一、Hvað er tími flugvéla?

Tímaflugsmyndavélar (ToF) eru tegund dýptarskynjunartækni sem mælir fjarlægðina milli myndavélarinnar og hluta í senunni með því að nota tímann sem það tekur ljósið að ferðast til hlutanna og aftur til myndavélarinnar. Þau eru almennt notuð í ýmsum forritum eins og auknum veruleika, vélfærafræði, þrívíddarskönnun, bendingagreiningu og fleira.

ToF myndavélarvinna með því að gefa frá sér ljósmerki, venjulega innrautt ljós, og mæla tímann sem það tekur fyrir merkið að endurkasta eftir að hafa lent á hlutum á vettvangi. Þessi tímamæling er síðan notuð til að reikna út fjarlægðina til hlutanna, búa til dýptarkort eða þrívíddarmynd af vettvangi.

Tími flugmyndavéla

Í samanburði við aðra dýptarskynjunartækni eins og uppbyggt ljós eða hljómtæki, bjóða ToF myndavélar upp á nokkra kosti. Þeir veita upplýsingar um dýpt í rauntíma, hafa tiltölulega einfalda hönnun og geta virkað við mismunandi birtuskilyrði. ToF myndavélar eru líka fyrirferðarlitlar og hægt er að samþætta þær í smærri tæki eins og snjallsíma, spjaldtölvur og nothæf tæki.

Notkun ToF myndavéla er fjölbreytt. Í auknum veruleika geta ToF myndavélar greint nákvæmlega dýpt hluta og bætt raunsæi sýndarhluta sem eru settir í raunheiminn. Í vélfærafræði gera þau vélmenni kleift að skynja umhverfi sitt og sigla um hindranir á skilvirkari hátt. Í þrívíddarskönnun geta ToF myndavélar fljótt fanga rúmfræði hluta eða umhverfi í ýmsum tilgangi eins og sýndarveruleika, leikjum eða þrívíddarprentun. Þau eru einnig notuð í líffræðileg tölfræði, svo sem andlitsþekkingu eða handbendingaþekkingu.

二,Hluti af tímaflugsmyndavélum

Flugtími (ToF) myndavélarsamanstanda af nokkrum lykilþáttum sem vinna saman til að gera dýptarskynjun og fjarlægðarmælingu kleift. Sérstakir íhlutir geta verið mismunandi eftir hönnun og framleiðanda, en hér eru grundvallarþættirnir sem venjulega finnast í ToF myndavélarkerfum:

Ljósgjafi:

ToF myndavélar nota ljósgjafa til að gefa frá sér ljósmerki, venjulega í formi innrauðs (IR) ljóss. Ljósgjafinn getur verið LED (Light-Emitting Diode) eða laser díóða, allt eftir hönnun myndavélarinnar. Ljósið sem gefur frá sér fer í átt að hlutunum á vettvangi.

Ljósfræði:

Linsa safnar ljósinu sem endurkastast og myndar umhverfið á myndflöguna (fókusplanararray). Sjónbandssía fer aðeins framhjá ljósinu með sömu bylgjulengd og lýsingareiningin. Þetta hjálpar til við að bæla óviðeigandi ljós og draga úr hávaða.

Myndflaga:

Þetta er hjarta TOF myndavélarinnar. Hver pixel mælir tímann sem ljósið hefur tekið að ferðast frá lýsingareiningunni (leysir eða LED) að hlutnum og til baka í brenniplanarkerfið.

Tímakerfi:

Til að mæla flugtíma nákvæmlega þarf myndavélin nákvæma tímatökurás. Þessi rafrás stjórnar losun ljósmerkja og skynjar þann tíma sem það tekur ljósið að ferðast að hlutunum og fara aftur í myndavélina. Það samstillir losunar- og greiningarferla til að tryggja nákvæmar fjarlægðarmælingar.

Mótun:

SumirToF myndavélarfella inn mótunartækni til að bæta nákvæmni og styrkleika fjarlægðarmælinga. Þessar myndavélar móta ljósmerkið sem gefur frá sér með ákveðnu mynstri eða tíðni. Mótunin hjálpar til við að greina ljósið frá öðrum umhverfisljósgjafa og eykur getu myndavélarinnar til að greina á milli mismunandi hluta í senunni.

Reiknirit fyrir dýptarreikning:

Til að umbreyta mælingum á flugtíma í dýptarupplýsingar nota ToF myndavélar háþróuð reiknirit. Þessi reiknirit greina tímasetningargögnin sem berast frá ljósnemaranum og reikna út fjarlægðina á milli myndavélarinnar og hlutanna á vettvangi. Dýptarreikniritin fela oft í sér að bæta upp þætti eins og ljósútbreiðsluhraða, viðbragðstíma skynjara og truflun á umhverfisljósi.

Dýptargagnaframleiðsla:

Þegar dýptarútreikningurinn hefur verið framkvæmdur gefur ToF myndavélin dýptargagnaúttak. Þessi framleiðsla getur verið í formi dýptarkorts, punktskýs eða þrívíddarmyndar af vettvangi. Dýptargögnin geta verið notuð af forritum og kerfum til að virkja ýmsa virkni eins og mælingar á hlutum, auknum veruleika eða vélfærafræði.

Það er mikilvægt að hafa í huga að sértæk útfærsla og íhlutir ToF myndavéla geta verið mismunandi eftir mismunandi framleiðendum og gerðum. Framfarir í tækni kunna að kynna viðbótareiginleika og endurbætur til að bæta afköst og getu ToF myndavélakerfa.

三、Umsóknir

Bílaforrit

Flugtímamyndavélareru notaðar í aðstoð og öryggisaðgerðir fyrir háþróaða bílaforrit eins og virkt öryggi gangandi vegfarenda, skynjun fyrir árekstur og innanhússnotkun eins og út-af-stöðu (OOP) uppgötvun.

Notkun ToF myndavéla

Mann-vél tengi og leikir

As flugtímamyndavélarveita fjarlægðarmyndir í rauntíma, það er auðvelt að fylgjast með hreyfingum manna. Þetta gerir ný samskipti við neytendatæki eins og sjónvörp. Annað umræðuefni er að nota þessa tegund myndavéla til að hafa samskipti við leiki á tölvuleikjatölvum. Önnur kynslóð Kinect skynjari sem upphaflega fylgdi Xbox One leikjatölvunni notaði flugtímamyndavél fyrir myndgreiningu sína, sem gerði náttúruleg notendaviðmót og leikjatölvu kleift. forrit sem nota tölvusjón og látbragðsþekkingartækni.

Creative og Intel bjóða einnig upp á svipaða gerð gagnvirkrar flugtímamyndavélar fyrir leiki, Senz3D byggt á DepthSense 325 myndavélinni frá Softkinetic. Infineon og PMD tækni gera örsmáar samþættar 3D dýptarmyndavélar kleift að stjórna neytendatækjum á nærsviði eins og allt-í-einn tölvur og fartölvur (Picco flexx og Picco monstar myndavélar).

Notkun ToF myndavéla í leikjum

Snjallsímamyndavélar

Nokkrir snjallsímar innihalda flugtímamyndavélar. Þetta er aðallega notað til að bæta gæði mynda með því að veita myndavélarhugbúnaðinum upplýsingar um forgrunn og bakgrunn. Fyrsti farsíminn sem notaði slíka tækni var LG G3, sem kom út snemma árs 2014.

Notkun ToF myndavéla í farsímum

Mæling og vélsjón

Önnur forrit eru mælingarverkefni, td fyrir áfyllingarhæð í sílóum. Í iðnaðarvélasýn hjálpar flugtímamyndavélin við að flokka og staðsetja hluti til notkunar fyrir vélmenni, eins og hluti sem fara framhjá á færibandi. Hurðarstýringar geta auðveldlega greint á milli dýra og manna sem komast að dyrunum.

Vélfærafræði

Önnur notkun þessara myndavéla er sviði vélfærafræði: Farsíma vélmenni geta byggt upp kort af umhverfi sínu mjög fljótt, sem gerir þeim kleift að forðast hindranir eða fylgja leiðandi einstaklingi. Þar sem fjarlægðarútreikningur er einfaldur er aðeins lítill reiknikraftur notaður. Þar sem einnig er hægt að nota þessar myndavélar til að mæla fjarlægð hefur teymi fyrir FIRST vélfærafræðikeppnin verið þekkt fyrir að nota tækin fyrir sjálfstæðar venjur.

Landslag jarðarinnar

ToF myndavélarhafa verið notaðar til að fá stafræn hæðarlíkön af yfirborði jarðarinnar, fyrir rannsóknir í jarðformfræði.

Notkun ToF myndavéla í jarðformfræði