一、 Wat is het tijdstip van vluchtcamera's?

Time-of-vlucht (TOF) camera's zijn een type diepte-sensing-technologie die de afstand tussen de camera en objecten in de scène meet door de tijd te gebruiken die nodig is om licht naar de objecten te reizen en terug naar de camera. Ze worden vaak gebruikt in verschillende toepassingen, zoals augmented reality, robotica, 3D -scannen, gebaarherkenning en meer.

TOF -camera'sWerk door een lichtsignaal uit te zenden, typisch infraroodlicht en het meten van de tijd die het nodig heeft om het signaal terug te stuiteren na het raken van objecten in de scène. Deze tijdsmeting wordt vervolgens gebruikt om de afstand tot de objecten te berekenen, waardoor een dieptekaart of een 3D -weergave van de scène ontstaat.

Het tijdstip van vluchtcamera's

In vergelijking met andere diepte-sensing-technologieën zoals gestructureerd licht of stereo-visie, bieden TOF-camera's verschillende voordelen. Ze bieden realtime diepte-informatie, hebben een relatief eenvoudig ontwerp en kunnen werken in verschillende lichtomstandigheden. TOF -camera's zijn ook compact en kunnen worden geïntegreerd in kleinere apparaten zoals smartphones, tablets en draagbare apparaten.

De toepassingen van TOF -camera's zijn divers. In augmented reality kunnen TOF -camera's de diepte van objecten nauwkeurig detecteren en het realisme van virtuele objecten in de echte wereld verbeteren. In robotica stellen ze robots in staat om hun omgeving waar te nemen en obstakels effectiever te navigeren. In 3D -scannen kunnen TOF -camera's snel de geometrie van objecten of omgevingen vastleggen voor verschillende doeleinden zoals virtual reality, gaming of 3D -printen. Ze worden ook gebruikt in biometrische toepassingen, zoals gezichtsherkenning of handgebaarherkenning.

二、Componenten van tijd van vluchtcamera's

Time-of-flight (TOF) camera'sbestaan ​​uit verschillende belangrijke componenten die samenwerken om diepte -detectie en afstandsmeting mogelijk te maken. De specifieke componenten kunnen variëren afhankelijk van het ontwerp en de fabrikant, maar hier zijn de fundamentele elementen die meestal worden aangetroffen in TOF -camerasystemen:

Lichtbron:

TOF -camera's gebruiken een lichtbron om een ​​lichtsignaal uit te stoten, meestal in de vorm van infrarood (IR) licht. De lichtbron kan een LED (lichtemitterende diode) of een laserdiode zijn, afhankelijk van het ontwerp van de camera. Het uitgezonden licht reist naar de objecten in de scène.

Optiek:

Een lens verzamelt het gereflecteerde licht en beeldt de omgeving op de beeldsensor (focal vliegtuig array). Een optisch band-passfilter geeft alleen het licht door met dezelfde golflengte als de verlichtingseenheid. Dit helpt niet-permanente licht te onderdrukken en het geluid te verminderen.

Beeldsensor:

Dit is het hart van de TOF -camera. Elke pixel meet de tijd die het licht heeft genomen om van de verlichtingseenheid (laser of LED) naar het object te reizen en terug naar de focale vlakke array.

Timingcircuit:

Om het tijdstip van vlucht nauwkeurig te meten, heeft de camera nauwkeurige timingcircuits nodig. Dit circuit regelt de emissie van het lichtsignaal en detecteert de tijd die het nodig heeft om het licht naar de objecten te reizen en terug te keren naar de camera. Het synchroniseert de emissie- en detectieprocessen om nauwkeurige afstandsmetingen te garanderen.

Modulatie:

SommigeTOF -camera'sNeem modulatietechnieken op om de nauwkeurigheid en robuustheid van afstandsmetingen te verbeteren. Deze camera's moduleren het uitgezonden lichtsignaal met een specifiek patroon of frequentie. De modulatie helpt het uitgezonden licht te onderscheiden van andere bronnen voor omgevingslicht en verbetert het vermogen van de camera om onderscheid te maken tussen verschillende objecten in de scène.

Diepte berekening algoritme:

Om de tijdstip-vluchtmetingen om te zetten in diepte-informatie, gebruiken TOF-camera's geavanceerde algoritmen. Deze algoritmen analyseren de timinggegevens die zijn ontvangen van de fotodetector en berekenen de afstand tussen de camera en de objecten in de scène. De diepte -berekeningsalgoritmen omvatten vaak het compenseren van factoren zoals lichtvoortplantingssnelheid, sensorresponstijd en omgevingslichtinterferentie.

Diepte gegevensuitvoer:

Nadat de diepte -berekening is uitgevoerd, biedt de TOF -camera een dieptegegevensuitgang. Deze uitvoer kan de vorm aannemen van een dieptekaart, een puntwolk of een 3D -weergave van de scène. De dieptegegevens kunnen worden gebruikt door toepassingen en systemen om verschillende functionaliteiten mogelijk te maken, zoals objecten volgen, augmented reality of robotnavigatie.

Het is belangrijk op te merken dat de specifieke implementatie en componenten van TOF -camera's kunnen variëren tussen verschillende fabrikanten en modellen. Vooruitgang in technologie kan aanvullende functies en verbeteringen introduceren om de prestaties en mogelijkheden van TOF -camerasystemen te verbeteren.

三、 Toepassingen

Automotive -toepassingen

Camera's van de vluchtworden gebruikt in assistentie- en veiligheidsfuncties voor geavanceerde autotoepassingen zoals actieve voetgangersveiligheid, voorrangdetectie en indoortoepassingen zoals ooP-detectie (OOP).

De toepassing van TOF -camera's

Mens-machine interfaces en gaming

As camera's van de vluchtZorg voor afbeeldingen in realtime, het is gemakkelijk om bewegingen van mensen bij te houden. Dit maakt nieuwe interacties mogelijk met consumentenapparaten zoals televisies. Een ander onderwerp is om dit type camera's te gebruiken om te communiceren met games op videogameconsoles. De tweede generatie Kinect-sensor die oorspronkelijk bij de Xbox One-console is opgenomen, gebruikte een camera van de tijd van de vlucht voor de beeldvorming van het bereik, waardoor natuurlijke gebruikersinterfaces en gaming mogelijk zijn Toepassingen met behulp van computer vision en gebaarherkenningstechnieken.

Creative en Intel bieden ook een vergelijkbaar type interactieve gebaar time-of-flight camera voor gaming, de Senz3D gebaseerd op de diepte 325 camera van softkinetic. Infineon- en PMD-technologieën maken kleine geïntegreerde 3D-dieptecamera's mogelijk voor gebaarbesturing van dichtbij van consumentenapparaten zoals all-in-one pc's en laptops (PICCO Flexx en Picco Monstar-camera's).

De toepassing van TOF -camera's in games

Smartphone camera's

Verschillende smartphones omvatten camera's van de vlucht. Deze worden voornamelijk gebruikt om de kwaliteit van foto's te verbeteren door de camerasoftware informatie te verstrekken over voorgrond en achtergrond. De eerste mobiele telefoon die dergelijke technologie in dienst nam, was de LG G3, die begin 2014 werd uitgebracht.

De toepassing van TOF -camera's in mobiele telefoons

Meting en machinevisie

Andere toepassingen zijn meettaken, bijvoorbeeld voor de vulhoogte in silo's. In de industriële machine-visie helpt de camera aan de vlucht om objecten te classificeren en te lokaliseren voor gebruik door robots, zoals items die voorbijgaan op een transportband. Deurbesturing kan gemakkelijk onderscheiden tussen dieren en mensen die de deur bereiken.

Robotica

Een ander gebruik van deze camera's is het veld van robotica: mobiele robots kunnen zeer snel een kaart van hun omgeving opbouwen, waardoor ze obstakels kunnen voorkomen of een leidende persoon kunnen volgen. Omdat de afstandsberekening eenvoudig is, wordt slechts weinig rekenkracht gebruikt. Omdat deze camera's ook kunnen worden gebruikt om de afstand te meten, is het bekend dat teams voor de eerste robotica -competitie de apparaten gebruiken voor autonome routines.

Earth Topography

TOF -camera'szijn gebruikt om digitale hoogtemodellen van de oppervlaktetopografie van de aard te verkrijgen, voor studies in geomorfologie.

De toepassing van TOF -camera's in de geomorfologie