1. X'inhu sensor tal-ħin tat-titjira (ToF)?

X'inhi kamera tal-ħin tat-titjira? Hija l-kamera li taqbad it-titjira tal-ajruplan? Għandu x'jaqsam ma' ajruplani jew ajruplani? Ukoll, fil-fatt huwa 'l bogħod!

ToF huwa kejl taż-żmien li jieħu biex oġġett, partiċelli jew mewġ jivvjaġġaw distanza. Kont taf li s-sistema sonar tal-friefet il-lejl taħdem? Is-sistema tal-ħin tat-titjira hija simili!

Hemm ħafna tipi ta 'sensors tal-ħin tat-titjira, iżda l-biċċa l-kbira huma kameras tal-ħin tat-titjira u skaners tal-lejżer, li jużaw teknoloġija msejħa lidar (detezzjoni tad-dawl u li jvarjaw) biex ikejlu l-fond ta' diversi punti f'immaġni billi jleqquha. b'dawl infra-aħmar.

Id-dejta ġġenerata u maqbuda bl-użu tas-sensuri ToF hija utli ħafna peress li tista 'tipprovdi skoperta ta' pedonali, awtentikazzjoni tal-utent ibbażata fuq karatteristiċi tal-wiċċ, mapping tal-ambjent bl-użu ta 'algoritmi SLAM (lokalizzazzjoni u mapping simultanja), u aktar.

Din is-sistema fil-fatt tintuża ħafna fir-robots, il-karozzi li jsuqu waħedhom, u anke issa l-apparat mobbli tiegħek. Pereżempju, jekk qed tuża Huawei P30 Pro, Oppo RX17 Pro, LG G8 ThinQ, eċċ., it-telefown tiegħek għandu kamera ToF!

Kamera ToF

2. Kif jaħdem is-sensor tal-ħin tat-titjira?

Issa, nixtiequ nagħtu introduzzjoni qasira ta' x'inhu sensor tal-ħin tat-titjira u kif jaħdem.

ToFis-sensuri jużaw lejżers ċkejkna biex jarmu dawl infra-aħmar, fejn id-dawl li jirriżulta jmur lura minn kwalunkwe oġġett u jirritorna lejn is-sensor. Ibbażat fuq id-differenza fil-ħin bejn l-emissjoni tad-dawl u r-ritorn lejn is-sensor wara li jkun rifless mill-oġġett, is-sensor jista 'jkejjel id-distanza bejn l-oġġett u s-sensor.

Illum, se nesploraw 2 modi kif ToF juża l-ħin tal-ivvjaġġar biex jiddetermina d-distanza u l-fond: bl-użu ta 'impulsi ta' ħin, u bl-użu ta 'ċaqliq tal-fażi ta' mewġ modulat tal-amplitudni.

Uża impulsi bil-ħin

Pereżempju, taħdem billi ddawwal mira b'lejżer, imbagħad tkejjel id-dawl rifless bi skaner, u mbagħad tuża l-veloċità tad-dawl biex testrapola d-distanza tal-oġġett biex tikkalkula b'mod preċiż id-distanza vjaġġata. Barra minn hekk, id-differenza fil-ħin tar-ritorn tal-lejżer u l-wavelength imbagħad tintuża biex tagħmel rappreżentazzjoni diġitali 3D preċiża u karatteristiċi tal-wiċċ tal-mira, u tfassal viżwalment il-karatteristiċi individwali tagħha.

Kif tistgħu taraw hawn fuq, id-dawl tal-lejżer jiġi sparat 'il barra u mbagħad imur lura mill-oġġett lura lejn is-sensor. Bil-ħin tar-ritorn tal-lejżer, il-kameras ToF huma kapaċi jkejlu distanzi preċiżi f'perjodu qasir ta 'żmien minħabba l-veloċità tal-ivvjaġġar tad-dawl. (ToF jikkonverti f'distanza) Din hija l-formula li analista juża biex jasal għad-distanza eżatta ta' oġġett:

(veloċità tad-dawl x ħin tat-titjira) / 2

ToF jikkonverti għal distanza

Kif tistgħu taraw, it-tajmer jibda waqt li d-dawl ikun mitfi, u meta r-riċevitur jirċievi d-dawl tar-ritorn, it-tajmer jirritorna l-ħin. Meta titnaqqas darbtejn, il-"ħin tat-titjira" tad-dawl jinkiseb, u l-veloċità tad-dawl hija kostanti, għalhekk id-distanza tista 'tiġi kkalkulata faċilment bl-użu tal-formula ta' hawn fuq. B'dan il-mod, il-punti kollha fuq il-wiċċ tal-oġġett jistgħu jiġu determinati.

Uża l-bidla fil-fażi tal-mewġ AM

Sussegwentement, il-ToFjista 'wkoll juża mewġ kontinwu biex jikxef il-bidla fil-fażi tad-dawl rifless biex jiddetermina l-fond u d-distanza.

Ċaqliq tal-fażi bl-użu tal-mewġ AM

Billi timmodula l-amplitudni, toħloq sors tad-dawl sinusojdali bi frekwenza magħrufa, li tippermetti lid-ditekter jiddetermina l-bidla fil-fażi tad-dawl rifless bl-użu tal-formula li ġejja:

fejn c hija l-veloċità tad-dawl (c = 3 × 10 ^ 8 m/s), λ huwa wavelength (λ = 15 m), u f hija l-frekwenza, kull punt fuq is-sensor jista 'jiġi kkalkulat faċilment fil-fond.

Dawn l-affarijiet kollha jseħħu malajr ħafna hekk kif naħdmu bil-veloċità tad-dawl. Tista 'timmaġina l-preċiżjoni u l-veloċità li bihom is-sensuri huma kapaċi jkejlu? Ħa nagħti eżempju, id-dawl jivvjaġġa b'veloċità ta '300,000 kilometru kull sekonda, jekk oġġett ikun 5m 'il bogħod minnek, id-differenza fil-ħin bejn id-dawl li jħalli l-kamera u r-ritorn hija ta' madwar 33 nanosekondi, li hija ekwivalenti biss għal 0.000000033 sekonda! Ara naqra! Biex ma nsemmux, id-dejta maqbuda tagħtik rappreżentazzjoni diġitali 3D preċiża għal kull pixel fl-immaġini.

Irrispettivament mill-prinċipju użat, il-forniment ta 'sors tad-dawl li jdawwal ix-xena kollha jippermetti lis-sensor jiddetermina l-fond tal-punti kollha. Riżultat bħal dan jagħtik mappa tad-distanza fejn kull pixel jikkodifika d-distanza għall-punt korrispondenti fix-xena. Dan li ġej huwa eżempju ta 'graff tal-firxa ToF:

Eżempju ta' graff tal-firxa ToF

Issa li nafu li ToF jaħdem, għaliex huwa tajjeb? Għaliex tużaha? Għal xiex huma tajbin? Tinkwetax, hemm ħafna vantaġġi għall-użu ta 'sensor ToF, iżda ovvjament hemm xi limitazzjonijiet.

3. Il-benefiċċji tal-użu ta 'sensors tal-ħin tat-titjira

Kejl preċiż u veloċi

Meta mqabbla ma 'sensuri tad-distanza oħra bħal ultrasound jew lejżers, sensuri tal-ħin tat-titjira huma kapaċi jikkomponu immaġni 3D ta' xena malajr ħafna. Per eżempju, kamera ToF tista 'tagħmel dan darba biss. Mhux dan biss, is-sensor ToF huwa kapaċi jiskopri oġġetti b'mod preċiż fi żmien qasir u mhux affettwat mill-umdità, il-pressjoni tal-arja u t-temperatura, li jagħmilha adattata kemm għall-użu fuq ġewwa kif ukoll fuq barra.

distanza twila

Peress li s-sensuri ToF jużaw lejżers, huma wkoll kapaċi jkejlu distanzi twal u firxiet bi preċiżjoni għolja. Is-sensuri ToF huma flessibbli għaliex huma kapaċi jiskopru oġġetti qrib u 'l bogħod ta' kull forma u daqs.

Huwa wkoll flessibbli fis-sens li inti tista 'tippersonalizza l-ottika tas-sistema għall-prestazzjoni ottimali, fejn inti tista' tagħżel it-tipi ta 'trasmettitur u riċevitur u l-lentijiet biex tikseb il-kamp viżiv mixtieq.

Sigurtà

Inkwetat li l-laser mill-ToFsensor se jweġġgħu għajnejk? tinkwetax! Ħafna sensuri ToF issa jużaw lejżer infra-aħmar b'qawwa baxxa bħala s-sors tad-dawl u jmexxuh b'impulsi modulati. Is-sensor jissodisfa l-istandards tas-sigurtà tal-laser tal-Klassi 1 biex jiżgura li huwa sigur għall-għajn tal-bniedem.

kost-effettiv

Meta mqabbla ma 'teknoloġiji oħra ta' skanjar ta 'firxa ta' fond 3D bħal sistemi ta 'kameras tad-dawl strutturati jew rangefinders tal-lejżer, sensuri ToF huma ħafna irħas meta mqabbla magħhom.

Minkejja dawn il-limitazzjonijiet kollha, ToF għadu affidabbli ħafna u metodu veloċi ħafna biex tinqabad informazzjoni 3D.

4. Limitazzjonijiet ta' ToF

Għalkemm ToF għandu ħafna benefiċċji, għandu wkoll limitazzjonijiet. Xi wħud mil-limitazzjonijiet tat-ToF jinkludu:

• Dawl imxerred

Jekk uċuħ jleqqu ħafna huma qrib ħafna tas-sensor ToF tiegħek, jistgħu jferrxu wisq dawl fir-riċevitur tiegħek u joħolqu artifatti u riflessi mhux mixtieqa, peress li s-sensor ToF tiegħek jeħtieġ biss li jirrifletti d-dawl ladarba l-kejl ikun lest.

• Riflessjonijiet multipli

Meta tuża sensuri ToF fuq kantunieri u forom konkavi, jistgħu jikkawżaw riflessjonijiet mhux mixtieqa, peress li d-dawl jista 'jibda diversi drabi, u jgħawġu l-kejl.

• Dawl ambjentali

L-użu tal-kamera ToF barra fid-dawl tax-xemx qawwi jista 'jagħmel l-użu barra diffiċli. Dan huwa minħabba l-intensità għolja tad-dawl tax-xemx li tikkawża li l-pixels tas-sensorju jissaturaw malajr, li jagħmilha impossibbli li jinstab id-dawl attwali rifless mill-oġġett.

• Il-konklużjoni

Sensuri ToF uLenti ToFjista 'jintuża f'varjetà ta' applikazzjonijiet. Minn Mapping 3D, Awtomazzjoni Industrijali, Sejbien ta' Ostakli, Karozzi li jsuqu waħedhom, Agrikoltura, Robotika, Navigazzjoni fuq ġewwa, Rikonoxximent tal-Ġesti, Skanjar tal-Oġġetti, Kejl, Sorveljanza għal Realtà Awmentata! L-applikazzjonijiet tat-teknoloġija ToF huma bla tmiem.

Tista 'tikkuntattjana għal kwalunkwe ħtieġa ta' lentijiet ToF.

Chuang An Optoelectronics tiffoka fuq lentijiet ottiċi ta 'definizzjoni għolja biex toħloq marka viżwali perfetta

Chuang An Optoelectronics issa pproduċiet varjetà ta 'Lentijiet TOFbħal:

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