一、 Ce este timpul camerelor de zbor?

Camerele de timp de zbor (TOF) sunt un tip de tehnologie de sensibilitate la adâncime care măsoară distanța dintre cameră și obiecte din scenă, folosind timpul necesar pentru ca lumina să călătorească către obiecte și să se întoarcă la cameră. Ele sunt utilizate în mod obișnuit în diferite aplicații, cum ar fi realitatea augmentată, robotica, scanarea 3D, recunoașterea gesturilor și multe altele.

Camerele TOFLucrați prin emiterea unui semnal de lumină, de obicei lumină infraroșie și măsurarea timpului necesar pentru ca semnalul să se întoarcă după ce a lovit obiecte în scenă. Această măsură de timp este apoi utilizată pentru a calcula distanța până la obiecte, creând o hartă de adâncime sau o reprezentare 3D a scenei.

Ora camerelor de zbor

În comparație cu alte tehnologii de sensibilitate la profunzime, cum ar fi lumina structurată sau viziunea stereo, camerele TOF oferă mai multe avantaje. Acestea oferă informații în timp real în timp real, au un design relativ simplu și pot funcționa în diferite condiții de iluminare. Camerele TOF sunt, de asemenea, compacte și pot fi integrate în dispozitive mai mici, cum ar fi smartphone -uri, tablete și dispozitive purtabile.

Aplicațiile camerelor TOF sunt diverse. În realitate augmentată, camerele TOF pot detecta cu exactitate profunzimea obiectelor și pot îmbunătăți realismul obiectelor virtuale plasate în lumea reală. În robotică, ei permit roboților să -și perceapă împrejurimile și să navigheze mai eficient obstacolele. În scanarea 3D, camerele TOF pot capta rapid geometria obiectelor sau mediilor în diferite scopuri, cum ar fi realitatea virtuală, jocurile sau imprimarea 3D. De asemenea, sunt utilizate în aplicații biometrice, cum ar fi recunoașterea facială sau recunoașterea gesturilor de mână.

二、Componente ale timpului de luat vederi de zbor

Camere de timp-zbor (TOF)constau din mai multe componente cheie care lucrează împreună pentru a permite detectarea adâncimii și măsurarea distanței. Componentele specifice pot varia în funcție de proiectare și producător, dar iată elementele fundamentale găsite de obicei în sistemele de camere TOF:

Sursa ușoară:

Camerele TOF folosesc o sursă de lumină pentru a emite un semnal de lumină, de obicei sub formă de lumină infraroșu (IR). Sursa de lumină poate fi o LED (diodă cu emisie de lumină) sau o diodă laser, în funcție de designul camerei. Lumina emisă călătorește spre obiectele din scenă.

Optică:

O lentilă adună lumina reflectată și imaginează mediul pe senzorul de imagine (tabloul de plan focal). Un filtru optic de bandă de bandă trece doar lumina cu aceeași lungime de undă ca unitatea de iluminare. Acest lucru ajută la suprimarea luminii non-pertinente și la reducerea zgomotului.

Senzor de imagine:

Aceasta este inima camerei TOF. Fiecare pixel măsoară timpul pe care l -a luat lumina pentru a călători de la unitatea de iluminare (laser sau LED) la obiect și înapoi la tabloul de plan focal.

Circuitul de sincronizare:

Pentru a măsura cu exactitate timpul de zbor, camera are nevoie de circuite precise de sincronizare. Acest circuit controlează emisia semnalului de lumină și detectează timpul necesar pentru ca lumina să călătorească către obiecte și să se întoarcă la cameră. Sincronizează procesele de emisie și detectare pentru a asigura măsurători precise ale distanței.

Modulare:

UneleCamerele TOFIncorporează tehnici de modulare pentru a îmbunătăți precizia și robustetea măsurătorilor la distanță. Aceste camere modulează semnalul de lumină emis cu un model sau o frecvență specifică. Modularea ajută la distingerea luminii emise de alte surse de lumină ambientală și îmbunătățește capacitatea camerei de a diferenția între diferite obiecte din scenă.

Algoritmul de calcul al adâncimii:

Pentru a converti măsurătorile timpului de zbor în informații de profunzime, camerele TOF utilizează algoritmi sofisticate. Acești algoritmi analizează datele de sincronizare primite de la fotodetector și calculează distanța dintre cameră și obiectele din scenă. Algoritmii de calcul al adâncimii implică adesea compensarea pentru factori precum viteza de propagare a luminii, timpul de răspuns al senzorului și interferența luminii ambientale.

Ieșire de date de adâncime:

Odată efectuată calculul adâncimii, camera TOF oferă o ieșire de date de adâncime. Această ieșire poate lua forma unei hărți de adâncime, a unui nor de puncte sau a unei reprezentări 3D a scenei. Datele de adâncime pot fi utilizate de aplicații și sisteme pentru a permite diverse funcționalități precum urmărirea obiectelor, realitatea augmentată sau navigarea robotică.

Este important de menționat că implementarea și componentele specifice ale camerelor TOF pot varia în funcție de diferiți producători și modele. Progresele în tehnologie pot introduce caracteristici și îmbunătățiri suplimentare pentru a îmbunătăți performanța și capacitățile sistemelor de camere TOF.

三、 Aplicații

Aplicații auto

Camere în timp de zborsunt utilizate în funcții de asistență și de siguranță pentru aplicații auto avansate, cum ar fi siguranța pietonală activă, detectarea pretrash și aplicații interioare, cum ar fi detectarea în afara poziției (OOP).

Aplicarea camerelor TOF

Interfețe și jocuri de mașini umane

As Camere în timp de zborOferiți imagini la distanță în timp real, este ușor să urmăriți mișcările oamenilor. Aceasta permite noi interacțiuni cu dispozitivele de consum, cum ar fi televizoarele. Un alt subiect este de a utiliza acest tip de camere pentru a interacționa cu jocurile pe console de jocuri video. Senzorul Kinect de a doua generație inclus inițial cu consola Xbox One a folosit o cameră în timp de zbor pentru imagistica sa, permițând interfețele naturale ale utilizatorului și jocurile Aplicații care folosesc viziunea computerului și tehnicile de recunoaștere a gesturilor.

Creative și Intel oferă, de asemenea, un tip similar de cameră interactivă în timp de zbor pentru jocuri, Senz3D bazat pe camera DeepSense 325 a Softkinetic. Tehnologiile Infineon și PMD permit camere minuscule integrate de adâncime 3D pentru controlul gesturilor de rază apropiată a dispozitivelor de consum, cum ar fi PC-uri și laptopuri All-in-One (camere Picco Flexx și Picco Monstar).

Aplicarea camerelor TOF în jocuri

Camere pentru smartphone

Mai multe smartphone-uri includ camere de zbor. Acestea sunt utilizate în principal pentru a îmbunătăți calitatea fotografiilor, oferind software -ului camerei cu informații despre prim -plan și fundal. Primul telefon mobil care a folosit o astfel de tehnologie a fost LG G3, lansat la începutul anului 2014.

Aplicarea camerelor TOF în telefoane mobile

Măsurare și viziune a mașinii

Alte aplicații sunt sarcini de măsurare, de exemplu, pentru înălțimea de umplere a silozurilor. În viziunea industrială a mașinii, camera de zbor ajută la clasificarea și localizarea obiectelor pentru utilizare de către roboți, cum ar fi elementele care trec pe un transportor. Controalele ușilor pot distinge ușor între animale și oameni care ajung la ușă.

Robotică

O altă utilizare a acestor camere este domeniul roboticii: roboții mobile pot construi foarte repede o hartă a împrejurimilor lor, permițându -le să evite obstacolele sau să urmeze o persoană de frunte. Deoarece calculul distanței este simplu, se folosește doar o mică putere de calcul. Deoarece aceste camere pot fi utilizate și pentru a măsura distanța, echipele pentru prima competiție de robotică au fost cunoscute pentru a utiliza dispozitivele pentru rutine autonome.

Topografia Pământului

Camerele TOFau fost utilizate pentru a obține modele digitale de altitudine ale topografiei de suprafață a Pământului, pentru studii în geomorfologie.

Aplicarea camerelor TOF în geomorfologie