一、Apakah masa kamera penerbangan?

Kamera Time-of-Flight (ToF) ialah sejenis teknologi penderiaan kedalaman yang mengukur jarak antara kamera dan objek di tempat kejadian dengan menggunakan masa yang diperlukan untuk cahaya bergerak ke objek dan kembali ke kamera. Ia biasanya digunakan dalam pelbagai aplikasi seperti realiti tambahan, robotik, pengimbasan 3D, pengecaman gerak isyarat dan banyak lagi.

kamera ToFbekerja dengan memancarkan isyarat cahaya, biasanya cahaya inframerah, dan mengukur masa yang diperlukan untuk isyarat itu melantun semula selepas terkena objek di tempat kejadian. Pengukuran masa ini kemudiannya digunakan untuk mengira jarak ke objek, mencipta peta kedalaman atau perwakilan 3D tempat kejadian.

Masa kamera penerbangan

Berbanding dengan teknologi pengesan kedalaman lain seperti cahaya berstruktur atau penglihatan stereo, kamera ToF menawarkan beberapa kelebihan. Mereka menyediakan maklumat kedalaman masa nyata, mempunyai reka bentuk yang agak mudah, dan boleh berfungsi dalam pelbagai keadaan pencahayaan. Kamera ToF juga padat dan boleh disepadukan ke dalam peranti yang lebih kecil seperti telefon pintar, tablet dan peranti boleh pakai.

Aplikasi kamera ToF adalah pelbagai. Dalam realiti tambahan, kamera ToF boleh mengesan kedalaman objek dengan tepat dan meningkatkan realisme objek maya yang diletakkan di dunia nyata. Dalam robotik, mereka membolehkan robot melihat persekitaran mereka dan mengemudi halangan dengan lebih berkesan. Dalam pengimbasan 3D, kamera ToF boleh menangkap geometri objek atau persekitaran dengan pantas untuk pelbagai tujuan seperti realiti maya, permainan atau percetakan 3D. Ia juga digunakan dalam aplikasi biometrik, seperti pengecaman muka atau pengecaman isyarat tangan.

二、Komponen masa kamera penerbangan

Kamera masa penerbangan (ToF).terdiri daripada beberapa komponen utama yang berfungsi bersama untuk membolehkan pengesanan kedalaman dan pengukuran jarak. Komponen khusus mungkin berbeza-beza bergantung pada reka bentuk dan pengilang, tetapi berikut ialah elemen asas yang biasanya terdapat dalam sistem kamera ToF:

Sumber Cahaya:

Kamera ToF menggunakan sumber cahaya untuk memancarkan isyarat cahaya, biasanya dalam bentuk cahaya inframerah (IR). Sumber cahaya boleh menjadi LED (Light-Emitting Diod) atau diod laser, bergantung pada reka bentuk kamera. Cahaya yang dipancarkan bergerak ke arah objek di tempat kejadian.

optik:

Kanta mengumpulkan cahaya yang dipantulkan dan imej persekitaran ke penderia imej (susunan satah fokus). Penapis laluan jalur optik hanya menghantar cahaya dengan panjang gelombang yang sama dengan unit pencahayaan. Ini membantu menyekat cahaya yang tidak berkaitan dan mengurangkan bunyi bising.

Penderia imej:

Ini adalah nadi kamera TOF. Setiap piksel mengukur masa yang diambil oleh cahaya untuk bergerak dari unit pencahayaan (laser atau LED) ke objek dan kembali ke tatasusunan satah fokus.

Litar Masa:

Untuk mengukur masa penerbangan dengan tepat, kamera memerlukan litar pemasaan yang tepat. Litar ini mengawal pancaran isyarat cahaya dan mengesan masa yang diperlukan untuk cahaya bergerak ke objek dan kembali ke kamera. Ia menyegerakkan proses pelepasan dan pengesanan untuk memastikan ukuran jarak yang tepat.

Modulasi:

Beberapakamera ToFmenggabungkan teknik modulasi untuk meningkatkan ketepatan dan keteguhan ukuran jarak. Kamera ini memodulasi isyarat cahaya yang dipancarkan dengan corak atau frekuensi tertentu. Modulasi membantu membezakan cahaya yang dipancarkan daripada sumber cahaya ambien yang lain dan meningkatkan keupayaan kamera untuk membezakan antara objek yang berbeza dalam pemandangan.

Algoritma Pengiraan Kedalaman:

Untuk menukar ukuran masa penerbangan kepada maklumat kedalaman, kamera ToF menggunakan algoritma yang canggih. Algoritma ini menganalisis data pemasaan yang diterima daripada pengesan foto dan mengira jarak antara kamera dan objek di tempat kejadian. Algoritma pengiraan kedalaman selalunya melibatkan pampasan untuk faktor seperti kelajuan perambatan cahaya, masa tindak balas penderia dan gangguan cahaya ambien.

Output Data Kedalaman:

Setelah pengiraan kedalaman dilakukan, kamera ToF menyediakan output data kedalaman. Output ini boleh dalam bentuk peta kedalaman, awan titik atau perwakilan 3D tempat kejadian. Data kedalaman boleh digunakan oleh aplikasi dan sistem untuk membolehkan pelbagai fungsi seperti penjejakan objek, realiti tambahan atau navigasi robotik.

Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa pelaksanaan khusus dan komponen kamera ToF boleh berbeza-beza merentas pengeluar dan model yang berbeza. Kemajuan dalam teknologi mungkin memperkenalkan ciri dan peningkatan tambahan untuk meningkatkan prestasi dan keupayaan sistem kamera ToF.

三、Aplikasi

Aplikasi automotif

Kamera masa penerbangandigunakan dalam fungsi bantuan dan keselamatan untuk aplikasi automotif lanjutan seperti keselamatan pejalan kaki aktif, pengesanan pracrash dan aplikasi dalaman seperti pengesanan luar kedudukan (OOP).

Aplikasi kamera ToF

Antara muka manusia-mesin dan permainan

As kamera masa penerbanganmenyediakan imej jarak dalam masa nyata, ia adalah mudah untuk mengesan pergerakan manusia. Ini membolehkan interaksi baharu dengan peranti pengguna seperti televisyen. Topik lain ialah menggunakan jenis kamera ini untuk berinteraksi dengan permainan pada konsol permainan video. Penderia Kinect generasi kedua yang asalnya disertakan dengan konsol Xbox One menggunakan kamera masa penerbangan untuk pengimejan julatnya, membolehkan antara muka pengguna semula jadi dan permainan. aplikasi menggunakan penglihatan komputer dan teknik pengecaman gerak isyarat.

Creative dan Intel juga menyediakan jenis kamera masa penerbangan gerak isyarat interaktif yang serupa untuk permainan, Senz3D berdasarkan kamera DepthSense 325 Softkinetic. Infineon dan PMD Technologies mendayakan kamera kedalaman 3D bersepadu yang kecil untuk kawalan gerak isyarat jarak dekat peranti pengguna seperti PC dan komputer riba semua-dalam-satu (kamera Picco flexx dan Picco monstar).

Aplikasi kamera ToF dalam permainan

Kamera telefon pintar

Beberapa telefon pintar termasuk kamera masa penerbangan. Ini digunakan terutamanya untuk meningkatkan kualiti foto dengan menyediakan perisian kamera dengan maklumat tentang latar depan dan latar belakang. Telefon mudah alih pertama yang menggunakan teknologi sedemikian ialah LG G3, dikeluarkan pada awal 2014.

Aplikasi kamera ToF dalam telefon bimbit

Pengukuran dan penglihatan mesin

Aplikasi lain ialah tugas pengukuran, cth untuk ketinggian isian dalam silo. Dalam penglihatan mesin industri, kamera masa penerbangan membantu mengelaskan dan mencari objek untuk digunakan oleh robot, seperti barang yang melalui penghantar. Kawalan pintu boleh membezakan dengan mudah antara haiwan dan manusia yang sampai ke pintu.

Robotik

Satu lagi kegunaan kamera ini ialah bidang robotik: Robot mudah alih boleh membina peta persekitaran mereka dengan cepat, membolehkan mereka mengelakkan halangan atau mengikuti orang terkemuka. Oleh kerana pengiraan jarak adalah mudah, hanya sedikit kuasa pengiraan digunakan. Memandangkan kamera ini juga boleh digunakan untuk mengukur jarak, pasukan untuk Pertandingan Robotik PERTAMA telah diketahui menggunakan peranti untuk rutin autonomi.

Topografi bumi

kamera ToFtelah digunakan untuk mendapatkan model ketinggian digital bagi topografi permukaan bumi, untuk kajian dalam geomorfologi.

Aplikasi kamera ToF dalam geomorfologi