1. Что такое датчик времени полета (TOF)?

Что такое камера времени полета? Это камера, которая захватывает бегство самолета? Это как -то связано с самолетами или самолетами? Ну, это на самом деле далеко!

TOF - это мера времени, которое требуется для объекта, частицы или волны для прохождения расстояния. Знаете ли вы, что работает сонарская система летучей мыши? Система времени полета похожа!

Есть много видов датчиков времени полета, но большинство из них представляют собой камеры во времени и лазерные сканеры, в которых используется технология, называемая лидар (обнаружение света и дальности) для измерения глубины различных точек на изображении, сияя его с инфракрасным светом.

Данные, сгенерированные и полученные с использованием датчиков TOF, очень полезны, поскольку они могут обеспечить обнаружение пешеходов, аутентификацию пользователя на основе функций лица, отображение среды с использованием алгоритмов Slam (одновременная локализация и картирование) и многое другое.

Эта система на самом деле широко используется в роботах, автомобилях с самостоятельным вождением и даже сейчас на вашем мобильном устройстве. Например, если вы используете Huawei P30 Pro, Oppo RX17 Pro, LG G8 ThinQ и т. Д., У вашего телефона есть камера TOF!

Камера TOF

2. Как работает датчик времени полета?

Теперь мы хотели бы дать краткое представление о том, что такое датчик времени пролета и как он работает.

ТофДатчики используют крошечные лазеры для излучения инфракрасного света, где полученный свет отскакивает от любого объекта и возвращается к датчику. Основываясь на разнице во времени между излучением света и возвратом к датчику после того, как он отражается объектом, датчик может измерить расстояние между объектом и датчиком.

Сегодня мы рассмотрим 2 способа, как TOF использует время в пути для определения расстояния и глубины: использование импульсов ГРМ и использование фазового смещения амплитудных модулированных волн.

Используйте временные импульсы

Например, он работает путем освещения цели с помощью лазера, затем измеряя отраженный свет с помощью сканера, а затем используя скорость света для экстраполяции расстояния объекта, чтобы точно рассчитать пройденное расстояние. Кроме того, разница в времени возврата лазера и длина волны затем используется для создания точного цифрового 3D -представления и поверхностных функций цели и визуально наметить его отдельные функции.

Как вы можете видеть выше, лазерный свет выпускается, а затем отскакивает от объекта обратно к датчику. С временем возврата лазера камеры TOF способны измерять точные расстояния за короткий период времени, учитывая скорость движения света. (TOF преобразуется на расстояние). Это формула, которую аналитик использует для достижения точного расстояния объекта:

(скорость света x Время полета) / 2

TOF превращается в расстояние

Как вы можете видеть, таймер начнется, когда свет выключен, и когда получатель получит возвратный свет, таймер вернет время. Когда дважды вычитается, получает «время полета» света, и скорость света постоянна, поэтому расстояние можно легко рассчитать с помощью приведенной выше формулы. Таким образом, все точки на поверхности объекта могут быть определены.

Используйте фазовый сдвиг волны AM

ДалееТофможет также использовать непрерывные волны для обнаружения фазового сдвига отраженного света для определения глубины и расстояния.

Фазовый сдвиг с использованием Am Wave

Модулируя амплитуду, он создает синусоидальный источник света с известной частотой, позволяя детектору определять фазовый сдвиг отраженного света, используя следующую формулу:

Если C - скорость света (C = 3 × 10^8 м/с), λ - длина волны (λ = 15 м), а F - частота, каждая точка на датчике может быть легко рассчитана глубиной.

Все эти вещи происходят очень быстро, когда мы работаем со скоростью света. Можете ли вы представить себе точность и скорость, с которой датчики способны измерить? Позвольте мне привести пример, Light путешествует со скоростью 300 000 километров в секунду, если объект находится в 5 метрах от вас, разница во времени между светом, покидающим камеру и возвращением, составляет около 33 наносекунд, что эквивалентно 0,000000033 секунды! Ух ты! Не говоря уже о том, что захваченные данные дадут вам точное 3D цифровое представление для каждого пикселя на изображении.

Независимо от используемого принципа, предоставление источника света, которое освещает всю сцену, позволяет датчику определять глубину всех точек. Такой результат дает вам карту расстояния, где каждый пиксель кодирует расстояние до соответствующей точки в сцене. Ниже приведен пример графика диапазона TOF:

Пример графика диапазона TOF

Теперь, когда мы знаем, что TOF работает, почему это хорошо? Зачем его использовать? Для чего они хороши? Не волнуйтесь, есть много преимуществ для использования датчика TOF, но, конечно, есть некоторые ограничения.

3. Преимущества использования датчиков времени полета

Точное и быстрое измерение

По сравнению с другими датчиками расстояния, такими как ультразвук или лазеры, датчики времени полета способны очень быстро составлять трехмерное изображение сцены. Например, камера TOF может сделать это только один раз. Мало того, датчик TOF способен точно обнаруживать объекты за короткое время и не зависит от влажности, давления воздуха и температуры, что делает его подходящим как для внутреннего, так и для наружного использования.

долгое расстояние

Поскольку датчики TOF используют лазеры, они также способны измерять большие расстояния и диапазоны с высокой точностью. Датчики TOF являются гибкими, потому что они способны обнаружить близкие и дальние объекты всех форм и размеров.

Это также гибко в том смысле, что вы можете настроить оптику системы для оптимальной производительности, где вы можете выбрать типы передатчика и приемников и линзы, чтобы получить желаемое поле зрения.

Безопасность

Обеспокоен тем, что лазер изТофДатчик повредит твоим глазам? Не волнуйтесь! Многие датчики TOF теперь используют инфракрасный лазер с низким энергопотреблением в качестве источника света и приводят его с помощью модулированных импульсов. Датчик соответствует стандартам безопасности класса 1, чтобы гарантировать, что он безопасен для человеческого глаза.

экономически эффективно

По сравнению с другими технологиями сканирования диапазона 3D, таких как структурированные системы световой камеры или лазерные дальности, датчики TOF намного дешевле по сравнению с ними.

Несмотря на все эти ограничения, TOF по -прежнему очень надежен и очень быстрый метод захвата 3D информации.

4. Ограничения TOF

Хотя TOF имеет много преимуществ, у него также есть ограничения. Некоторые ограничения TOF включают:

• Рассеянный свет

Если очень яркие поверхности очень близки к вашему датчику TOF, они могут разбросить слишком много света в ваш приемник и создавать артефакты и нежелательные отражения, поскольку ваш датчик TOF должен отражать свет только после того, как измерение будет готово.

• Многочисленные размышления

При использовании датчиков TOF на углах и вогнутых формах они могут вызывать нежелательные отражения, так как свет может отскочить несколько раз, искажая измерение.

• Окружающий свет

Использование камеры TOF на открытом воздухе в ярком солнечном свете может затруднить использование на открытом воздухе. Это связано с высокой интенсивностью солнечного света, в результате чего датчики пиксели быстро насыщаются, что делает невозможным обнаружение фактического света, отражаемого от объекта.

• Заключение

Датчики TOF иTof Lensможет использоваться в различных приложениях. От 3D-картирования, промышленной автоматизации, обнаружения препятствий, автомобилей самостоятельного вождения, сельского хозяйства, робототехники, навигации в помещении, распознавания жестов, сканирования объектов, измерений, наблюдения за дополненной реальностью! Применения технологии TOF бесконечны.

Вы можете связаться с нами для любых потребностей линз Tof.

Chuang Aptoelectronics фокусируется на оптических линзах высокой четкости для создания идеального визуального бренда

Chuang aptoelectronics в настоящее время произвела множествоТоф -линзытакой как:

CH3651A F3,6 мм F1.2 1/2 ″ IR850NM

CH3651B F3,6 мм F1.2 1/2 ″ IR940NM

CH3652A F3,3 мм F1.1 1/3 ″ IR850NM

CH3652B F3,3 мм F1.1 1/3 ″ IR940NM

CH3653A F3,9 мм F1.1 1/3 ″ IR850NM

CH3653B F3,9 мм F1.1 1/3 ″ IR940NM

CH3654A F5,0 мм F1.1 1/3 ″ IR850NM

CH3654B F5,0 мм F1.1 1/3 ″ IR940NM