1. Mi az a repülési idő (TOF) érzékelő?

Mi az a repülési idő kamera? A kamera rögzíti a sík repülését? Van valami köze a repülőgépekhez vagy repülőgépekhez? Nos, ez valójában messze van!

A TOF annak az időnek a mértéke, amelyre egy tárgy, részecske vagy hullám megtett egy távolságot. Tudta, hogy a denevér szonárrendszere működik? A repülési időrendszer hasonló!

Sokféle repülés-érzékelő létezik, de a legtöbb a repülési idő kamerák és a lézer-szkennerek, amelyek LIDAR (fényérzékelés és tartomány) nevű technológiát használnak a kép különböző pontjainak mélységének mérésére, ha ragyogják. infravörös fényvel.

A TOF érzékelőkkel generált és rögzített adatok nagyon hasznosak, mivel a gyalogosok észlelését, az arcvonások, a környezeti feltérképezés alapján a SLAM (egyidejű lokalizáció és térképezési) algoritmusok és még sok más segítségével képesek biztosítani a felhasználói hitelesítést, és így tovább.

Ezt a rendszert valóban széles körben használják robotokban, önjáró autókban és még a mobil eszközben is. Például, ha a Huawei P30 Pro, az OPPO RX17 PRO -t, az LG G8 Thinq -t stb. Használja, akkor a telefonnak TOF kamerája van!

Egy TOF kamera

2. Hogyan működik a repülés-érzékelő?

Most szeretnénk röviden bemutatni arról, hogy mi a repülési időérzékelő és hogyan működik.

ToffAz érzékelők apró lézereket használnak az infravörös fény kibocsátására, ahol a kapott fény lepattan minden objektumról, és visszatér az érzékelőhöz. A fénykibocsátás és az érzékelőhöz való visszatérés közötti időbeli különbség alapján az objektum tükröződése után az érzékelő meg tudja mérni az objektum és az érzékelő közötti távolságot.

Ma kétféle módon vizsgáljuk meg, hogy a TOF hogyan használja az utazási időt a távolság és a mélység meghatározására: időzítési impulzusok használatával és az amplitúdó -modulált hullámok fázisváltásának felhasználásával.

Használjon időzített impulzusokat

Például úgy működik, hogy egy célt lézerrel megvilágít, majd a tükrözött fényt egy szkennerrel méri, majd a fénysebesség felhasználásával az objektum távolságát extrapolálja a megtett távolság pontos kiszámításához. Ezenkívül a lézer visszatérési idő és a hullámhossz közötti különbséget használják a célpont pontos digitális 3D -s ábrázolásának és felületi jellemzőinek elkészítéséhez, és vizuálisan feltérképezik annak egyedi tulajdonságait.

Mint fentebb láthatja, a lézeres lámpát kiszabadítják, majd visszapattanják az objektumot az érzékelőhöz. A lézer visszatérési idővel a TOF kamerák rövid időn belül képesek megmérni a pontos távolságot, figyelembe véve a könnyű utazási sebességet. (TOF távolra konvertál) Ez az a képlet, amelyet az elemző használ egy objektum pontos távolságához:

(A fénysebesség x repülés ideje) / 2

TOF távolra alakul

Mint láthatja, az időzítő elindul, amíg a fény ki van kapcsolva, és amikor a vevő megkapja a visszatérő fényt, az időzítő visszatér az idő. Ha kétszer kivonjuk, megkapjuk a fény „repülési idejét”, és a fénysebesség állandó, így a távolság könnyen kiszámítható a fenti képlet segítségével. Ilyen módon meg lehet határozni az objektum felületén lévő összes pontot.

Használja az AM hullám fáziseltolódását

Ezután aToffHasználhat folyamatos hullámokat is a visszavert fény fáziseltolódásának észlelésére a mélység és a távolság meghatározása érdekében.

Fáziseltolás az AM hullám használatával

Az amplitúdó modulálásával egy ismert frekvenciával szinuszos fényforrást hoz létre, lehetővé téve az detektor számára, hogy meghatározza a visszavert fény fáziseltolódását a következő képlet felhasználásával:

Ahol C a fénysebesség (c = 3 × 10^8 m/s), λ egy hullámhossz (λ = 15 m), és f a frekvencia, az érzékelő minden pontja könnyen kiszámítható mélységben.

Mindezek a dolgok nagyon gyorsan megtörténnek, amikor a fénysebességgel dolgozunk. El tudod képzelni azt a pontosságot és sebességet, amellyel az érzékelők képesek mérni? Hadd adjak példát, a fény 300 000 kilométer / másodperc sebességgel utazik, ha egy tárgy 5 méterre van tőled, a kamera elhagyó fény közötti időbeli különbség körülbelül 33 nanosekundum, ami csak 0,000000033 másodpercnek felel meg! WOW! Nem is említve, hogy a rögzített adatok pontos 3D digitális ábrázolást biztosítanak a kép minden pixeljéhez.

Az alkalmazott elvtől függetlenül, a teljes jelenetet megvilágító fényforrást biztosítva lehetővé teszi az érzékelő számára, hogy meghatározza az összes pont mélységét. Egy ilyen eredmény egy távolsági térképet ad, ahol az egyes pixelek a jelenet megfelelő pontjától a távolságot kódolják. Az alábbiakban bemutatjuk a TOF tartomány grafikonját:

Példa egy TOF tartománygrafikonra

Most, hogy tudjuk, hogy a TOF működik, miért jó? Miért használja? Mire jók? Ne aggódjon, a TOF érzékelő használatának számos előnye van, de természetesen vannak bizonyos korlátozások.

3. A repülési idő érzékelők használatának előnyei

Pontos és gyors mérés

Más távolsági érzékelőkhöz, például ultrahanggal vagy lézerekkel összehasonlítva a repülési idő érzékelők nagyon gyorsan képesek egy 3D-s képet összeállítani. Például egy TOF kamera ezt csak egyszer képes megtenni. Nem csak, hogy a TOF érzékelő rövid idő alatt képes pontosan észlelni a tárgyakat, és a páratartalom, a légnyomás és a hőmérséklet nem befolyásolja, így a beltéri és a kültéri használatra is alkalmas.

nagy távolság

Mivel a TOF érzékelők lézereket használnak, képesek nagy pontosságú távolságokat és tartományokat mérni. A TOF érzékelők rugalmasak, mert képesek bármilyen formájú és méretű objektumok közeli és távoli tárgyait felismerni.

Rugalmas az is abban az értelemben, hogy testreszabhatja a rendszer optikáját az optimális teljesítmény érdekében, ahol kiválaszthatja az adó- és vevőkészüléktípusokat és lencséket, hogy megkapja a kívánt látóteret.

Biztonság

Attól tart, hogy a lézer aToffAz érzékelő fájni fog a szemed? Ne aggódj! Számos TOF-érzékelő most alacsony teljesítményű infravörös lézert használ fényforrásként, és modulált impulzusokkal hajtja végre. Az érzékelő megfelel az 1. osztályú lézerbiztonsági előírásoknak, hogy biztosítsa az emberi szem biztonságát.

költséghatékony

Más 3D mélységtartomány -szkennelési technológiákhoz képest, például strukturált könnyű kamerarendszerekkel vagy lézertartomány -alapanyagokkal, a TOF érzékelők sokkal olcsóbbak velük összehasonlítva.

Mindezen korlátozások ellenére a TOF továbbra is nagyon megbízható és nagyon gyors módszer a 3D -s információk rögzítésére.

4. TOF korlátozásai

Bár a TOF -nek számos előnye van, ennek korlátozásai is vannak. A TOF néhány korlátozása a következőket tartalmazza:

• Szétszórt fény

Ha a nagyon fényes felületek nagyon közel állnak a TOF érzékelőjéhez, akkor túl sok fényt szétszórhatnak a vevőbe, és tárgyakat és nem kívánt reflexiókat hozhatnak létre, mivel a TOF -érzékelőnek csak a mérés készen áll, ha készen áll a fényre.

• Többszörös reflexiók

Ha a TOF érzékelőket a sarkokban és a konkáv formákon használják, akkor nem kívánt reflexiókat okozhatnak, mivel a fény többször is visszapattan, torzítva a mérést.

• Környezeti fény

A TOF kamera szabadban történő használata a fényes napfényben megnehezítheti a szabadtéri használatát. Ennek oka a nagy napfény intenzitása miatt az érzékelő pixelek gyorsan telítettek, így lehetetlenné teszi az objektumból visszatükröződő tényleges fény észlelését.

• A következtetés

TOF érzékelők ésTOF lencsekülönféle alkalmazásokban használható. A 3D-s feltérképezés, az ipari automatizálás, az akadályérzékelés, az önjáró autók, a mezőgazdaság, a robotika, a beltéri navigáció, a gesztusfelismerés, az objektumok letapogatása, a mérések, a kibővített valóság megfigyelése! A TOF technológia alkalmazása végtelen.

Vegye fel velünk a kapcsolatot a TOF lencsék bármilyen igénye miatt.

Chuang A Optoelectronics a nagyfelbontású optikai lencsékre összpontosít, hogy tökéletes vizuális márkát hozzon létre

A Chuang egy optoelektronika most már sokféle gyártást készítettTOF lencsékmint például:

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