一, Колку е време на камерите за летот?

Камерите за време на лет (ToF) се тип на технологија за сензори за длабочина која го мери растојанието помеѓу камерата и објектите во сцената користејќи го времето потребно за светлината да стигне до објектите и да се врати назад до камерата. Тие најчесто се користат во различни апликации како што се зголемена реалност, роботика, 3D скенирање, препознавање гестови и многу повеќе.

ToF камериработи со емитување светлосен сигнал, типично инфрацрвена светлина, и мерење на времето потребно за сигналот да се врати назад откако ќе удри во предмети во сцената. Ова временско мерење потоа се користи за пресметување на растојанието до објектите, креирајќи мапа на длабочина или 3Д приказ на сцената.

Времето на камерите на летот

Во споредба со другите технологии за сензори за длабочина, како што се структурирана светлина или стерео визија, ToF камерите нудат неколку предности. Тие обезбедуваат информации за длабочината во реално време, имаат релативно едноставен дизајн и можат да работат во различни услови на осветлување. ToF камерите се исто така компактни и можат да се интегрираат во помали уреди како паметни телефони, таблети и уреди што се носат.

Апликациите на ToF камерите се разновидни. Во проширената реалност, ToF камерите можат прецизно да ја детектираат длабочината на објектите и да го подобрат реализмот на виртуелните објекти поставени во реалниот свет. Во роботиката, тие им овозможуваат на роботите да ја согледаат околината и поефикасно да се движат низ пречките. Во 3D скенирањето, ToF камерите можат брзо да ја доловат геометријата на предметите или околините за различни намени како виртуелна реалност, игри или 3D печатење. Тие се користат и во биометриски апликации, како што е препознавање на лицето или препознавање на гестови со рака.

ти,Компоненти на времето на камерите за летот

Камери за време на летот (ToF).се состои од неколку клучни компоненти кои работат заедно за да овозможат сензори за длабочина и мерење на растојание. Специфичните компоненти може да варираат во зависност од дизајнот и производителот, но тука се основните елементи кои обично се наоѓаат во системите за фотоапарати ToF:

Извор на светлина:

ToF камерите користат извор на светлина за да емитуваат светлосен сигнал, обично во форма на инфрацрвена (IR) светлина. Изворот на светлина може да биде LED (диода што емитува светлина) или ласерска диода, во зависност од дизајнот на фотоапаратот. Емитираната светлина патува кон објектите во сцената.

Оптика:

Објективот ја собира рефлектираната светлина и ја слика околината на сензорот за слика (низа со фокусна рамнина). Оптичкиот бенд-пропустен филтер ја пропушта светлината само со иста бранова должина како и единицата за осветлување. Ова помага да се потисне несоодветната светлина и да се намали бучавата.

Сензор за слика:

Ова е срцето на TOF камерата. Секој пиксел го мери времето поминато на светлината за да патува од единицата за осветлување (ласер или LED) до објектот и назад до низата со фокусна рамнина.

Временско коло:

За прецизно мерење на времето на летот, на камерата и треба прецизно коло за тајминг. Ова коло ја контролира емисијата на светлосниот сигнал и го детектира времето потребно за светлината да патува до предметите и да се врати во камерата. Ги синхронизира процесите на емисија и откривање за да обезбеди прецизни мерења на растојанието.

Модулација:

НекоиToF камериинкорпорираат техники на модулација за подобрување на точноста и робусноста на мерењата на растојанието. Овие камери го модулираат емитуваниот светлосен сигнал со одредена шема или фреквенција. Модулацијата помага да се разликува емитираната светлина од другите извори на амбиентална светлина и ја подобрува способноста на камерата да разликува различни објекти во сцената.

Алгоритам за пресметување на длабочина:

За да ги претворат мерењата на времето на летот во информации за длабочина, ToF камерите користат софистицирани алгоритми. Овие алгоритми ги анализираат податоците за времето добиени од фотодетекторот и го пресметуваат растојанието помеѓу камерата и предметите во сцената. Алгоритмите за пресметување на длабочината често вклучуваат компензација на фактори како што се брзината на ширење на светлината, времето на одговор на сензорот и пречки на амбиенталната светлина.

Излез на податоци за длабочина:

Откако ќе се изврши пресметката на длабочината, ToF камерата обезбедува излез на податоци за длабочина. Овој излез може да има форма на мапа на длабочина, облак со точки или 3Д приказ на сцената. Податоците за длабочина може да се користат од апликации и системи за да се овозможат различни функционалности како што се следење на објекти, зголемена реалност или роботска навигација.

Важно е да се забележи дека специфичната имплементација и компонентите на ToF камерите може да варираат кај различни производители и модели. Напредокот во технологијата може да воведе дополнителни функции и подобрувања за подобрување на перформансите и можностите на системите за камери ToF.

三, Апликации

Автомобилски апликации

Камери за време на летотсе користат во функциите за помош и безбедност за напредни автомобилски апликации како што се активна безбедност на пешаци, откривање пред судир и внатрешни апликации како откривање надвор од позиција (OOP).

Примената на ToF камерите

Човечко-машински интерфејси и игри

As камери за време на летотобезбедуваат слики од далечина во реално време, лесно е да се следат движењата на луѓето. Ова овозможува нови интеракции со потрошувачки уреди како што се телевизорите. Друга тема е да се користи овој тип на камери за интеракција со игри на конзоли за видео игри. Втората генерација на Kinect сензор првично вклучен во конзолата Xbox One користеше камера за време на летот за снимање на опсегот, овозможувајќи природни кориснички интерфејси и игри апликации кои користат компјутерска визија и техники за препознавање гестови.

Creative и Intel, исто така, обезбедуваат сличен тип на интерактивна камера со гестови за време на летот за игри, Senz3D базирана на камерата DepthSense 325 на Softkinetic. Технологиите Infineon и PMD овозможуваат мали интегрирани 3D длабински камери за контрола со гестови од близок дострел на потрошувачки уреди како се-во-едно компјутери и лаптопи (камери Picco flexx и Picco monstar).

Примената на ToF камерите во игрите

Камери за паметни телефони

Неколку паметни телефони вклучуваат камери за време на летот. Тие главно се користат за подобрување на квалитетот на фотографиите со обезбедување на софтверот на камерата со информации за преден план и позадина. Првиот мобилен телефон кој употреби таква технологија беше LG G3, објавен на почетокот на 2014 година.

Примената на ToF камерите во мобилните телефони

Мерење и машинско гледање

Други апликации се мерните задачи, на пр. за висината на полнење во силоси. Во индустриската машинска визија, камерата за време на летот помага да се класифицираат и лоцираат предметите за употреба од страна на роботите, како што се предметите што минуваат на транспортер. Контролите на вратата можат лесно да разликуваат животни и луѓе кои стигнуваат до вратата.

Роботика

Друга употреба на овие камери е полето на роботиката: мобилните роботи можат многу брзо да направат мапа на нивната околина, овозможувајќи им да избегнуваат пречки или да следат водечка личност. Бидејќи пресметката на растојанието е едноставна, се користи само мала пресметковна моќ. Бидејќи овие камери може да се користат и за мерење на растојанието, познато е дека тимовите за FIRST Robotics Competition ги користат уредите за автономни рутини.

Топографија на Земјата

ToF камерисе користат за добивање на дигитални висински модели на топографијата на површината на Земјата, за студии по геоморфологија.

Примената на ToF камерите во геоморфологијата