一、 Co to jest czas kamer lotniczych?

Kamery czasowe (TOF) są rodzajem technologii wykrywania głębokości, która mierzy odległość między kamerą a obiektami w scenie, wykorzystując czas, jaki światło do podróży do obiektów i z powrotem do aparatu. Są one powszechnie stosowane w różnych zastosowaniach, takich jak rzeczywistość rozszerzona, robotyka, skanowanie 3D, rozpoznawanie gestów i wiele innych.

Kamery tofPracuj, emitując sygnał światła, zazwyczaj światło podczerwieni, i mierząc czas potrzebny, aby sygnał odbił się po trafieniu obiektów na scenie. Tym razem pomiar jest następnie wykorzystywany do obliczenia odległości od obiektów, tworząc mapę głębokości lub reprezentację 3D sceny.

Czas kamer lotniczych

W porównaniu z innymi technologiami wykrywania głębokości, takimi jak widzenie strukturalne lub stereo, kamery TOF oferują kilka zalet. Zapewniają informacje o głębokości w czasie rzeczywistym, mają stosunkowo prosty projekt i mogą działać w różnych warunkach oświetleniowych. Kamery TOF są również kompaktowe i mogą być zintegrowane z mniejszymi urządzeniami, takimi jak smartfony, tablety i urządzenia do noszenia.

Zastosowania kamer TOF są zróżnicowane. W rzeczywistości rozszerzonej kamery TOF mogą dokładnie wykryć głębię obiektów i poprawić realizm wirtualnych obiektów umieszczonych w prawdziwym świecie. W robotyce umożliwiają robotom postrzeganie swojego otoczenia i skuteczniejsze poruszanie się na przeszkodach. W skanowaniu 3D kamery TOF mogą szybko uchwycić geometrię obiektów lub środowisk w różnych celach, takich jak rzeczywistość wirtualna, gra lub druk 3D. Są one również stosowane w zastosowaniach biometrycznych, takich jak rozpoznawanie twarzy lub rozpoznawanie gestów rąk.

二、Składniki czasu lotów

Kamery czasowe (TOF)Składają się z kilku kluczowych elementów, które współpracują ze sobą, aby umożliwić wykrywanie głębokości i pomiar odległości. Konkretne komponenty mogą się różnić w zależności od projektu i producenta, ale oto podstawowe elementy zwykle występujące w systemach kamer TOF:

Źródło światła:

Kamery TOF używają źródła światła do emitowania sygnału światła, zwykle w postaci światła podczerwieni (IR). Źródłem światła może być dioda LED (dioda emitująca światło) lub dioda laserowa, w zależności od projektu kamery. Emitowane światło podróżuje w kierunku obiektów na scenie.

Optyka:

Obiektyw zbiera odbite światło i obrazuje środowisko na czujnik obrazu (tablica płaszczyzny ogniskowej). Optyczny filtr pasmowo-pasmowy przechodzi tylko światło o takiej samej długości fali co jednostka oświetlenia. Pomaga to stłumić światło nieopuszczalne i zmniejszyć hałas.

Czujnik obrazu:

To jest serce kamery TOF. Każdy piksel mierzy czas, który światło przyjechało do podróży z jednostki oświetlenia (laser lub LED) do obiektu i z powrotem do układu płaszczyzny ogniskowej.

Obwód czasowy:

Aby dokładnie zmierzyć czas lotu, aparat potrzebuje precyzyjnego obwodu rozrządu. Ten obwód kontroluje emisję sygnału światła i wykrywa czas potrzebny na podróż do obiektów i powrót do aparatu. Synchronizuje procesy emisji i wykrywania, aby zapewnić dokładne pomiary odległości.

Modulacja:

NiektóreKamery tofUwzględnij techniki modulacji w celu poprawy dokładności i solidności pomiarów odległości. Te kamery modulują emitowany sygnał światła o określonym wzorze lub częstotliwości. Modulacja pomaga odróżnić emitowane światło od innych źródeł światła otoczenia i zwiększa zdolność aparatu do rozróżnienia różnych obiektów na scenie.

Algorytm obliczania głębokości:

Aby przekonwertować pomiary czasu lotu na informacje o głębokości, kamery TOF wykorzystują wyrafinowane algorytmy. Algorytmy te analizują dane czasowe otrzymane z fotodetektora i obliczają odległość między kamerą a obiektami na scenie. Algorytmy obliczania głębokości często obejmują kompensację czynników, takich jak prędkość propagacji światła, czas reakcji czujnika i zakłócenia światła otoczenia.

Dane danych głębokości:

Po wykonaniu obliczeń głębokości kamera TOF zapewnia wyjście danych głębokości. To wyjście może przybierać formę mapy głębokości, chmury punktowej lub reprezentacji sceny 3D. Dane dotyczące głębokości mogą być wykorzystywane przez aplikacje i systemy, aby umożliwić różne funkcje, takie jak śledzenie obiektów, rzeczywistość rozszerzona lub nawigacja robotyczna.

Należy zauważyć, że konkretne wdrożenie i komponenty kamer TOF mogą się różnić w zależności od różnych producentów i modeli. Postępy w technologii mogą wprowadzać dodatkowe funkcje i ulepszenia w celu poprawy wydajności i możliwości systemów kamer TOF.

三、 Zastosowania

Aplikacje motoryzacyjne

Kamery czasowesą wykorzystywane w funkcjach pomocy i bezpieczeństwa do zaawansowanych zastosowań motoryzacyjnych, takich jak aktywne bezpieczeństwo pieszych, wykrywanie przedwcześnie i aplikacje wewnętrzne, takie jak wykrywanie poza pozycją (OOP).

Zastosowanie kamer TOF

Interfejsy i gry ludzkie

As Kamery czasoweZapewnij obrazy odległości w czasie rzeczywistym, łatwo jest śledzić ruchy ludzi. Umożliwia to nowe interakcje z urządzeniami konsumenckimi, takimi jak telewizory. Innym tematem jest użycie tego typu kamer do interakcji z gierami na konsole do gier wideo. Czujnik kinektu drugiej generacji pierwotnie zawarty w konsoli Xbox One wykorzystał aparat czasowy do obrazowania zasięgu, umożliwiając naturalne interfejsy użytkownika i gaming Aplikacje za pomocą technik rozpoznawania komputerowego i rozpoznawania gestów.

Creative i Intel zapewniają również podobny rodzaj interaktywnego kamery gestu do gier, Senz3D oparty na kamiecie Softkinetics DeepthSense 325. Infineon i PMD Technologies umożliwiają małe zintegrowane kamery głębokości 3D do kontroli gestów w bliskim zasięgu na urządzeniach konsumenckich, takich jak komputery komputery i laptopy (kamery PICCO Flexx i Picco Monstar).

Zastosowanie kamer TOF w grach

Kamery smartfonów

Kilka smartfonów obejmuje kamery czasu lotu. Są one głównie używane do poprawy jakości zdjęć, zapewniając oprogramowaniu aparatu informacje o pierwszym planie i tle. Pierwszym telefonem komórkowym, który stosuje taką technologię, był LG G3, wydany na początku 2014 roku.

Zastosowanie kamer TOF w telefonach komórkowych

Pomiar i widzenie maszynowe

Inne zastosowania to zadania pomiarowe, np. Dla wysokości wypełnienia w silosach. W przemysłowej wizji maszynowej kamera czasu lotu pomaga sklasyfikować i zlokalizować obiekty do użytku przez roboty, takie jak przedmioty przekazujące przenośnik. Kontrola drzwi mogą łatwo rozróżniać zwierzęta i ludzi docierające do drzwi.

Robotyka

Kolejnym zastosowaniem tych kamer jest dziedzina robotyki: roboty mobilne mogą bardzo szybko zbudować mapę swojego otoczenia, umożliwiając im unikanie przeszkód lub podążanie za wiodącą osobą. Ponieważ obliczanie odległości jest proste, używana jest tylko niewielka moc obliczeniowa. Ponieważ te kamery można również wykorzystać do pomiaru odległości, znane są zespoły dla pierwszej konkurencji robotyki używają urządzeń do autonomicznych rutyn.

Topografia Ziemi

Kamery tofzostały wykorzystane do uzyskania cyfrowych modeli wysokości topografii powierzchniowej Ziemi do badań w geomorfologii.

Zastosowanie kamer TOF w geomorfologii