一、Qual é o horário das câmeras de voo?

Câmeras de tempo de voo (ToF) são um tipo de tecnologia de detecção de profundidade que mede a distância entre a câmera e os objetos na cena usando o tempo que a luz leva para viajar até os objetos e voltar para a câmera. Eles são comumente usados ​​em diversas aplicações, como realidade aumentada, robótica, digitalização 3D, reconhecimento de gestos e muito mais.

Câmeras ToFfuncionam emitindo um sinal de luz, normalmente luz infravermelha, e medindo o tempo que leva para o sinal retornar após atingir objetos na cena. Essa medição de tempo é então usada para calcular a distância até os objetos, criando um mapa de profundidade ou uma representação 3D da cena.

O tempo das câmeras de vôo

Em comparação com outras tecnologias de detecção de profundidade, como luz estruturada ou visão estéreo, as câmeras ToF oferecem diversas vantagens. Eles fornecem informações profundas em tempo real, têm um design relativamente simples e podem funcionar em diversas condições de iluminação. As câmeras ToF também são compactas e podem ser integradas em dispositivos menores, como smartphones, tablets e dispositivos vestíveis.

As aplicações das câmeras ToF são diversas. Na realidade aumentada, as câmeras ToF podem detectar com precisão a profundidade dos objetos e melhorar o realismo dos objetos virtuais colocados no mundo real. Na robótica, eles permitem que os robôs percebam o que os rodeia e superem obstáculos de forma mais eficaz. Na digitalização 3D, as câmeras ToF podem capturar rapidamente a geometria de objetos ou ambientes para diversos fins, como realidade virtual, jogos ou impressão 3D. Eles também são usados ​​em aplicações biométricas, como reconhecimento facial ou reconhecimento de gestos manuais.

sim,Componentes das câmeras de tempo de voo

Câmeras de tempo de voo (ToF)consistem em vários componentes principais que trabalham juntos para permitir a detecção de profundidade e medição de distância. Os componentes específicos podem variar dependendo do design e do fabricante, mas aqui estão os elementos fundamentais normalmente encontrados em sistemas de câmeras ToF:

Fonte de luz:

As câmeras ToF usam uma fonte de luz para emitir um sinal de luz, geralmente na forma de luz infravermelha (IR). A fonte de luz pode ser um LED (diodo emissor de luz) ou um diodo laser, dependendo do design da câmera. A luz emitida viaja em direção aos objetos da cena.

Óptica:

Uma lente reúne a luz refletida e visualiza o ambiente no sensor de imagem (matriz de plano focal). Um filtro passa-faixa óptico passa apenas a luz com o mesmo comprimento de onda da unidade de iluminação. Isso ajuda a suprimir a luz não pertinente e reduzir o ruído.

Sensor de imagem:

Este é o coração da câmera TOF. Cada pixel mede o tempo que a luz levou para viajar da unidade de iluminação (laser ou LED) até o objeto e voltar ao plano focal.

Circuito de temporização:

Para medir o tempo de voo com precisão, a câmera precisa de um circuito de temporização preciso. Este circuito controla a emissão do sinal luminoso e detecta o tempo que a luz leva para viajar até os objetos e retornar para a câmera. Ele sincroniza os processos de emissão e detecção para garantir medições precisas de distância.

Modulação:

AlgunsCâmeras ToFincorporar técnicas de modulação para melhorar a precisão e robustez das medições de distância. Essas câmeras modulam o sinal de luz emitido com um padrão ou frequência específica. A modulação ajuda a distinguir a luz emitida de outras fontes de luz ambiente e melhora a capacidade da câmera de diferenciar diferentes objetos na cena.

Algoritmo de cálculo de profundidade:

Para converter as medições do tempo de voo em informações de profundidade, as câmeras ToF utilizam algoritmos sofisticados. Esses algoritmos analisam os dados de tempo recebidos do fotodetector e calculam a distância entre a câmera e os objetos na cena. Os algoritmos de cálculo de profundidade geralmente envolvem a compensação de fatores como velocidade de propagação da luz, tempo de resposta do sensor e interferência da luz ambiente.

Saída de dados de profundidade:

Uma vez realizado o cálculo da profundidade, a câmera ToF fornece saída de dados de profundidade. Essa saída pode assumir a forma de um mapa de profundidade, uma nuvem de pontos ou uma representação 3D da cena. Os dados de profundidade podem ser usados ​​por aplicativos e sistemas para permitir diversas funcionalidades como rastreamento de objetos, realidade aumentada ou navegação robótica.

É importante observar que a implementação e os componentes específicos das câmeras ToF podem variar entre diferentes fabricantes e modelos. Os avanços na tecnologia podem introduzir recursos e melhorias adicionais para melhorar o desempenho e as capacidades dos sistemas de câmeras ToF.

Primeiro, Aplicativos

Aplicações automotivas

Câmeras de tempo de voosão usados ​​em funções de assistência e segurança para aplicações automotivas avançadas, como segurança ativa de pedestres, detecção pré-colisão e aplicações internas, como detecção fora de posição (OOP).

A aplicação de câmeras ToF

Interfaces homem-máquina e jogos

As câmeras de tempo de voofornecer imagens de distância em tempo real, é fácil rastrear movimentos humanos. Isso permite novas interações com dispositivos de consumo, como televisores. Outro tópico é usar esse tipo de câmera para interagir com jogos em consoles de videogame. O sensor Kinect de segunda geração originalmente incluído no console Xbox One usava uma câmera de tempo de voo para sua imagem de alcance, permitindo interfaces de usuário e jogos naturais. aplicações usando visão computacional e técnicas de reconhecimento de gestos.

A Creative e a Intel também fornecem um tipo semelhante de câmera interativa com tempo de vôo para jogos, a Senz3D baseada na câmera DepthSense 325 da Softkinetic. A Infineon e a PMD Technologies permitem pequenas câmeras de profundidade 3D integradas para controle por gestos de curto alcance de dispositivos de consumo, como PCs e laptops multifuncionais (câmeras Picco flexx e Picco monstar).

A aplicação de câmeras ToF em jogos

Câmeras de smartphones

Vários smartphones incluem câmeras de tempo de voo. Eles são usados ​​​​principalmente para melhorar a qualidade das fotos, fornecendo ao software da câmera informações sobre o primeiro e o segundo plano. O primeiro celular a empregar essa tecnologia foi o LG G3, lançado no início de 2014.

A aplicação de câmeras ToF em celulares

Medição e visão de máquina

Outras aplicações são tarefas de medição, por exemplo, para altura de enchimento em silos. Na visão industrial, a câmera de tempo de voo ajuda a classificar e localizar objetos para uso por robôs, como itens que passam em uma esteira. Os controles das portas podem distinguir facilmente entre animais e humanos que chegam à porta.

Robótica

Outro uso dessas câmeras é no campo da robótica: robôs móveis podem construir um mapa do seu entorno muito rapidamente, permitindo-lhes evitar obstáculos ou seguir uma pessoa líder. Como o cálculo da distância é simples, pouco poder computacional é utilizado. Como essas câmeras também podem ser usadas para medir distâncias, sabe-se que as equipes da FIRST Robotics Competition usam os dispositivos para rotinas autônomas.

Topografia da Terra

Câmeras ToFtêm sido utilizados para obter modelos digitais de elevação da topografia da superfície terrestre, para estudos em geomorfologia.

A aplicação de câmeras ToF em geomorfologia