Ի՞նչ են թռիչքի ժամանակի տեսախցիկները։

Թռիչքի ժամանակի (ToF) տեսախցիկները խորության չափման տեխնոլոգիայի տեսակ են, որը չափում է տեսախցիկի և տեսարանում գտնվող առարկաների միջև հեռավորությունը՝ օգտագործելով լույսի՝ դեպի առարկաներ հասնելու և տեսախցիկ վերադառնալու համար անհրաժեշտ ժամանակը: Դրանք լայնորեն օգտագործվում են տարբեր կիրառություններում, ինչպիսիք են լրացված իրականությունը, ռոբոտաշինությունը, եռաչափ սկանավորումը, ժեստերի ճանաչումը և այլն:

ToF տեսախցիկներաշխատում են լուսային ազդանշան արձակելով, սովորաբար ինֆրակարմիր լույս, և չափելով այն ժամանակը, որը պահանջվում է ազդանշանին վերադառնալու համար տեսարանում գտնվող առարկաներին բախվելուց հետո: Այս ժամանակի չափումն այնուհետև օգտագործվում է առարկաներից հեռավորությունը հաշվարկելու համար՝ ստեղծելով խորության քարտեզ կամ տեսարանի եռաչափ ներկայացում:

Թռիչքի ժամանակի տեսախցիկները

Համեմատած այլ խորության չափման տեխնոլոգիաների հետ, ինչպիսիք են կառուցվածքային լույսը կամ ստերեո տեսողությունը, ToF տեսախցիկները մի քանի առավելություններ ունեն։ Դրանք տրամադրում են իրական ժամանակի խորության տեղեկատվություն, ունեն համեմատաբար պարզ դիզայն և կարող են աշխատել տարբեր լուսավորության պայմաններում։ ToF տեսախցիկները նաև կոմպակտ են և կարող են ինտեգրվել ավելի փոքր սարքերի, ինչպիսիք են սմարթֆոնները, պլանշետները և կրելի սարքերը։

ToF տեսախցիկների կիրառությունները բազմազան են։ Լրացված իրականության մեջ ToF տեսախցիկները կարող են ճշգրիտ որոշել օբյեկտների խորությունը և բարելավել իրական աշխարհում տեղադրված վիրտուալ օբյեկտների ռեալիզմը։ Ռոբոտաշինության մեջ դրանք թույլ են տալիս ռոբոտներին ավելի արդյունավետորեն ընկալել շրջապատը և հաղթահարել խոչընդոտները։ 3D սկանավորման մեջ ToF տեսախցիկները կարող են արագորեն ֆիքսել օբյեկտների կամ միջավայրերի երկրաչափությունը տարբեր նպատակներով, ինչպիսիք են վիրտուալ իրականությունը, խաղերը կամ 3D տպագրությունը։ Դրանք նաև օգտագործվում են կենսաչափական կիրառություններում, ինչպիսիք են դեմքի ճանաչումը կամ ձեռքի ժեստերի ճանաչումը։

դու,Թռիչքի ժամանակի տեսախցիկների բաղադրիչները

Թռիչքի ժամանակի (ToF) տեսախցիկներբաղկացած է մի քանի հիմնական բաղադրիչներից, որոնք միասին աշխատում են խորության զգայունացման և հեռավորության չափման համար: Կոնկրետ բաղադրիչները կարող են տարբեր լինել՝ կախված դիզայնից և արտադրողից, բայց ահա ToF տեսախցիկների համակարգերում սովորաբար հանդիպող հիմնական տարրերը.

Լույսի աղբյուր՝

Լույսի աղբյուրը կարող է լինել LED (լույս արձակող դիոդ) կամ լազերային դիոդ՝ կախված տեսախցիկի կառուցվածքից։ Լույսի ճառագայթումը տարածվում է տեսարանում գտնվող առարկաների ուղղությամբ։

Օպտիկա:

Լինզաները հավաքում են անդրադարձված լույսը և շրջակա միջավայրը պատկերում պատկերի սենսորի վրա (ֆոկուսային հարթության մատրից): Օպտիկական արգելակային ֆիլտրը անցկացնում է միայն լուսավորման միավորի հետ նույն ալիքի երկարությամբ լույսը: Սա օգնում է ճնշել ոչ էական լույսը և նվազեցնել աղմուկը:

Պատկերի սենսոր՝

Սա TOF տեսախցիկի սիրտն է։ Յուրաքանչյուր պիքսել չափում է այն ժամանակը, որը լույսը պահանջում է լուսավորման միավորից (լազեր կամ LED) մինչև օբյեկտ և հետ՝ ֆոկուսային հարթության զանգված։

Ժամանակի սխեման՝

Թռիչքի ժամանակը ճշգրիտ չափելու համար տեսախցիկին անհրաժեշտ է ճշգրիտ ժամանակի սխեմա։ Այս սխեման վերահսկում է լույսի ազդանշանի արձակումը և հայտնաբերում է լույսի՝ օբյեկտներին հասնելու և տեսախցիկ վերադառնալու համար անհրաժեշտ ժամանակը։ Այն համաժամեցնում է արձակման և հայտնաբերման գործընթացները՝ հեռավորության ճշգրիտ չափումներ ապահովելու համար։

Մոդուլյացիա՝

ՈրոշToF տեսախցիկներներառում են մոդուլյացիայի տեխնիկաներ՝ հեռավորության չափումների ճշգրտությունն ու կայունությունը բարելավելու համար: Այս տեսախցիկները մոդուլացնում են արձակվող լույսի ազդանշանը որոշակի օրինաչափությամբ կամ հաճախականությամբ: Մոդուլյացիան օգնում է տարբերակել արձակվող լույսը շրջակա լույսի այլ աղբյուրներից և բարելավում է տեսախցիկի կարողությունը տարբերակելու տեսարանում տարբեր առարկաները:

Խորության հաշվարկման ալգորիթմ:

Թռիչքի ժամանակի չափումները խորության տեղեկատվության վերածելու համար ToF տեսախցիկները օգտագործում են բարդ ալգորիթմներ: Այս ալգորիթմները վերլուծում են լուսադետեկտորից ստացված ժամանակային տվյալները և հաշվարկում տեսախցիկի և տեսարանում գտնվող օբյեկտների միջև հեռավորությունը: Խորության հաշվարկման ալգորիթմները հաճախ ներառում են լույսի տարածման արագության, սենսորի արձագանքման ժամանակի և շրջակա լույսի խանգարման նման գործոնների փոխհատուցում:

Խորության տվյալների ելքային տվյալներ՝

Խորության հաշվարկն ավարտվելուց հետո ToF տեսախցիկը տրամադրում է խորության տվյալների արտածում: Այս արդյունքը կարող է լինել խորության քարտեզի, կետային ամպի կամ տեսարանի եռաչափ ներկայացման տեսքով: Խորության տվյալները կարող են օգտագործվել հավելվածների և համակարգերի կողմից՝ տարբեր գործառույթներ իրականացնելու համար, ինչպիսիք են օբյեկտների հետևումը, լրացված իրականությունը կամ ռոբոտացված նավիգացիան:

Կարևոր է նշել, որ ToF տեսախցիկների կոնկրետ իրականացումը և բաղադրիչները կարող են տարբեր լինել տարբեր արտադրողների և մոդելների մոտ։ Տեխնոլոգիական առաջընթացը կարող է ներմուծել լրացուցիչ հնարավորություններ և բարելավումներ՝ ToF տեսախցիկների համակարգերի աշխատանքը և հնարավորությունները բարելավելու համար։

三, Դիմումներ

Ավտոմոբիլային կիրառություններ

Թռիչքի ժամանակի տեսախցիկներօգտագործվում են օժանդակ և անվտանգության գործառույթներում՝ առաջադեմ ավտոմոբիլային կիրառությունների համար, ինչպիսիք են հետիոտնի ակտիվ անվտանգությունը, վթարից առաջ հայտնաբերումը և ներսում կիրառությունները, ինչպիսին է դիրքից դուրս գալու (OOP) հայտնաբերումը։

ToF տեսախցիկների կիրառումը

Մարդ-մեքենա ինտերֆեյսներ և խաղեր

As թռիչքի ժամանակի տեսախցիկներՀեռավորության պատկերներ տրամադրելով իրական ժամանակում, հեշտ է հետևել մարդկանց շարժումներին: Սա թույլ է տալիս նոր փոխազդեցություններ ունենալ սպառողական սարքերի, ինչպիսիք են հեռուստացույցները, հետ: Մեկ այլ թեմա է այս տեսակի տեսախցիկների օգտագործումը տեսախաղերի կոնսոլների վրա խաղերի հետ փոխազդելու համար: Xbox One կոնսոլի հետ սկզբնապես ներառված երկրորդ սերնդի Kinect սենսորը իր հեռավորության պատկերման համար օգտագործում էր թռիչքի ժամանակի տեսախցիկ, որը հնարավորություն էր տալիս բնական օգտագործողի ինտերֆեյսներ և խաղային ծրագրեր ստեղծել՝ օգտագործելով համակարգչային տեսողություն և ժեստերի ճանաչման տեխնիկա:

Creative-ը և Intel-ը նույնպես առաջարկում են նմանատիպ տեսակի ինտերակտիվ ժեստային ժամանակի թռիչքի տեսախցիկ խաղերի համար՝ Senz3D-ն, որը հիմնված է Softkinetic-ի DepthSense 325 տեսախցիկի վրա: Infineon-ը և PMD Technologies-ը հնարավորություն են տալիս օգտագործել փոքր ինտեգրված 3D խորության տեսախցիկներ՝ սպառողական սարքերի, ինչպիսիք են «ամեն ինչ մեկում» համակարգիչները և նոութբուքերը (Picco flexx և Picco monstar տեսախցիկներ), մոտ հեռավորությունից ժեստային կառավարման համար:

ToF տեսախցիկների կիրառումը խաղերում

Սմարթֆոնների տեսախցիկներ

Մի քանի սմարթֆոններ ունեն թռիչքի ժամանակի տեսախցիկներ։ Դրանք հիմնականում օգտագործվում են լուսանկարների որակը բարելավելու համար՝ տեսախցիկի ծրագրակազմին տրամադրելով առաջին պլանի և ֆոնի մասին տեղեկատվություն։ Նման տեխնոլոգիա օգտագործող առաջին բջջային հեռախոսը LG G3-ն էր, որը թողարկվեց 2014 թվականի սկզբին։

ToF տեսախցիկների կիրառումը բջջային հեռախոսներում

Չափում և մեքենայական տեսողություն

Այլ կիրառություններ են չափման առաջադրանքները, օրինակ՝ սիլոսներում լցման բարձրության համար: Արդյունաբերական մեքենայական տեսողության մեջ թռիչքի ժամանակի տեսախցիկը օգնում է դասակարգել և գտնել ռոբոտների կողմից օգտագործվող առարկաները, ինչպիսիք են փոխադրիչի վրայով անցնող իրերը: Դռան կառավարման վահանակները կարող են հեշտությամբ տարբերակել դռանը հասնող կենդանիներին և մարդկանց:

Ռոբոտաշինություն

Այս տեսախցիկների մեկ այլ կիրառություն ռոբոտաշինության ոլորտն է. շարժական ռոբոտները կարող են շատ արագ կազմել իրենց շրջապատի քարտեզը, ինչը թույլ է տալիս խուսափել խոչընդոտներից կամ հետևել առաջնորդող անձին: Քանի որ հեռավորության հաշվարկը պարզ է, օգտագործվում է միայն քիչ հաշվողական հզորություն: Քանի որ այս տեսախցիկները կարող են օգտագործվել նաև հեռավորությունը չափելու համար, FIRST Robotics մրցույթի թիմերը հայտնի են նրանով, որ օգտագործում են սարքերը ինքնավար ռեժիմների համար:

Երկրի տոպոգրաֆիա

ToF տեսախցիկներօգտագործվել են Երկրի մակերևույթի տեղագրության թվային բարձրության մոդելներ ստանալու համար՝ գեոմորֆոլոգիայի ուսումնասիրությունների համար։

ToF տեսախցիկների կիրառումը գեոմորֆոլոգիայում