1. ເຊັນເຊີ time-of-flight (ToF) ແມ່ນຫຍັງ?

ກ້ອງຖ່າຍຮູບເວລາຂອງການບິນແມ່ນຫຍັງ? ມັນແມ່ນກ້ອງຖ່າຍຮູບທີ່ຈັບພາບການບິນຂອງຍົນບໍ? ມັນມີບາງສິ່ງບາງຢ່າງທີ່ຈະເຮັດກັບຍົນຫຼືຍົນ? ແທ້ຈິງແລ້ວ, ມັນເປັນທາງໄກ!

ToF ແມ່ນການວັດແທກເວລາທີ່ມັນໃຊ້ເວລາສໍາລັບວັດຖຸ, ອະນຸພາກຫຼືຄື້ນເພື່ອເດີນທາງໄກ. ເຈົ້າຮູ້ບໍວ່າລະບົບ sonar ຂອງເຈຍເຮັດວຽກ? ລະບົບເວລາບິນຄືກັນ!

ເຊັນເຊີເວລາບິນມີຫຼາຍຊະນິດ, ແຕ່ສ່ວນຫຼາຍແມ່ນກ້ອງຖ່າຍຮູບເວລາບິນ ແລະ ເຄື່ອງສະແກນເລເຊີ, ເຊິ່ງໃຊ້ເທັກໂນໂລຍີທີ່ເອີ້ນວ່າ lidar (ກວດຈັບແສງ ແລະ ໄລຍະ) ເພື່ອວັດແທກຄວາມເລິກຂອງຈຸດຕ່າງໆໃນຮູບພາບໂດຍການສ່ອງແສງ. ກັບແສງ infrared.

ຂໍ້ມູນທີ່ຖືກສ້າງ ແລະບັນທຶກໂດຍໃຊ້ເຊັນເຊີ ToF ແມ່ນມີປະໂຫຍດຫຼາຍ ເພາະມັນສາມາດສະໜອງການກວດຫາຄົນຍ່າງທາງ, ການພິສູດຢືນຢັນຜູ້ໃຊ້ໂດຍອີງໃສ່ລັກສະນະໜ້າຕາ, ການສ້າງແຜນທີ່ສະພາບແວດລ້ອມໂດຍໃຊ້ SLAM (ການກຳນົດທ້ອງຖິ່ນ ແລະການສ້າງແຜນທີ່ພ້ອມກັນ) ແລະອື່ນໆອີກ.

ຕົວຈິງແລ້ວລະບົບນີ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນຫຸ່ນຍົນ, ລົດຂັບລົດຕົນເອງ, ແລະເຖິງແມ່ນວ່າໃນປັດຈຸບັນອຸປະກອນມືຖືຂອງທ່ານ. ຕົວຢ່າງ, ຖ້າທ່ານກໍາລັງໃຊ້ Huawei P30 Pro, Oppo RX17 Pro, LG G8 ThinQ, ແລະອື່ນໆ, ໂທລະສັບຂອງທ່ານມີກ້ອງຖ່າຍຮູບ ToF!

ກ້ອງ ToF

2. ເຊັນເຊີເວລາບິນເຮັດວຽກແນວໃດ?

ດຽວນີ້, ພວກເຮົາຂໍແນະນຳສັ້ນໆວ່າເຊັນເຊີເວລາການບິນແມ່ນຫຍັງ ແລະມັນເຮັດວຽກແນວໃດ.

ToFເຊັນເຊີໃຊ້ເລເຊີຂະໜາດນ້ອຍເພື່ອປ່ອຍແສງອິນຟາເຣດ, ບ່ອນທີ່ແສງສະຫວ່າງທີ່ອອກມາຈະກະໂດດອອກຈາກວັດຖຸໃດນຶ່ງ ແລະກັບຄືນໄປຫາເຊັນເຊີ. ອີງຕາມຄວາມແຕກຕ່າງຂອງເວລາລະຫວ່າງການປ່ອຍແສງແລະການກັບຄືນໄປຫາເຊັນເຊີຫຼັງຈາກຖືກສະທ້ອນໂດຍວັດຖຸ, ເຊັນເຊີສາມາດວັດແທກໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງວັດຖຸແລະເຊັນເຊີ.

ມື້​ນີ້, ພວກ​ເຮົາ​ຈະ​ຄົ້ນ​ຫາ 2 ວິ​ທີ​ການ ToF ໃຊ້​ເວ​ລາ​ການ​ເດີນ​ທາງ​ເພື່ອ​ກໍາ​ນົດ​ໄລ​ຍະ​ຫ່າງ​ແລະ​ຄວາມ​ເລິກ​: ການ​ນໍາ​ໃຊ້​ກໍາ​ມະ​ຈອນ​ກໍາ​ນົດ​ເວ​ລາ​, ແລະ​ການ​ນໍາ​ໃຊ້​ການ​ປ່ຽນ​ໄລ​ຍະ​ຂອງ​ຄື້ນ​ຄວາມ​ກວ້າງ​ຂວາງ modulated​.

ໃຊ້ກຳມະຈອນຕາມເວລາ

ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ມັນເຮັດວຽກໂດຍການສະຫວ່າງເປົ້າຫມາຍດ້ວຍເລເຊີ, ຫຼັງຈາກນັ້ນການວັດແທກແສງສະຫວ່າງທີ່ສະທ້ອນດ້ວຍເຄື່ອງສະແກນ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນໃຊ້ຄວາມໄວຂອງແສງເພື່ອ extrapolate ໄລຍະຫ່າງຂອງວັດຖຸເພື່ອຄິດໄລ່ໄລຍະທາງທີ່ເດີນທາງຢ່າງແນ່ນອນ. ນອກຈາກນັ້ນ, ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງເວລາກັບຄືນຂອງເລເຊີ ແລະຄວາມຍາວຂອງຄື້ນແມ່ນໃຊ້ເພື່ອເຮັດໃຫ້ການເປັນຕົວແທນຂອງ 3D ດິຈິຕອລທີ່ຖືກຕ້ອງ ແລະລັກສະນະພື້ນຜິວຂອງເປົ້າໝາຍ, ແລະສ້າງແຜນທີ່ໃຫ້ເຫັນລັກສະນະສ່ວນບຸກຄົນຂອງມັນ.

ດັ່ງທີ່ເຈົ້າເຫັນຢູ່ຂ້າງເທິງ, ແສງເລເຊີຖືກຍິງອອກແລະຫຼັງຈາກນັ້ນ bounce ອອກວັດຖຸກັບຄືນໄປບ່ອນເຊັນເຊີ. ດ້ວຍເວລາກັບຄືນຂອງເລເຊີ, ກ້ອງຖ່າຍຮູບ ToF ສາມາດວັດແທກໄລຍະທາງທີ່ຖືກຕ້ອງໃນໄລຍະເວລາສັ້ນໆເນື່ອງຈາກຄວາມໄວຂອງການເດີນທາງແສງສະຫວ່າງ. (ToF ປ່ຽນເປັນໄລຍະໄກ) ນີ້ແມ່ນສູດທີ່ນັກວິເຄາະໃຊ້ເພື່ອໄປຮອດໄລຍະທາງທີ່ແນ່ນອນຂອງວັດຖຸ:

(ຄວາມໄວແສງ x ເວລາບິນ) / 2

ToF ປ່ຽນເປັນໄລຍະທາງ

ດັ່ງທີ່ທ່ານສາມາດເຫັນໄດ້, ເຄື່ອງຈັບເວລາຈະເລີ່ມຕົ້ນໃນຂະນະທີ່ແສງປິດ, ແລະເມື່ອຜູ້ຮັບໄດ້ຮັບແສງສະຫວ່າງກັບຄືນ, ເຄື່ອງຈັບເວລາຈະກັບຄືນເວລາ. ເມື່ອຫັກສອງຄັ້ງ, "ເວລາບິນ" ຂອງແສງໄດ້ຮັບ, ແລະຄວາມໄວຂອງແສງແມ່ນຄົງທີ່, ສະນັ້ນໄລຍະທາງສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ງ່າຍໂດຍໃຊ້ສູດຂ້າງເທິງ. ດ້ວຍວິທີນີ້, ຈຸດທັງຫມົດໃນດ້ານຂອງວັດຖຸສາມາດຖືກກໍານົດ.

ໃຊ້ການປ່ຽນໄລຍະຂອງຄື້ນ AM

ຕໍ່ໄປ, ໄດ້ToFຍັງສາມາດນຳໃຊ້ຄື້ນຕໍ່ເນື່ອງເພື່ອກວດຫາໄລຍະການປ່ຽນຂອງແສງສະທ້ອນເພື່ອກຳນົດຄວາມເລິກ ແລະ ໄລຍະຫ່າງ.

ການປ່ຽນໄລຍະໂດຍໃຊ້ຄື້ນ AM

ໂດຍ modulating ຄວາມກວ້າງຂວາງ, ມັນສ້າງແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງ sinusoidal ທີ່ມີຄວາມຖີ່ທີ່ຮູ້ຈັກ, ໃຫ້ເຄື່ອງກວດຈັບສາມາດກໍານົດໄລຍະການປ່ຽນຂອງແສງສະທ້ອນໄດ້ໂດຍໃຊ້ສູດດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:

ບ່ອນທີ່ c ແມ່ນຄວາມໄວຂອງແສງ (c = 3 × 10^8 m / s), λ ແມ່ນຄວາມຍາວຄື່ນ (λ = 15 m), ແລະ f ແມ່ນຄວາມຖີ່, ແຕ່ລະຈຸດໃນເຊັນເຊີສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ງ່າຍໃນຄວາມເລິກ.

ສິ່ງທັງຫມົດເຫຼົ່ານີ້ເກີດຂຶ້ນໄວຫຼາຍໃນຂະນະທີ່ພວກເຮົາເຮັດວຽກຢູ່ທີ່ຄວາມໄວຂອງແສງ. ທ່ານສາມາດຈິນຕະນາການຄວາມແມ່ນຍໍາແລະຄວາມໄວທີ່ມີເຊັນເຊີໃດທີ່ສາມາດວັດແທກໄດ້? ຂ້າພະເຈົ້າຂໍຍົກຕົວຢ່າງ, ແສງສະຫວ່າງເດີນທາງດ້ວຍຄວາມໄວ 300,000 ກິໂລແມັດຕໍ່ວິນາທີ, ຖ້າວັດຖຸຢູ່ຫ່າງຈາກເຈົ້າ 5 ແມັດ, ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງເວລາລະຫວ່າງແສງສະຫວ່າງທີ່ອອກຈາກກ້ອງຖ່າຍຮູບແລະການກັບຄືນແມ່ນປະມານ 33 nanoseconds, ເຊິ່ງເທົ່າກັບ 0.000000033 ວິນາທີເທົ່ານັ້ນ! ວ້າວ! ບໍ່ຕ້ອງເວົ້າເຖິງ, ຂໍ້ມູນທີ່ຖືກຈັບໄວ້ຈະເຮັດໃຫ້ເຈົ້າເປັນຕົວແທນດິຈິຕອນ 3D ທີ່ຖືກຕ້ອງສຳລັບທຸກ pixels ໃນຮູບ.

ໂດຍບໍ່ສົນເລື່ອງຂອງຫຼັກການທີ່ຖືກນໍາໃຊ້, ການສະຫນອງແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງທີ່ເຮັດໃຫ້ມີແສງໃນ scene ທັງຫມົດອະນຸຍາດໃຫ້ເຊັນເຊີເພື່ອກໍານົດຄວາມເລິກຂອງຈຸດທັງຫມົດ. ຜົນໄດ້ຮັບດັ່ງກ່າວເຮັດໃຫ້ທ່ານມີແຜນທີ່ໄລຍະຫ່າງທີ່ແຕ່ລະ pixels ລວງເຂົ້າລະຫັດໄລຍະຫ່າງກັບຈຸດທີ່ສອດຄ້ອງກັນໃນ scene ໄດ້. ຕໍ່ໄປນີ້ແມ່ນຕົວຢ່າງຂອງເສັ້ນຕາຕະລາງ ToF:

ຕົວຢ່າງຂອງກາຟຊ່ວງ ToF

ໃນປັດຈຸບັນທີ່ພວກເຮົາຮູ້ວ່າ ToF ເຮັດວຽກ, ເປັນຫຍັງມັນດີ? ເປັນຫຍັງຕ້ອງໃຊ້ມັນ? ພວກມັນແມ່ນຫຍັງດີ? ບໍ່ຕ້ອງກັງວົນ, ມັນມີຂໍ້ດີຫຼາຍທີ່ຈະໃຊ້ເຊັນເຊີ ToF, ແຕ່ແນ່ນອນວ່າມີຂໍ້ຈໍາກັດບາງຢ່າງ.

3. ຜົນປະໂຫຍດຂອງການນໍາໃຊ້ເຊັນເຊີທີ່ໃຊ້ເວລາຂອງການບິນ

ການວັດແທກທີ່ຖືກຕ້ອງແລະໄວ

ເມື່ອປຽບທຽບກັບເຊັນເຊີໄລຍະໄກອື່ນໆເຊັ່ນ: ultrasound ຫຼື lasers, ເຊັນເຊີເວລາຂອງການບິນສາມາດປະກອບຮູບພາບ 3D ຂອງ scene ໄດ້ໄວຫຼາຍ. ຕົວຢ່າງ, ກ້ອງຖ່າຍຮູບ ToF ສາມາດເຮັດໄດ້ພຽງແຕ່ຄັ້ງດຽວ. ບໍ່ພຽງແຕ່ເທົ່ານັ້ນ, ເຊັນເຊີ ToF ສາມາດກວດພົບວັດຖຸໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງໃນເວລາສັ້ນໆແລະບໍ່ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກຄວາມຊຸ່ມຊື່ນ, ຄວາມດັນອາກາດແລະອຸນຫະພູມ, ເຮັດໃຫ້ມັນເຫມາະສົມສໍາລັບການນໍາໃຊ້ທັງພາຍໃນແລະພາຍນອກ.

ໄລຍະໄກ

ເນື່ອງຈາກເຊັນເຊີ ToF ໃຊ້ເລເຊີ, ພວກເຂົາຍັງສາມາດວັດແທກໄລຍະໄກແລະໄລຍະທີ່ມີຄວາມຖືກຕ້ອງສູງ. ເຊັນເຊີ ToF ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນເພາະວ່າພວກເຂົາສາມາດກວດພົບວັດຖຸທີ່ຢູ່ໃກ້ແລະໄກຂອງທຸກຮູບຮ່າງແລະຂະຫນາດ.

ມັນຍັງມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນໃນຄວາມຮູ້ສຶກວ່າທ່ານສາມາດປັບແຕ່ງ optics ຂອງລະບົບສໍາລັບການປະຕິບັດທີ່ດີທີ່ສຸດ, ບ່ອນທີ່ທ່ານສາມາດເລືອກປະເພດເຄື່ອງສົ່ງແລະເຄື່ອງຮັບແລະເລນເພື່ອໃຫ້ໄດ້ພາກສະຫນາມທີ່ຕ້ອງການ.

ຄວາມປອດໄພ

ເປັນຫ່ວງວ່າເລເຊີຈາກToFເຊັນເຊີຈະເຮັດໃຫ້ຕາຂອງເຈົ້າເຈັບປວດບໍ? ຢ່າກັງວົນ! ເຊັນເຊີ ToF ຈໍານວນຫຼາຍໃນປັດຈຸບັນໃຊ້ເລເຊີອິນຟາເລດພະລັງງານຕ່ໍາເປັນແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງແລະຂັບມັນດ້ວຍກໍາມະຈອນ modulated. ເຊັນເຊີປະຕິບັດຕາມມາດຕະຖານຄວາມປອດໄພຂອງເລເຊີຊັ້ນ 1 ເພື່ອໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າມັນປອດໄພຕໍ່ຕາຂອງມະນຸດ.

ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍປະສິດທິພາບ

ເມື່ອປຽບທຽບກັບເທັກໂນໂລຍີການສະແກນລະດັບຄວາມເລິກ 3D ອື່ນໆ ເຊັ່ນ: ລະບົບກ້ອງຖ່າຍຮູບແສງທີ່ມີໂຄງສ້າງ ຫຼືເລເຊີ rangefinders, ເຊັນເຊີ ToF ແມ່ນລາຄາຖືກກວ່າຫຼາຍເມື່ອທຽບໃສ່ກັບພວກມັນ.

ເຖິງວ່າຈະມີຂໍ້ຈໍາກັດທັງຫມົດເຫຼົ່ານີ້, ToF ຍັງຄົງມີຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຫຼາຍແລະເປັນວິທີທີ່ໄວຫຼາຍໃນການຈັບຂໍ້ມູນ 3D.

4. ຂໍ້ຈໍາກັດຂອງ ToF

ເຖິງແມ່ນວ່າ ToF ມີປະໂຫຍດຫຼາຍ, ມັນຍັງມີຂໍ້ຈໍາກັດ. ບາງຂໍ້ຈໍາກັດຂອງ ToF ປະກອບມີ:

• ແສງກະແຈກກະຈາຍ

ຖ້າພື້ນຜິວທີ່ມີຄວາມສະຫວ່າງຫຼາຍຢູ່ໃກ້ກັບເຊັນເຊີ ToF ຂອງທ່ານ, ພວກມັນອາດຈະກະແຈກກະຈາຍແສງສະຫວ່າງຫຼາຍເກີນໄປເຂົ້າໄປໃນເຄື່ອງຮັບຂອງທ່ານແລະສ້າງສິ່ງປະດິດແລະການສະທ້ອນທີ່ບໍ່ຕ້ອງການ, ເພາະວ່າເຊັນເຊີ ToF ຂອງເຈົ້າພຽງແຕ່ຕ້ອງການສະທ້ອນແສງເມື່ອການວັດແທກພ້ອມ.

• ການສະທ້ອນຫຼາຍ

ເມື່ອໃຊ້ເຊັນເຊີ ToF ໃນມຸມແລະຮູບຮ່າງຂອງ concave, ພວກມັນສາມາດເຮັດໃຫ້ການສະທ້ອນທີ່ບໍ່ຕ້ອງການ, ເນື່ອງຈາກວ່າແສງສະຫວ່າງສາມາດ bounce ອອກຫຼາຍຄັ້ງ, ບິດເບືອນການວັດແທກ.

• ແສງສະຫວ່າງສະພາບແວດລ້ອມ

ການໃຊ້ກ້ອງ ToF ຢູ່ກາງແຈ້ງໃນບ່ອນມີແສງແດດທີ່ສົດໃສສາມາດເຮັດໃຫ້ການໃຊ້ກາງແຈ້ງໄດ້ຍາກ. ນີ້ແມ່ນເນື່ອງມາຈາກຄວາມເຂັ້ມຂອງແສງແດດສູງເຮັດໃຫ້ pixels ຂອງ sensor ອີ່ມຕົວຢ່າງໄວວາ, ເຮັດໃຫ້ມັນບໍ່ສາມາດກວດພົບແສງທີ່ແທ້ຈິງສະທ້ອນຈາກວັດຖຸ.

• ສະຫຼຸບ

ເຊັນເຊີ ToF ແລະເລນ ToFສາມາດນໍາໃຊ້ໃນຫຼາຍໆຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ. ຈາກແຜນທີ່ 3D, ອັດຕະໂນມັດອຸດສາຫະກໍາ, ການກວດຫາອຸປະສັກ, ລົດຂັບລົດດ້ວຍຕົນເອງ, ການກະສິກໍາ, ຫຸ່ນຍົນ, ການນໍາທາງພາຍໃນ, ການຮັບຮູ້ທ່າທາງ, ການສະແກນວັດຖຸ, ການວັດແທກ, ການເຝົ້າລະວັງໄປສູ່ຄວາມເປັນຈິງທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ! ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງເຕັກໂນໂລຊີ ToF ແມ່ນບໍ່ສິ້ນສຸດ.

ທ່ານສາມາດຕິດຕໍ່ພວກເຮົາສໍາລັບຄວາມຕ້ອງການໃດໆຂອງເລນ ToF.

Chuang An Optoelectronics ສຸມໃສ່ເລນ optical ຄວາມລະອຽດສູງເພື່ອສ້າງຍີ່ຫໍ້ສາຍຕາທີ່ສົມບູນແບບ

Chuang An Optoelectronics ໃນປັດຈຸບັນໄດ້ຜະລິດແນວພັນຂອງເລນ TOFເຊັ່ນ:

CH3651A f3.6mm F1.2 1/2″ IR850nm

CH3651B f3.6mm F1.2 1/2″ IR940nm

CH3652A f3.3mm F1.1 1/3ນິ້ວ IR850nm

CH3652B f3.3mm F1.1 1/3ນິ້ວ IR940nm

CH3653A f3.9mm F1.1 1/3ນິ້ວ IR850nm

CH3653B f3.9mm F1.1 1/3ນິ້ວ IR940nm

CH3654A f5.0mm F1.1 1/3ນິ້ວ IR850nm

CH3654B f5.0mm F1.1 1/3ນິ້ວ IR940nm