flightフライトカメラの時間とは何ですか？

飛行時間（TOF）カメラは、光がオブジェクトに移動してカメラに戻るのに時間がかかる時間を使用して、シーン内のカメラとオブジェクトの間の距離を測定する深度検出技術の一種です。これらは、拡張現実、ロボット工学、3Dスキャン、ジェスチャー認識など、さまざまなアプリケーションで一般的に使用されています。

TOFカメラ光信号、通常は赤外線光を放出し、シーンでオブジェクトを押した後に信号が跳ね返るのにかかる時間を測定することで作業します。この時間測定を使用して、オブジェクトへの距離を計算し、シーンの深さマップまたは3D表現を作成します。

フライトカメラの時間

構造化された光やステレオビジョンなどの他の深度検知技術と比較して、TOFカメラはいくつかの利点を提供します。リアルタイムの深さ情報を提供し、比較的シンプルなデザインを持ち、さまざまな照明条件で動作することができます。 TOFカメラもコンパクトで、スマートフォン、タブレット、ウェアラブルデバイスなどの小さなデバイスに統合できます。

TOFカメラのアプリケーションは多様です。拡張現実では、TOFカメラはオブジェクトの深さを正確に検出し、現実世界に配置された仮想オブジェクトのリアリズムを改善できます。ロボット工学では、ロボットが周囲を知覚し、障害物をより効果的にナビゲートできるようにします。 3Dスキャンでは、TOFカメラは、仮想現実、ゲーム、3D印刷などのさまざまな目的で、オブジェクトまたは環境のジオメトリをすばやくキャプチャできます。また、顔認識や手のジェスチャー認識など、生体認証アプリケーションでも使用されています。

二、フライトカメラの時間のコンポーネント

飛行時間（TOF）カメラ深さセンシングと距離測定を可能にするために連携するいくつかの重要なコンポーネントで構成されています。特定のコンポーネントは、設計とメーカーによって異なる場合がありますが、ここにTOFカメラシステムに見られる基本的な要素があります。

光源：

TOFカメラは、光源を使用して、通常は赤外線（IR）光の形で光信号を放出します。ライトソースは、カメラの設計に応じて、LED（発光ダイオード）またはレーザーダイオードにすることができます。放出された光は、シーンのオブジェクトに向かって移動します。

光学：

レンズは反射光を収集し、環境を画像センサー（焦点面アレイ）に画像します。光学バンドパスフィルターは、照明ユニットと同じ波長でライトのみを通過します。これにより、非頻度の光を抑制し、ノイズを減らすことができます。

イメージセンサー：

これはTOFカメラの中心です。各ピクセルは、光が照明ユニット（レーザーまたはLED）からオブジェクトに移動し、焦点面アレイに戻るまでの時間を測定します。

タイミング回路：

飛行時間を正確に測定するには、カメラには正確なタイミング回路が必要です。この回路は、光信号の放出を制御し、光がオブジェクトに移動してカメラに戻るのに時間がかかる時間を検出します。排出プロセスと検出プロセスを同期して、正確な距離測定を確保します。

変調：

いくつかのTOFカメラ距離測定の精度と堅牢性を改善するために、変調技術を組み込みます。これらのカメラは、特定のパターンまたは周波数で放出された光信号を変調します。この変調は、放出された光を他の周囲の光源と区別し、シーン内の異なるオブジェクトを区別するカメラの能力を高めるのに役立ちます。

深度計算アルゴリズム:

飛行時間測定値を深さ情報に変換するために、TOFカメラは洗練されたアルゴリズムを利用します。これらのアルゴリズムは、フォトセクターから受信したタイミングデータを分析し、カメラとシーン内のオブジェクト間の距離を計算します。深さ計算アルゴリズムは、多くの場合、光伝播速度、センサー応答時間、周囲光干渉などの要因を補正することを伴います。

深度データ出力：

深さ計算が実行されると、TOFカメラは深度データ出力を提供します。この出力は、深度マップ、ポイントクラウド、またはシーンの3D表現の形をとることができます。深さデータは、オブジェクト追跡、拡張現実、ロボットナビゲーションなどのさまざまな機能を有効にするために、アプリケーションとシステムで使用できます。

TOFカメラの特定の実装とコンポーネントは、メーカーやモデルによって異なる場合があることに注意することが重要です。テクノロジーの進歩により、TOFカメラシステムのパフォーマンスと機能を改善するための追加機能と機能強化が導入される場合があります。

三、アプリケーション

自動車アプリケーション

飛行時間カメラアクティブな歩行者の安全性、プレラシュ検出、アウトオブポジション（OOP）検出などの屋内アプリケーションなどの高度な自動車アプリケーションの支援および安全機能に使用されます。

TOFカメラの適用

ヒューマンマシンインターフェイスとゲーム

As 飛行時間カメラ距離画像をリアルタイムで提供すると、人間の動きを簡単に追跡できます。これにより、テレビなどの消費者デバイスとの新しいやり取りが可能になります。別のトピックは、このタイプのカメラを使用してビデオゲームコンソールのゲームと対話することです。Xbox Oneコンソールには元々含まれていた第2世代のKinectセンサーは、そのレンジイメージングに飛行時間カメラを使用し、自然なユーザーインターフェイスとゲームを可能にします。コンピュータービジョンとジェスチャー認識技術を使用したアプリケーション。

CreativeとIntelは、ゲーム用の同様のタイプのインタラクティブなジェスチャー時間カメラも提供します。これは、SENZ3DをSENZ3Dに基づいて、SoftkineticのDepthsense 325カメラに基づいています。 InfineonおよびPMDテクノロジーは、オールインワンPCやラップトップ（Picco FlexxおよびPicco Monstarカメラ）などの消費者デバイスの近距離ジェスチャー制御用の小さな統合3D深度カメラを可能にします。

ゲームでのTOFカメラの適用

スマートフォンカメラ

いくつかのスマートフォンには、飛行時間カメラが含まれます。これらは、主に、カメラソフトウェアに前景と背景に関する情報を提供することにより、写真の品質を向上させるために使用されます。このような技術を採用した最初の携帯電話は、2014年初頭にリリースされたLG G3でした。

携帯電話でのTOFカメラの適用

測定とマシンビジョン

他のアプリケーションは、サイロの充填高さなどの測定タスクです。産業用マシンビジョンでは、飛行時間カメラは、コンベアを通り過ぎるアイテムなど、ロボットが使用するオブジェクトを分類および見つけるのに役立ちます。ドアコントロールは、動物と人間がドアに到達する人間を簡単に区別できます。

ロボット工学

これらのカメラのもう1つの使用は、ロボット工学のフィールドです。モバイルロボットは周囲の地図を非常に迅速に構築し、障害物を避けたり、先頭に従うことができます。距離計算は単純であるため、計算能力はほとんど使用されません。これらのカメラは距離を測定するためにも使用できるため、最初のロボット競技のチームは、自律的なルーチンにデバイスを使用することが知られています。

地球地形

TOFカメラ地形の研究のために、地球の表面地形のデジタル標高モデルを取得するために使用されています。

地形におけるTOFカメラの適用