一、 Jam berapa kamera penerbangan?

Kamera Time-of-flight (ToF) adalah jenis teknologi penginderaan kedalaman yang mengukur jarak antara kamera dan objek dalam pemandangan dengan menggunakan waktu yang diperlukan cahaya untuk sampai ke objek dan kembali ke kamera. Mereka biasanya digunakan dalam berbagai aplikasi seperti augmented reality, robotika, pemindaian 3D, pengenalan gerakan, dan banyak lagi.

kamera ToFbekerja dengan memancarkan sinyal cahaya, biasanya cahaya inframerah, dan mengukur waktu yang dibutuhkan sinyal untuk memantul kembali setelah mengenai objek di tempat kejadian. Pengukuran waktu ini kemudian digunakan untuk menghitung jarak ke objek, membuat peta kedalaman atau representasi 3D dari pemandangan tersebut.

Waktu kamera penerbangan

Dibandingkan dengan teknologi penginderaan kedalaman lainnya seperti cahaya terstruktur atau penglihatan stereo, kamera ToF menawarkan beberapa keunggulan. Mereka memberikan informasi kedalaman secara real-time, memiliki desain yang relatif sederhana, dan dapat bekerja dalam berbagai kondisi pencahayaan. Kamera ToF juga berukuran ringkas dan dapat diintegrasikan ke dalam perangkat yang lebih kecil seperti ponsel cerdas, tablet, dan perangkat yang dapat dikenakan.

Penerapan kamera ToF beragam. Dalam augmented reality, kamera ToF dapat mendeteksi kedalaman objek secara akurat dan meningkatkan realisme objek virtual yang ditempatkan di dunia nyata. Dalam robotika, mereka memungkinkan robot untuk memahami lingkungan sekitar dan menavigasi rintangan dengan lebih efektif. Dalam pemindaian 3D, kamera ToF dapat dengan cepat menangkap geometri objek atau lingkungan untuk berbagai tujuan seperti realitas virtual, game, atau pencetakan 3D. Mereka juga digunakan dalam aplikasi biometrik, seperti pengenalan wajah atau pengenalan gerakan tangan.

二、Komponen waktu kamera penerbangan

Kamera waktu penerbangan (ToF).terdiri dari beberapa komponen utama yang bekerja sama untuk memungkinkan penginderaan kedalaman dan pengukuran jarak. Komponen spesifiknya dapat bervariasi tergantung pada desain dan pabrikannya, namun berikut adalah elemen dasar yang biasanya ditemukan dalam sistem kamera ToF:

Sumber Cahaya:

Kamera ToF menggunakan sumber cahaya untuk memancarkan sinyal cahaya, biasanya dalam bentuk cahaya inframerah (IR). Sumber cahaya dapat berupa LED (Light-Emitting Diode) atau dioda laser, tergantung desain kamera. Cahaya yang dipancarkan bergerak menuju objek dalam pemandangan.

Optik:

Lensa mengumpulkan cahaya yang dipantulkan dan menggambarkan lingkungan ke dalam sensor gambar (susunan bidang fokus). Filter band-pass optik hanya melewatkan cahaya dengan panjang gelombang yang sama dengan unit penerangan. Ini membantu menekan cahaya yang tidak relevan dan mengurangi kebisingan.

Sensor gambar:

Ini adalah jantung dari kamera TOF. Setiap piksel mengukur waktu yang dibutuhkan cahaya untuk berpindah dari unit penerangan (laser atau LED) ke objek dan kembali ke susunan bidang fokus.

Sirkuit Waktu:

Untuk mengukur waktu penerbangan secara akurat, kamera memerlukan sirkuit pengaturan waktu yang tepat. Sirkuit ini mengontrol pancaran sinyal cahaya dan mendeteksi waktu yang diperlukan cahaya untuk mencapai objek dan kembali ke kamera. Ini menyinkronkan proses emisi dan deteksi untuk memastikan pengukuran jarak yang akurat.

Modulasi:

Beberapakamera ToFmenggabungkan teknik modulasi untuk meningkatkan akurasi dan ketahanan pengukuran jarak. Kamera ini memodulasi sinyal cahaya yang dipancarkan dengan pola atau frekuensi tertentu. Modulasi ini membantu membedakan cahaya yang dipancarkan dari sumber cahaya sekitar lainnya dan meningkatkan kemampuan kamera untuk membedakan berbagai objek dalam pemandangan.

Algoritma Perhitungan Kedalaman:

Untuk mengubah pengukuran waktu penerbangan menjadi informasi kedalaman, kamera ToF menggunakan algoritma canggih. Algoritme ini menganalisis data waktu yang diterima dari fotodetektor dan menghitung jarak antara kamera dan objek dalam pemandangan. Algoritme penghitungan kedalaman sering kali melibatkan kompensasi faktor-faktor seperti kecepatan propagasi cahaya, waktu respons sensor, dan interferensi cahaya sekitar.

Keluaran Data Kedalaman:

Setelah penghitungan kedalaman dilakukan, kamera ToF menyediakan keluaran data kedalaman. Keluaran ini dapat berupa peta kedalaman, titik awan, atau representasi pemandangan 3D. Data kedalaman dapat digunakan oleh aplikasi dan sistem untuk mengaktifkan berbagai fungsi seperti pelacakan objek, augmented reality, atau navigasi robot.

Penting untuk diingat bahwa implementasi spesifik dan komponen kamera ToF dapat bervariasi antar produsen dan model. Kemajuan teknologi dapat memperkenalkan fitur dan penyempurnaan tambahan untuk meningkatkan kinerja dan kemampuan sistem kamera ToF.

三、Aplikasi

Aplikasi otomotif

Kamera waktu penerbangandigunakan dalam fungsi bantuan dan keselamatan untuk aplikasi otomotif tingkat lanjut seperti keselamatan pejalan kaki aktif, deteksi pra-tabrakan, dan aplikasi dalam ruangan seperti deteksi di luar posisi (OOP).

Penerapan kamera ToF

Antarmuka manusia-mesin dan permainan

As kamera waktu penerbanganmemberikan gambar jarak secara real time, memudahkan untuk melacak pergerakan manusia. Hal ini memungkinkan interaksi baru dengan perangkat konsumen seperti televisi. Topik lainnya adalah menggunakan kamera jenis ini untuk berinteraksi dengan game di konsol video game. Sensor Kinect generasi kedua yang awalnya disertakan dengan konsol Xbox One menggunakan kamera waktu penerbangan untuk pencitraan jangkauannya, memungkinkan antarmuka pengguna dan permainan yang natural. aplikasi menggunakan visi komputer dan teknik pengenalan gerakan.

Creative dan Intel juga menyediakan jenis kamera waktu terbang interaktif serupa untuk bermain game, Senz3D berdasarkan kamera DepthSense 325 dari Softkinetic. Teknologi Infineon dan PMD memungkinkan kamera kedalaman 3D kecil yang terintegrasi untuk kontrol gerakan jarak dekat pada perangkat konsumen seperti PC dan laptop all-in-one (kamera Picco flexx dan Picco monstar).

Penerapan kamera ToF dalam game

Kamera ponsel pintar

Beberapa ponsel pintar menyertakan kamera waktu penerbangan. Ini terutama digunakan untuk meningkatkan kualitas foto dengan menyediakan informasi kepada perangkat lunak kamera tentang latar depan dan latar belakang. Ponsel pertama yang menggunakan teknologi tersebut adalah LG G3 yang dirilis pada awal tahun 2014.

Penerapan kamera ToF di ponsel

Pengukuran dan visi mesin

Aplikasi lainnya adalah tugas pengukuran, misalnya untuk ketinggian pengisian di silo. Dalam visi mesin industri, kamera waktu penerbangan membantu mengklasifikasikan dan menemukan lokasi objek untuk digunakan oleh robot, seperti objek yang lewat di konveyor. Pengendali pintu dapat membedakan dengan mudah antara hewan dan manusia yang mencapai pintu.

Robotika

Kegunaan lain dari kamera ini adalah dalam bidang robotika: Robot bergerak dapat membuat peta sekelilingnya dengan sangat cepat, sehingga memungkinkan mereka menghindari rintangan atau mengikuti orang yang memimpin. Karena penghitungan jaraknya sederhana, hanya sedikit daya komputasi yang digunakan. Karena kamera ini juga dapat digunakan untuk mengukur jarak, tim Kompetisi Robotika FIRST diketahui menggunakan perangkat tersebut untuk rutinitas otonom.

Topografi bumi

kamera ToFtelah digunakan untuk memperoleh model elevasi digital topografi permukaan bumi, untuk studi geomorfologi.

Penerapan kamera ToF dalam geomorfologi