一, फ्लाइट कॅमेऱ्यांची वेळ काय आहे?

टाइम-ऑफ-फ्लाइट (ToF) कॅमेरे हे एक प्रकारचे डेप्थ-सेन्सिंग तंत्रज्ञान आहे जे दृश्यातील कॅमेरा आणि वस्तूंमधले अंतर वस्तूंवर आणि कॅमेराकडे परत येण्यासाठी प्रकाशाला लागणारा वेळ वापरून मोजते. ते सामान्यतः विविध ऍप्लिकेशन्समध्ये वापरले जातात जसे की ऑगमेंटेड रिॲलिटी, रोबोटिक्स, 3D स्कॅनिंग, जेश्चर रेकग्निशन आणि बरेच काही.

ToF कॅमेरेप्रकाश सिग्नल, सामान्यत: इन्फ्रारेड प्रकाश उत्सर्जित करून आणि दृश्यातील वस्तूंना आदळल्यानंतर सिग्नलला परत येण्यासाठी लागणारा वेळ मोजून कार्य करा. या वेळेचे मोजमाप नंतर वस्तूंच्या अंतराची गणना करण्यासाठी, खोलीचा नकाशा किंवा दृश्याचे 3D प्रतिनिधित्व तयार करण्यासाठी वापरले जाते.

फ्लाइट कॅमेऱ्यांची वेळ

संरचित प्रकाश किंवा स्टिरिओ व्हिजन सारख्या इतर खोली-सेन्सिंग तंत्रज्ञानाच्या तुलनेत, ToF कॅमेरे अनेक फायदे देतात. ते रीअल-टाइम सखोल माहिती प्रदान करतात, त्यांची रचना तुलनेने सोपी आहे आणि विविध प्रकाश परिस्थितींमध्ये कार्य करू शकतात. ToF कॅमेरे देखील कॉम्पॅक्ट आहेत आणि स्मार्टफोन्स, टॅब्लेट आणि वेअरेबल डिव्हाइसेस सारख्या लहान उपकरणांमध्ये एकत्रित केले जाऊ शकतात.

ToF कॅमेऱ्यांचे ऍप्लिकेशन वैविध्यपूर्ण आहेत. संवर्धित वास्तवात, ToF कॅमेरे वस्तूंची खोली अचूकपणे शोधू शकतात आणि वास्तविक जगात ठेवलेल्या आभासी वस्तूंचे वास्तववाद सुधारू शकतात. रोबोटिक्समध्ये, ते रोबोटला त्यांच्या सभोवतालचे वातावरण समजून घेण्यास आणि अडथळ्यांना अधिक प्रभावीपणे नेव्हिगेट करण्यास सक्षम करतात. 3D स्कॅनिंगमध्ये, ToF कॅमेरे व्हर्च्युअल रिॲलिटी, गेमिंग किंवा 3D प्रिंटिंग सारख्या विविध उद्देशांसाठी वस्तू किंवा वातावरणाची भूमिती पटकन कॅप्चर करू शकतात. ते बायोमेट्रिक ऍप्लिकेशन्समध्ये देखील वापरले जातात, जसे की चेहरा ओळखणे किंवा हाताने जेश्चर ओळखणे.

二,फ्लाइट कॅमेऱ्यांच्या वेळेचे घटक

टाइम-ऑफ-फ्लाइट (ToF) कॅमेरेखोली संवेदन आणि अंतर मोजमाप सक्षम करण्यासाठी एकत्रितपणे कार्य करणारे अनेक प्रमुख घटक असतात. विशिष्ट घटक डिझाइन आणि निर्मात्यावर अवलंबून बदलू शकतात, परंतु येथे सामान्यत: ToF कॅमेरा सिस्टममध्ये आढळणारे मूलभूत घटक आहेत:

प्रकाश स्रोत:

ToF कॅमेरे प्रकाश सिग्नल सोडण्यासाठी प्रकाश स्रोत वापरतात, सामान्यतः इन्फ्रारेड (IR) प्रकाशाच्या स्वरूपात. कॅमेराच्या डिझाईनवर अवलंबून प्रकाश स्रोत LED (लाइट-एमिटिंग डायोड) किंवा लेसर डायोड असू शकतो. उत्सर्जित प्रकाश दृश्यातील वस्तूंकडे जातो.

ऑप्टिक्स:

लेन्स परावर्तित प्रकाश एकत्रित करते आणि पर्यावरणाची प्रतिमा सेन्सरवर (फोकल प्लेन ॲरे) प्रतिमा करते. ऑप्टिकल बँड-पास फिल्टर फक्त प्रदीपन युनिट सारख्याच तरंगलांबीचा प्रकाश पार करतो. हे अप्रासंगिक प्रकाश दाबण्यास आणि आवाज कमी करण्यास मदत करते.

इमेज सेन्सर:

हे TOF कॅमेराचे हृदय आहे. प्रत्येक पिक्सेल प्रकाशाने प्रदीपन युनिट (लेसर किंवा LED) पासून ऑब्जेक्टपर्यंत आणि फोकल प्लेन ॲरेकडे परत जाण्यासाठी लागणारा वेळ मोजतो.

टाइमिंग सर्किट:

उड्डाणाची वेळ अचूकपणे मोजण्यासाठी, कॅमेराला अचूक वेळेची सर्किटरी आवश्यक आहे. ही सर्किटरी प्रकाश सिग्नलचे उत्सर्जन नियंत्रित करते आणि प्रकाशाला वस्तूंकडे जाण्यासाठी आणि कॅमेराकडे परत येण्यासाठी लागणारा वेळ शोधते. अचूक अंतर मोजमाप सुनिश्चित करण्यासाठी हे उत्सर्जन आणि शोध प्रक्रिया सिंक्रोनाइझ करते.

मॉड्युलेशन:

काहीToF कॅमेरेअंतर मोजमापांची अचूकता आणि मजबूती सुधारण्यासाठी मॉड्युलेशन तंत्र समाविष्ट करा. हे कॅमेरे विशिष्ट पॅटर्न किंवा फ्रिक्वेन्सीसह उत्सर्जित प्रकाश सिग्नल सुधारित करतात. मॉड्युलेशन इतर सभोवतालच्या प्रकाश स्रोतांपासून उत्सर्जित प्रकाश वेगळे करण्यात मदत करते आणि दृश्यातील भिन्न वस्तूंमध्ये फरक करण्याची कॅमेराची क्षमता वाढवते.

खोली गणना अल्गोरिदम:

फ्लाइटच्या वेळेचे मापन खोलीच्या माहितीमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी, ToF कॅमेरे अत्याधुनिक अल्गोरिदम वापरतात. हे अल्गोरिदम फोटोडिटेक्टरकडून मिळालेल्या वेळेच्या डेटाचे विश्लेषण करतात आणि कॅमेरा आणि दृश्यातील वस्तूंमधील अंतर मोजतात. खोली गणना अल्गोरिदममध्ये प्रकाश प्रसार गती, सेन्सर प्रतिसाद वेळ आणि सभोवतालच्या प्रकाश हस्तक्षेप यासारख्या घटकांची भरपाई करणे समाविष्ट असते.

डेप्थ डेटा आउटपुट:

एकदा खोलीची गणना केल्यानंतर, ToF कॅमेरा डेप्थ डेटा आउटपुट प्रदान करतो. हे आउटपुट खोलीचा नकाशा, बिंदू ढग किंवा दृश्याचे 3D प्रतिनिधित्वाचे रूप घेऊ शकते. ऑब्जेक्ट ट्रॅकिंग, ऑगमेंटेड रिॲलिटी किंवा रोबोटिक नेव्हिगेशन यांसारख्या विविध कार्यक्षमता सक्षम करण्यासाठी ॲप्लिकेशन्स आणि सिस्टमद्वारे खोलीचा डेटा वापरला जाऊ शकतो.

हे लक्षात घेणे महत्त्वाचे आहे की ToF कॅमेऱ्यांची विशिष्ट अंमलबजावणी आणि घटक वेगवेगळ्या उत्पादक आणि मॉडेल्समध्ये बदलू शकतात. तंत्रज्ञानातील प्रगतीमुळे ToF कॅमेरा सिस्टमची कार्यक्षमता आणि क्षमता सुधारण्यासाठी अतिरिक्त वैशिष्ट्ये आणि सुधारणांचा परिचय होऊ शकतो.

三, अर्ज

ऑटोमोटिव्ह अनुप्रयोग

उड्डाणाच्या वेळेचे कॅमेरेसक्रिय पादचारी सुरक्षा, प्रीक्रॅश डिटेक्शन आणि आउट-ऑफ-पोझिशन (OOP) डिटेक्शन सारख्या इनडोअर ॲप्लिकेशन्स सारख्या प्रगत ऑटोमोटिव्ह ॲप्लिकेशन्ससाठी सहाय्य आणि सुरक्षा कार्यांमध्ये वापरले जाते.

ToF कॅमेऱ्यांचा अनुप्रयोग

मानवी-मशीन इंटरफेस आणि गेमिंग

As उड्डाणाच्या वेळेचे कॅमेरेरिअल टाइममध्ये अंतर प्रतिमा प्रदान करा, मानवांच्या हालचालींचा मागोवा घेणे सोपे आहे. हे टेलिव्हिजनसारख्या ग्राहक उपकरणांसह नवीन परस्परसंवादांना अनुमती देते. व्हिडिओ गेम कन्सोलवरील गेमशी संवाद साधण्यासाठी या प्रकारचे कॅमेरे वापरणे हा दुसरा विषय आहे. Xbox One कन्सोलमध्ये मूळतः समाविष्ट असलेल्या दुसऱ्या पिढीतील Kinect सेन्सरने त्याच्या रेंज इमेजिंगसाठी टाइम-ऑफ-फ्लाइट कॅमेरा वापरला, नैसर्गिक वापरकर्ता इंटरफेस आणि गेमिंग सक्षम केले. संगणक दृष्टी आणि जेश्चर ओळख तंत्र वापरून अनुप्रयोग.

क्रिएटिव्ह आणि इंटेल गेमिंगसाठी समान प्रकारचे इंटरएक्टिव्ह जेश्चर टाइम-ऑफ-फ्लाइट कॅमेरा देखील प्रदान करतात, सॉफ्टकायनेटिकच्या डेप्थसेन्स 325 कॅमेरावर आधारित Senz3D. Infineon आणि PMD टेक्नॉलॉजीज सर्व-इन-वन पीसी आणि लॅपटॉप (Picco flexx आणि Picco monstar कॅमेरा) सारख्या ग्राहक उपकरणांच्या क्लोज-रेंज जेश्चर नियंत्रणासाठी लहान एकात्मिक 3D खोलीचे कॅमेरे सक्षम करतात.

गेममध्ये ToF कॅमेरे वापरणे

स्मार्टफोन कॅमेरे

अनेक स्मार्टफोन्समध्ये टाइम-ऑफ-फ्लाइट कॅमेरे समाविष्ट आहेत. हे प्रामुख्याने कॅमेरा सॉफ्टवेअरला फोरग्राउंड आणि बॅकग्राउंडची माहिती देऊन फोटोंची गुणवत्ता सुधारण्यासाठी वापरले जातात. अशा तंत्रज्ञानाचा वापर करणारा पहिला मोबाइल फोन LG G3 होता, जो 2014 च्या सुरुवातीला रिलीज झाला.

मोबाइल फोनमध्ये ToF कॅमेऱ्यांचा अनुप्रयोग

मापन आणि मशीन दृष्टी

इतर ऍप्लिकेशन्स मापन कार्ये आहेत, उदा. सायलोमध्ये भरण्याची उंची. इंडस्ट्रियल मशीन व्हिजनमध्ये, फ्लाइटच्या वेळेचा कॅमेरा रोबोट्सद्वारे वापरण्यासाठी वस्तूंचे वर्गीकरण करण्यात आणि शोधण्यात मदत करतो, जसे की कन्व्हेयरवरून जाणाऱ्या वस्तू. दार नियंत्रणे दारापर्यंत पोहोचणारे प्राणी आणि मानव यांच्यात सहज फरक करू शकतात.

रोबोटिक्स

या कॅमेऱ्यांचा आणखी एक वापर म्हणजे रोबोटिक्सचे क्षेत्र: मोबाईल रोबोट्स त्यांच्या सभोवतालचा नकाशा खूप लवकर तयार करू शकतात, ज्यामुळे त्यांना अडथळे टाळता येतात किंवा एखाद्या अग्रगण्य व्यक्तीचे अनुसरण करता येते. अंतराची गणना सोपी असल्याने, मोजकीच संगणकीय शक्ती वापरली जाते. हे कॅमेरे अंतर मोजण्यासाठी देखील वापरले जाऊ शकत असल्याने, प्रथम रोबोटिक्स स्पर्धेसाठी संघ स्वायत्त दिनचर्यासाठी उपकरणे वापरण्यासाठी ओळखले जातात.

पृथ्वी टोपोग्राफी

ToF कॅमेरेभू-आकृतिशास्त्रातील अभ्यासासाठी, पृथ्वीच्या पृष्ठभागाच्या स्थलाकृतिचे डिजिटल उन्नत मॉडेल प्राप्त करण्यासाठी वापरले गेले आहेत.

जिओमॉर्फोलॉजीमध्ये ToF कॅमेऱ्यांचा वापर