetlo

Korištenje TOF kamere na otvorenom na svijetloj sunčevoj svjetlosti može otežati upotrebu na otvorenom. To je zbog visokog intenziteta sunčeve svjetlosti zbog čega se senzorski pikseli brzo zasićuju, što je nemoguće otkriti stvarnu svjetlost koja se odražava iz objekta.

• Zaključak

TOF senzori iTofMože se koristiti u raznim aplikacijama. Iz 3D mapiranja, industrijske automatizacije, otkrivanja prepreka, automobila koji se upravljaju, poljoprivredom, robotikom, navigacijom u zatvorenom prostoru, prepoznavanju gesta, skeniranju predmeta, mjerenjima, nadzoru do povećane stvarnosti! Primjene TOF tehnologije su beskrajne.

Možete nas kontaktirati za sve potrebe Tof leća.

Chuang Optoelectronics se fokusira na optičke leće visoke razlučivosti kako bi se stvorio savršeni vizualni brend

Chuang Optoelectronics je sada proizveo razneTof lećekao što je:

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