1. എന്താണ് ടൈം ഓഫ് ഫ്ലൈറ്റ് (ToF) സെൻസർ?

എന്താണ് ഫ്ലൈറ്റ് സമയ ക്യാമറ? വിമാനത്തിൻ്റെ പറക്കൽ പകർത്തുന്നത് ക്യാമറയാണോ? ഇതിന് വിമാനവുമായോ വിമാനവുമായോ എന്തെങ്കിലും ബന്ധമുണ്ടോ? ശരി, ഇത് യഥാർത്ഥത്തിൽ വളരെ അകലെയാണ്!

ഒരു വസ്തുവോ കണികയോ തരംഗമോ ദൂരം സഞ്ചരിക്കാൻ എടുക്കുന്ന സമയത്തിൻ്റെ അളവാണ് ToF. വവ്വാലിൻ്റെ സോണാർ സിസ്റ്റം പ്രവർത്തിക്കുമെന്ന് നിങ്ങൾക്കറിയാമോ? വിമാനത്തിൻ്റെ സമയക്രമം സമാനമാണ്!

പല തരത്തിലുള്ള ടൈം-ഓഫ്-ഫ്ലൈറ്റ് സെൻസറുകൾ ഉണ്ട്, എന്നാൽ മിക്കവയും ടൈം-ഓഫ്-ഫ്ലൈറ്റ് ക്യാമറകളും ലേസർ സ്കാനറുകളും ആണ്, അവ ഒരു ഇമേജിലെ വിവിധ പോയിൻ്റുകളുടെ ആഴം തെളിച്ചുകൊണ്ട് അളക്കാൻ ലിഡാർ (ലൈറ്റ് ഡിറ്റക്ഷനും റേഞ്ചിംഗും) എന്ന സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇൻഫ്രാറെഡ് ലൈറ്റിനൊപ്പം.

കാൽനടയാത്രക്കാരെ കണ്ടെത്തൽ, മുഖ സവിശേഷതകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഉപയോക്തൃ ആധികാരികത, SLAM (ഒരേസമയം പ്രാദേശികവൽക്കരണവും മാപ്പിംഗും) അൽഗോരിതങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചുള്ള പരിസ്ഥിതി മാപ്പിംഗ് എന്നിവയും മറ്റും നൽകാൻ കഴിയുന്നതിനാൽ ToF സെൻസറുകൾ ഉപയോഗിച്ച് സൃഷ്‌ടിക്കുകയും പിടിച്ചെടുക്കുകയും ചെയ്യുന്ന ഡാറ്റ വളരെ ഉപയോഗപ്രദമാണ്.

റോബോട്ടുകൾ, സെൽഫ് ഡ്രൈവിംഗ് കാറുകൾ, ഇപ്പോൾ നിങ്ങളുടെ മൊബൈൽ ഉപകരണം എന്നിവയിൽ ഈ സംവിധാനം വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, നിങ്ങൾ Huawei P30 Pro, Oppo RX17 Pro, LG G8 ThinQ തുടങ്ങിയവയാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നതെങ്കിൽ, നിങ്ങളുടെ ഫോണിൽ ഒരു ToF ക്യാമറയുണ്ട്!

ഒരു ടോഫ് ക്യാമറ

2. ടൈം ഓഫ് ഫ്ലൈറ്റ് സെൻസർ എങ്ങനെയാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്?

ഇപ്പോൾ, ടൈം-ഓഫ്-ഫ്ലൈറ്റ് സെൻസർ എന്താണെന്നും അത് എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നുവെന്നും ഒരു ഹ്രസ്വ ആമുഖം നൽകാൻ ഞങ്ങൾ ആഗ്രഹിക്കുന്നു.

ToFഇൻഫ്രാറെഡ് പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിക്കാൻ സെൻസറുകൾ ചെറിയ ലേസറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന പ്രകാശം ഏതെങ്കിലും വസ്തുവിൽ നിന്ന് കുതിച്ച് സെൻസറിലേക്ക് മടങ്ങുന്നു. പ്രകാശത്തിൻ്റെ ഉദ്വമനവും ഒബ്ജക്റ്റ് പ്രതിഫലിപ്പിച്ച ശേഷം സെൻസറിലേക്ക് മടങ്ങുന്നതും തമ്മിലുള്ള സമയ വ്യത്യാസത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, സെൻസറിന് വസ്തുവും സെൻസറും തമ്മിലുള്ള ദൂരം അളക്കാൻ കഴിയും.

ഇന്ന്, ദൂരവും ആഴവും നിർണ്ണയിക്കാൻ ToF യാത്രാ സമയം എങ്ങനെ ഉപയോഗിക്കുന്നുവെന്ന് ഞങ്ങൾ 2 വഴികൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യും: ടൈമിംഗ് പൾസുകൾ ഉപയോഗിച്ച്, ആംപ്ലിറ്റ്യൂഡ് മോഡുലേറ്റഡ് തരംഗങ്ങളുടെ ഘട്ടം മാറ്റൽ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച്.

സമയബന്ധിതമായ പൾസുകൾ ഉപയോഗിക്കുക

ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു ടാർഗെറ്റിനെ ലേസർ ഉപയോഗിച്ച് പ്രകാശിപ്പിക്കുകയും, പിന്നീട് ഒരു സ്കാനർ ഉപയോഗിച്ച് പ്രതിഫലിച്ച പ്രകാശം അളക്കുകയും, തുടർന്ന് സഞ്ചരിക്കുന്ന ദൂരം കൃത്യമായി കണക്കാക്കാൻ വസ്തുവിൻ്റെ ദൂരം എക്സ്ട്രാപോളേറ്റ് ചെയ്യുന്നതിന് പ്രകാശവേഗത ഉപയോഗിച്ച് ഇത് പ്രവർത്തിക്കുന്നു. കൂടാതെ, ലേസർ റിട്ടേൺ സമയത്തിലും തരംഗദൈർഘ്യത്തിലും ഉള്ള വ്യത്യാസം കൃത്യമായ ഡിജിറ്റൽ 3D പ്രാതിനിധ്യവും ലക്ഷ്യത്തിൻ്റെ ഉപരിതല സവിശേഷതകളും ഉണ്ടാക്കുന്നതിനും അതിൻ്റെ വ്യക്തിഗത സവിശേഷതകൾ ദൃശ്യപരമായി മാപ്പ് ചെയ്യുന്നതിനും ഉപയോഗിക്കുന്നു.

നിങ്ങൾക്ക് മുകളിൽ കാണുന്നത് പോലെ, ലേസർ ലൈറ്റ് പുറന്തള്ളപ്പെടുകയും തുടർന്ന് വസ്തുവിനെ സെൻസറിലേക്ക് തിരികെ കൊണ്ടുവരികയും ചെയ്യുന്നു. ലേസർ റിട്ടേൺ ടൈം ഉപയോഗിച്ച്, നേരിയ യാത്രയുടെ വേഗത കണക്കിലെടുത്ത് കുറഞ്ഞ സമയത്തിനുള്ളിൽ കൃത്യമായ ദൂരം അളക്കാൻ ToF ക്യാമറകൾക്ക് കഴിയും. (ToF ദൂരത്തിലേക്ക് പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നു) ഒരു വസ്തുവിൻ്റെ കൃത്യമായ അകലത്തിൽ എത്താൻ ഒരു അനലിസ്റ്റ് ഉപയോഗിക്കുന്ന ഫോർമുല ഇതാണ്:

(പ്രകാശത്തിൻ്റെ വേഗത x ഫ്ലൈറ്റ് സമയം) / 2

ToF ദൂരത്തേക്ക് പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നു

നിങ്ങൾക്ക് കാണാനാകുന്നതുപോലെ, ലൈറ്റ് ഓഫായിരിക്കുമ്പോൾ ടൈമർ ആരംഭിക്കും, കൂടാതെ റിസീവറിന് റിട്ടേൺ ലൈറ്റ് ലഭിക്കുമ്പോൾ, ടൈമർ സമയം തിരികെ നൽകും. രണ്ടുതവണ കുറയ്ക്കുമ്പോൾ, പ്രകാശത്തിൻ്റെ "പറക്കലിൻ്റെ സമയം" ലഭിക്കും, പ്രകാശത്തിൻ്റെ വേഗത സ്ഥിരമാണ്, അതിനാൽ മുകളിലുള്ള ഫോർമുല ഉപയോഗിച്ച് ദൂരം എളുപ്പത്തിൽ കണക്കാക്കാം. ഈ രീതിയിൽ, വസ്തുവിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിലെ എല്ലാ പോയിൻ്റുകളും നിർണ്ണയിക്കാനാകും.

AM തരംഗത്തിൻ്റെ ഘട്ടം ഷിഫ്റ്റ് ഉപയോഗിക്കുക

അടുത്തതായി, ദിToFആഴവും ദൂരവും നിർണ്ണയിക്കാൻ പ്രതിഫലിക്കുന്ന പ്രകാശത്തിൻ്റെ ഘട്ടം ഷിഫ്റ്റ് കണ്ടെത്താൻ തുടർച്ചയായ തരംഗങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കാം.

AM തരംഗം ഉപയോഗിച്ച് ഘട്ടം മാറ്റം

ആംപ്ലിറ്റ്യൂഡ് മോഡുലേറ്റ് ചെയ്യുന്നതിലൂടെ, അറിയപ്പെടുന്ന ആവൃത്തിയിലുള്ള ഒരു sinusoidal പ്രകാശ സ്രോതസ്സ് ഇത് സൃഷ്ടിക്കുന്നു, ഇനിപ്പറയുന്ന ഫോർമുല ഉപയോഗിച്ച് പ്രതിഫലിക്കുന്ന പ്രകാശത്തിൻ്റെ ഘട്ടം ഷിഫ്റ്റ് നിർണ്ണയിക്കാൻ ഡിറ്റക്ടറിനെ അനുവദിക്കുന്നു:

ഇവിടെ c എന്നത് പ്രകാശത്തിൻ്റെ വേഗതയാണ് (c = 3 × 10^8 m/s), λ ഒരു തരംഗദൈർഘ്യമാണ് (λ = 15 m), f എന്നത് ആവൃത്തിയാണ്, സെൻസറിലെ ഓരോ പോയിൻ്റും ആഴത്തിൽ എളുപ്പത്തിൽ കണക്കാക്കാം.

നമ്മൾ പ്രകാശവേഗതയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നതിനാൽ ഇവയെല്ലാം വളരെ വേഗത്തിൽ സംഭവിക്കുന്നു. സെൻസറുകൾക്ക് അളക്കാൻ കഴിയുന്ന കൃത്യതയും വേഗതയും നിങ്ങൾക്ക് ഊഹിക്കാൻ കഴിയുമോ? ഞാൻ ഒരു ഉദാഹരണം പറയാം, പ്രകാശം സെക്കൻഡിൽ 300,000 കിലോമീറ്റർ വേഗതയിൽ സഞ്ചരിക്കുന്നു, ഒരു വസ്തു നിങ്ങളിൽ നിന്ന് 5 മീറ്റർ അകലെയാണെങ്കിൽ, ക്യാമറയിൽ നിന്ന് പ്രകാശം പുറപ്പെടുന്നതും തിരികെ വരുന്നതും തമ്മിലുള്ള സമയ വ്യത്യാസം ഏകദേശം 33 നാനോ സെക്കൻഡ് ആണ്, ഇത് 0.000000033 സെക്കൻഡിന് തുല്യമാണ്! വൗ! ചിത്രത്തിലെ ഓരോ പിക്സലിനും കൃത്യമായ 3D ഡിജിറ്റൽ പ്രാതിനിധ്യം ക്യാപ്‌ചർ ചെയ്ത ഡാറ്റ നൽകും.

ഉപയോഗിച്ച തത്വം പരിഗണിക്കാതെ തന്നെ, മുഴുവൻ ദൃശ്യത്തെയും പ്രകാശിപ്പിക്കുന്ന ഒരു പ്രകാശ സ്രോതസ്സ് നൽകുന്നത് എല്ലാ പോയിൻ്റുകളുടെയും ആഴം നിർണ്ണയിക്കാൻ സെൻസറിനെ അനുവദിക്കുന്നു. അത്തരമൊരു ഫലം നിങ്ങൾക്ക് ഒരു ദൂര മാപ്പ് നൽകുന്നു, അവിടെ ഓരോ പിക്സലും സീനിലെ അനുബന്ധ പോയിൻ്റിലേക്കുള്ള ദൂരം എൻകോഡ് ചെയ്യുന്നു. ഒരു ToF റേഞ്ച് ഗ്രാഫിൻ്റെ ഒരു ഉദാഹരണമാണ് ഇനിപ്പറയുന്നത്:

ToF ശ്രേണി ഗ്രാഫിൻ്റെ ഒരു ഉദാഹരണം

ToF പ്രവർത്തിക്കുന്നുവെന്ന് ഇപ്പോൾ നമുക്കറിയാം, എന്തുകൊണ്ട് ഇത് നല്ലതാണ്? എന്തിനാണ് അത് ഉപയോഗിക്കുന്നത്? അവ എന്തിനുവേണ്ടിയാണ് നല്ലത്? വിഷമിക്കേണ്ട, ToF സെൻസർ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് ധാരാളം ഗുണങ്ങളുണ്ട്, പക്ഷേ തീർച്ചയായും ചില പരിമിതികളുണ്ട്.

3. ടൈം ഓഫ് ഫ്ലൈറ്റ് സെൻസറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിൻ്റെ പ്രയോജനങ്ങൾ

കൃത്യവും വേഗത്തിലുള്ളതുമായ അളവ്

അൾട്രാസൗണ്ട് അല്ലെങ്കിൽ ലേസർ പോലുള്ള മറ്റ് ഡിസ്റ്റൻസ് സെൻസറുകളെ അപേക്ഷിച്ച്, ടൈം ഓഫ് ഫ്ലൈറ്റ് സെൻസറുകൾക്ക് ഒരു സീനിൻ്റെ 3D ഇമേജ് വളരെ വേഗത്തിൽ രചിക്കാൻ കഴിയും. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു ToF ക്യാമറയ്ക്ക് ഇത് ഒരിക്കൽ മാത്രമേ ചെയ്യാൻ കഴിയൂ. അതുമാത്രമല്ല, ToF സെൻസറിന് ചുരുങ്ങിയ സമയത്തിനുള്ളിൽ വസ്തുക്കളെ കൃത്യമായി കണ്ടെത്താനും ഈർപ്പം, വായു മർദ്ദം, താപനില എന്നിവയെ ബാധിക്കാതിരിക്കാനും കഴിയും, ഇത് ഇൻഡോർ, ഔട്ട്ഡോർ ഉപയോഗത്തിന് അനുയോജ്യമാക്കുന്നു.

ദീർഘദൂരം

ToF സെൻസറുകൾ ലേസർ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനാൽ, ഉയർന്ന കൃത്യതയോടെ ദീർഘദൂരങ്ങളും ശ്രേണികളും അളക്കാൻ അവയ്ക്ക് കഴിയും. ToF സെൻസറുകൾ അയവുള്ളവയാണ്, കാരണം അവയ്ക്ക് എല്ലാ ആകൃതിയിലും വലിപ്പത്തിലുമുള്ള സമീപവും അകലെയുമുള്ള വസ്തുക്കളെ കണ്ടെത്താൻ കഴിയും.

ഒപ്റ്റിമൽ പെർഫോമൻസിനായി നിങ്ങൾക്ക് സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ ഒപ്റ്റിക്‌സ് ഇഷ്‌ടാനുസൃതമാക്കാൻ കഴിയും എന്ന അർത്ഥത്തിലും ഇത് വഴക്കമുള്ളതാണ്, അവിടെ നിങ്ങൾക്ക് ആവശ്യമുള്ള ഫീൽഡ് ഫീൽഡ് ലഭിക്കുന്നതിന് ട്രാൻസ്മിറ്റർ, റിസീവർ തരങ്ങളും ലെൻസുകളും തിരഞ്ഞെടുക്കാം.

സുരക്ഷ

ൽ നിന്നുള്ള ലേസർ എന്ന ആശങ്കToFസെൻസർ നിങ്ങളുടെ കണ്ണുകളെ വേദനിപ്പിക്കുമോ? വിഷമിക്കേണ്ട! പല ToF സെൻസറുകളും ഇപ്പോൾ ഒരു ലോ-പവർ ഇൻഫ്രാറെഡ് ലേസർ പ്രകാശ സ്രോതസ്സായി ഉപയോഗിക്കുകയും മോഡുലേറ്റ് ചെയ്ത പൾസുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഡ്രൈവ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു. സെൻസർ മനുഷ്യൻ്റെ കണ്ണിന് സുരക്ഷിതമാണെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ ക്ലാസ് 1 ലേസർ സുരക്ഷാ മാനദണ്ഡങ്ങൾ പാലിക്കുന്നു.

ചെലവ് ഫലപ്രദമാണ്

ഘടനാപരമായ ലൈറ്റ് ക്യാമറ സിസ്റ്റങ്ങൾ അല്ലെങ്കിൽ ലേസർ റേഞ്ച്ഫൈൻഡറുകൾ പോലുള്ള മറ്റ് 3D ഡെപ്ത് റേഞ്ച് സ്കാനിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ToF സെൻസറുകൾ അവയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ വളരെ വിലകുറഞ്ഞതാണ്.

ഈ പരിമിതികളെല്ലാം ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, ToF ഇപ്പോഴും വളരെ വിശ്വസനീയവും 3D വിവരങ്ങൾ ക്യാപ്‌ചർ ചെയ്യുന്നതിനുള്ള വളരെ വേഗത്തിലുള്ള രീതിയുമാണ്.

4. ToF ൻ്റെ പരിമിതികൾ

ToF ന് ധാരാളം ഗുണങ്ങളുണ്ടെങ്കിലും അതിന് പരിമിതികളുമുണ്ട്. ToF-ൻ്റെ ചില പരിമിതികളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:

• ചിതറിയ വെളിച്ചം

വളരെ തെളിച്ചമുള്ള പ്രതലങ്ങൾ നിങ്ങളുടെ ToF സെൻസറിന് വളരെ അടുത്താണെങ്കിൽ, അവ നിങ്ങളുടെ റിസീവറിലേക്ക് വളരെയധികം പ്രകാശം വിതറുകയും ആർട്ടിഫാക്റ്റുകളും അനാവശ്യ പ്രതിഫലനങ്ങളും സൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്യും, കാരണം നിങ്ങളുടെ ToF സെൻസർ അളവ് തയ്യാറായിക്കഴിഞ്ഞാൽ മാത്രമേ പ്രകാശത്തെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കേണ്ടതുള്ളൂ.

• ഒന്നിലധികം പ്രതിഫലനങ്ങൾ

കോണുകളിലും കോൺകേവ് ആകൃതിയിലും ToF സെൻസറുകൾ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, അവ അനാവശ്യമായ പ്രതിഫലനങ്ങൾക്ക് കാരണമാകും, കാരണം പ്രകാശം ഒന്നിലധികം തവണ ബൗൺസ് ചെയ്യുകയും അളവിനെ വികലമാക്കുകയും ചെയ്യും.

• ആംബിയൻ്റ് ലൈറ്റ്

തെളിഞ്ഞ സൂര്യപ്രകാശത്തിൽ ToF ക്യാമറ ഔട്ട്ഡോർ ഉപയോഗിക്കുന്നത് ഔട്ട്ഡോർ ഉപയോഗം ബുദ്ധിമുട്ടാക്കും. സൂര്യപ്രകാശത്തിൻ്റെ ഉയർന്ന തീവ്രത മൂലമാണ് സെൻസർ പിക്സലുകൾ പെട്ടെന്ന് പൂരിതമാകുന്നത്, വസ്തുവിൽ നിന്ന് പ്രതിഫലിക്കുന്ന യഥാർത്ഥ പ്രകാശം കണ്ടെത്തുന്നത് അസാധ്യമാക്കുന്നു.

• നിഗമനം

ToF സെൻസറുകളുംToF ലെൻസ്വിവിധ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഉപയോഗിക്കാം. 3D മാപ്പിംഗ്, വ്യാവസായിക ഓട്ടോമേഷൻ, തടസ്സം കണ്ടെത്തൽ, സ്വയം-ഡ്രൈവിംഗ് കാറുകൾ, കൃഷി, റോബോട്ടിക്സ്, ഇൻഡോർ നാവിഗേഷൻ, ആംഗ്യ തിരിച്ചറിയൽ, ഒബ്ജക്റ്റ് സ്കാനിംഗ്, അളവുകൾ, നിരീക്ഷണം എന്നിവയിൽ നിന്ന് ആഗ്മെൻ്റഡ് റിയാലിറ്റിയിലേക്ക്! ToF സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ പ്രയോഗങ്ങൾ അനന്തമാണ്.

ToF ലെൻസുകളുടെ ഏത് ആവശ്യത്തിനും നിങ്ങൾക്ക് ഞങ്ങളെ ബന്ധപ്പെടാം.

ചുവാങ് ആൻ ഒപ്‌റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക്‌സ് ഒരു മികച്ച വിഷ്വൽ ബ്രാൻഡ് സൃഷ്‌ടിക്കാൻ ഹൈ-ഡെഫനിഷൻ ഒപ്റ്റിക്കൽ ലെൻസുകളിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു.

ചുവാങ് ആൻ ഒപ്‌റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക്‌സ് ഇപ്പോൾ വൈവിധ്യമാർന്ന ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ നിർമ്മിച്ചുTOF ലെൻസുകൾഅതുപോലെ:

CH3651A f3.6mm F1.2 1/2″ IR850nm

CH3651B f3.6mm F1.2 1/2″ IR940nm

CH3652A f3.3mm F1.1 1/3″ IR850nm

CH3652B f3.3mm F1.1 1/3″ IR940nm

CH3653A f3.9mm F1.1 1/3″ IR850nm

CH3653B f3.9mm F1.1 1/3″ IR940nm

CH3654A f5.0mm F1.1 1/3″ IR850nm

CH3654B f5.0mm F1.1 1/3″ IR940nm