一、 Mi a repülési kamerák ideje?

A repülési idő (TOF) kamerák egyfajta mélységérzékelő technológia, amely méri a kamera és a jelenet tárgyai közötti távolságot azáltal, hogy felhasználja a fényt az objektumokhoz való utazáshoz és a kamerához való visszautazáshoz. Általában különféle alkalmazásokban használják, mint például a kibővített valóság, a robotika, a 3D -s szkennelés, a gesztusfelismerés és még sok más.

TOF kamerákA munka úgy dolgozzon ki, hogy egy fényjelet, tipikusan infravörös fényt bocsát ki, és megméri azt az időt, amely ahhoz szükséges, hogy a jel visszatérjen, miután a jelenetbe objektumokat ütött. Ezután a mérést használják az objektumok távolságának kiszámításához, a mélységtérkép létrehozásához vagy a jelenet 3D -s ábrázolásához.

A repülési kamerák ideje

Más mélységérzékelő technológiákhoz képest, mint például a strukturált fény vagy a sztereo látás, a TOF kamerák számos előnyt kínálnak. Valós idejű mélységgel kapcsolatos információkat szolgáltatnak, viszonylag egyszerű kialakításúak, és különféle megvilágítási körülmények között működhetnek. A TOF kamerák szintén kompakt, és integrálhatók kisebb eszközökbe, például okostelefonokba, táblagépekbe és hordható eszközökbe.

A TOF kamerák alkalmazása változatos. A kibővített valóságban a TOF kamerák pontosan észlelhetik a tárgyak mélységét és javíthatják a való világban elhelyezett virtuális tárgyak realizmusát. A robotikában lehetővé teszik a robotok számára, hogy a környezetüket és hatékonyabban navigálják az akadályokat. A 3D -s szkennelés során a TOF kamerák gyorsan megragadhatják az objektumok vagy környezetek geometriáját különféle célokra, például a virtuális valóság, a játék vagy a 3D nyomtatás. Ezeket biometrikus alkalmazásokban is használják, például az arcfelismerés vagy a kézi gesztusfelismerés.

二、A repülési kamerák időpontjának alkotóelemei

Repülési idő (TOF) kamerákSzámos kulcsfontosságú elemből áll, amelyek együtt működnek a mélységérzékelés és a távolságmérés lehetővé tétele érdekében. A konkrét alkatrészek a tervezéstől és a gyártótól függően változhatnak, de itt vannak az alapvető elemek, amelyeket a TOF kamerarendszereiben általában megtalálnak:

Fényforrás:

A TOF kamerák fényforrást használnak egy fényjel kibocsátására, általában infravörös (IR) fény formájában. A fényforrás lehet LED (fénykibocsátó dióda) vagy lézerdióda, a kamera kialakításától függően. A kibocsátott fény a jelenet tárgyai felé halad.

Optika:

A lencse összegyűjti a visszavert fényt, és ábrázolja a környezetet a képérzékelőre (fókusz sík tömb). Az optikai sáv-átjáró szűrő csak ugyanolyan hullámhosszon halad át, mint a megvilágító egység. Ez elősegíti a nem teljes fény elnyomását és a zaj csökkentését.

Képérzékelő:

Ez a TOF kamera szíve. Minden pixel méri azt az időt, amikor a fény a megvilágító egységből (lézerből vagy LED -ből) az objektumhoz és a fókusz sík tömbjéhez vezet.

Időzítési áramkör:

A repülési idő pontos méréséhez a kamera pontos időzítési áramkörre van szüksége. Ez az áramkör szabályozza a fényjel kibocsátását, és felismeri azt az időt, amely ahhoz szükséges, hogy a fény az objektumokba utazzon és visszatérjen a kamerába. Szinkronizálja a kibocsátási és észlelési folyamatokat a pontos távolsági mérések biztosítása érdekében.

Moduláció:

NéhányTOF kamerákHelyezze be a modulációs technikákat a távolságmérések pontosságának és robusztusságának javítása érdekében. Ezek a kamerák a kibocsátott fényjelet meghatározott mintával vagy frekvenciával modulálják. A moduláció segít megkülönböztetni a kibocsátott fényt a többi környezeti fényforrástól, és javítja a kamera képességét a jelenet különböző tárgyainak megkülönböztetésére.

Mélység kiszámítási algoritmus:

A repülési időmérések mélységinformációvá történő konvertálásához a TOF kamerák kifinomult algoritmusokat használnak. Ezek az algoritmusok elemzik a fotodetektortól kapott időzítési adatokat, és kiszámítják a kamera és a jelenet tárgyai közötti távolságot. A mélységszámítási algoritmusok gyakran magukban foglalják az olyan tényezők kompenzálását, mint a fény terjedési sebessége, az érzékelő válaszideje és a környezeti fény interferencia.

Mélység adatkibocsátás:

Miután a mélység kiszámítását elvégezték, a TOF kamera mélységbeli adatok kimenetet biztosít. Ez a kimenet mélységtérkép, pontfelhő vagy a jelenet 3D ábrázolása formájában alakulhat ki. A mélységadatokat az alkalmazások és rendszerek felhasználhatják a különféle funkciók, például az objektumkövetés, a kibővített valóság vagy a robot navigáció lehetővé tételére.

Fontos megjegyezni, hogy a TOF kamerák sajátos megvalósítása és alkotóelemei különböző gyártók és modellek között változhatnak. A technológiai fejlődés további funkciókat és fejlesztéseket vezethet be a TOF kamerarendszerek teljesítményének és képességeinek javítása érdekében.

三、 Alkalmazások

Autóipari alkalmazások

Repülés közbeni kameráksegítség és biztonsági funkciókban használják a fejlett autóipari alkalmazásokhoz, például az aktív gyalogosok biztonságához, az előfeltételek észleléséhez és a beltéri alkalmazásokhoz, például a helyen kívüli (OOP) detektáláshoz.

A TOF kamerák alkalmazása

Emberi gép interfészek és játékok

As repülés közbeni kamerákBiztosítson a távolsági képeket valós időben, könnyű nyomon követni az emberek mozgását. Ez lehetővé teszi az új interakciókat a fogyasztói eszközökkel, például a televíziókkal. Egy másik téma az, hogy az ilyen típusú kamerákat használja a videojáték-konzolok játékaival való kölcsönhatáshoz. A második generációs Kinect érzékelő eredetileg az Xbox One konzolhoz tartozik, és egy repülés közbeni kamerát használt, lehetővé téve a természetes felhasználói interfészek és a játékot. Alkalmazások számítógépes látás és gesztusfelismerési technikák felhasználásával.

A Creative és az Intel hasonló típusú interaktív gesztusidő-kamerát is biztosít a játékhoz, a SENZ3D a Softkinetic DreamenSense 325 kameráján alapul. Az Infineon és a PMD technológiák lehetővé teszik az apró integrált 3D-s mélységkamerákat a fogyasztói eszközök, például az egyfunkciós PC-k és a laptopok közeli gesztusvezérléséhez (PICCO Flexx és PICCO Monstar kamerák).

A TOF kamerák alkalmazása a játékokban

Okostelefon -kamerák

Számos okostelefon közé tartozik a repülési idő kamerák. Ezeket elsősorban a fényképek minőségének javítására használják azáltal, hogy a kamera szoftvert az előtérről és a háttérről nyújtják. Az első mobiltelefon, amely ilyen technológiát alkalmazott, az LG G3 volt, amelyet 2014 elején adtak ki.

A TOF kamerák alkalmazása mobiltelefonokban

Mérési és gépi látás

Egyéb alkalmazások a mérési feladatok, pl. A silók töltési magassága. Az ipari gépi látásban a repülési idő kamera segít osztályozni és megtalálni az objektumokat robotok, például a szállítószalagon áthaladó tárgyak számára. Az ajtóvezérlők könnyen megkülönböztethetők az állatok és az ajtó elérésével érkező emberek között.

Robotika

Ezeknek a kameráknak a másik használata a robotika területe: a mobil robotok nagyon gyorsan felépíthetik a környezetét, lehetővé téve számukra az akadályok elkerülését vagy a vezető személy követését. Mivel a távolság kiszámítása egyszerű, csak kevés számítási teljesítményt használnak. Mivel ezek a kamerák felhasználhatók a távolság mérésére is, az első robotikai verseny csapata ismert, hogy az eszközöket autonóm rutinokhoz használják.

Földi topográfia

TOF kamerákfelhasználták a Föld felszíni topográfiájának digitális magassági modelljeinek megszerzésére, a geomorfológiával kapcsolatos vizsgálatokhoz.

A TOF kamerák alkalmazása a geomorfológiában