1. Kaj je senzor časa (TOF) časa?

Kaj je fotoaparat od leta? Je kamera, ki zajame let letala? Ali ima kaj skupnega z letali ali letali? No, pravzaprav je daleč!

TOF je merilo časa, ki je potreben za predmet, delček ali val za prehod na daljavo. Ste vedeli, da sistem sonar netopirja deluje? Sistem časa za leto je podoben!

Obstaja veliko vrst senzorjev časa letenja, vendar je večina kamer in laserskih skenerjev, ki uporabljajo tehnologijo, imenovano Lidar (svetloba in razpon) za merjenje globine različnih točk v sliki, tako da jo sveti z infrardečo svetlobo.

Podatki, ustvarjeni in zajeti s pomočjo TOF senzorjev, so zelo koristni, saj lahko zagotavljajo zaznavanje pešcev, preverjanje pristnosti uporabnikov na podlagi obraza, preslikavo okolja z uporabo algoritmov SLAM (hkratno lokalizacijo in preslikavo) in še več.

Ta sistem se dejansko pogosto uporablja v robotih, samovozečih avtomobilih in tudi zdaj v vaši mobilni napravi. Na primer, če uporabljate Huawei P30 Pro, Oppo Rx17 Pro, LG G8 Thinq itd., Ima vaš telefon kamero TOF!

Tof kamera

2. Kako deluje senzor časa letenja?

Zdaj bi radi na kratko predstavili, kakšen je senzor časa in kako deluje.

TOFSenzorji uporabljajo drobne laserje za oddajanje infrardeče svetlobe, kjer nastala svetloba odskoči kateri koli predmet in se vrne v senzor. Na podlagi časovne razlike med oddajanjem svetlobe in vrnitvijo v senzor, ko ga objekt odseva, lahko senzor izmeri razdaljo med predmetom in senzorjem.

Danes bomo raziskali dva načina, kako TOF uporablja čas potovanja za določitev razdalje in globine: z uporabo časovnih impulzov in z uporabo faznega premikanja amplitudnih moduliranih valov.

Uporabite časovne impulze

Na primer, deluje tako, da osvetli cilj z laserjem, nato merjenje odsevne svetlobe s skenerjem in nato s hitrostjo svetlobe za ekstrapoliranje razdalje predmeta natančno izračuna prevoženo razdaljo. Poleg tega se razlika v laserskem času vračanja in valovni dolžini nato uporabi za natančno digitalno 3D reprezentacijo in površinske značilnosti cilja ter vizualno preslikati njegove posamezne značilnosti.

Kot lahko vidite zgoraj, se laserska svetloba izstreli in nato odbije objekt nazaj na senzor. Z laserskim časom vračanja lahko TOF kamere v kratkem času merijo natančne razdalje glede na hitrost lahkega potovanja. (TOF se pretvori v razdaljo) To je formula, ki jo analitik uporablja za doseganje natančne razdalje predmeta:

(hitrost svetlobe x čas letenja) / 2

TOF se pretvori v razdaljo

Kot lahko vidite, se bo časovnik zagnal, ko je luč ugasnjena, in ko sprejemnik prejme povratno luč, bo časovnik vrnil čas. Ko dvakrat odštejemo, dobimo "čas letenja" svetlobe in hitrost svetlobe je konstantna, zato je mogoče razdaljo enostavno izračunati po zgornji formuli. Na ta način je mogoče določiti vse točke na površini predmeta.

Uporabite fazni premik AM vala

Naprej,TOFlahko uporabite tudi neprekinjene valove za zaznavanje faznega premika odsevne svetlobe za določitev globine in razdalje.

Fazni premik z uporabo Am Wave

Z modulacijo amplitude ustvari sinusoidni vir svetlobe z znano frekvenco, kar omogoča detektorju, da določi fazni premik odsevne svetlobe z uporabo naslednje formule:

Kadar je C hitrost svetlobe (C = 3 × 10^8 m/s), je λ valovna dolžina (λ = 15 m), F pa frekvenca, vsaka točka na senzorju je mogoče enostavno izračunati v globini.

Vse te stvari se zgodijo zelo hitro, ko delamo s hitrostjo svetlobe. Si lahko predstavljate natančnost in hitrost, s katerimi senzorji so sposobni meriti? Naj navedem primer, da svetloba potuje s hitrostjo 300.000 kilometrov na sekundo, če je predmet 5 m stran od vas, je časovna razlika med svetlobo, ki zapušča kamero, in vrnitvijo približno 33 nanosekund, kar je enakovredno 0,000000033 sekund! Vau! Da ne omenjam, zajeti podatki vam bodo dali natančno 3D digitalno predstavitev za vsak pik na sliki.

Ne glede na uporabljeno načelo, zagotavljanje svetlobnega vira, ki osvetljuje celoten prizor, omogoča senzorju, da določi globino vseh točk. Takšen rezultat vam daje zemljevid razdalje, kjer vsak slikovni pik kodira razdaljo do ustrezne točke na sceni. Sledi primer grafa TOF Range:

Primer grafa TOF Range

Zdaj, ko vemo, da TOF deluje, zakaj je dobro? Zakaj ga uporabljati? Za kaj so dobri? Brez skrbi, veliko prednosti uporabe senzorja TOF, seveda pa obstajajo nekatere omejitve.

3. Prednosti uporabe senzorjev časa

Natančno in hitro merjenje

V primerjavi z drugimi senzorji na daljavo, kot so ultrazvok ali laserji, lahko senzorji časa letenja zelo hitro sestavijo 3D sliko prizora. Na primer, TOF kamera lahko to stori samo enkrat. Ne samo to, senzor TOF lahko v kratkem času natančno zazna predmete in nanjo ne vplivajo vlaga, zračni tlak in temperatura, zaradi česar je primeren tako za notranjo kot za zunanjo uporabo.

dolge razdalje

Ker TOF senzorji uporabljajo laserje, so sposobni tudi meriti dolge razdalje in območje z visoko natančnostjo. Senzorji TOF so prožni, ker lahko zaznajo blizu in daleč predmetov vseh oblik in velikosti.

Prav tako je prilagodljiv v smislu, da lahko optiko sistema prilagodite za optimalne zmogljivosti, kjer lahko izberete vrste in leče sprejemnika in leče, da dobite želeno vidno polje.

Varnost

Zaskrbljen, da je laser izTOFSenzor vam bo poškodoval oči? Ne skrbite! Številni TOF senzorji zdaj kot vir svetlobe uporabljajo infrardeči infrardeči laser z nizko močjo in ga vozijo z moduliranimi impulzi. Senzor ustreza laserskim varnostnim standardom razreda 1, da se zagotovi, da je varen za človeško oko.

stroškovno učinkovito

V primerjavi z drugimi tehnologijami skeniranja globine 3D globine, kot so strukturirani sistemi lahkih kamer ali laserski dargefinderji, so TOF senzorji veliko cenejši v primerjavi z njimi.

Kljub vsem tem omejitvam je TOF še vedno zelo zanesljiv in zelo hiter način zajemanja 3D informacij.

4. Omejitve TOF

Čeprav ima TOF številne prednosti, ima tudi omejitve. Nekatere omejitve TOF vključujejo:

• Raztresena svetloba

Če so zelo svetle površine zelo blizu vašega senzorja TOF, lahko v sprejemniku raztresejo preveč svetlobe in ustvarijo artefakte in neželene odseve, saj mora vaš senzor TOF odsevati svetlobo šele, ko je meritev pripravljena.

• Več odsevov

Pri uporabi TOF senzorjev na vogalih in konkavnih oblikah lahko povzročijo neželene odseve, saj lahko svetloba večkrat odbije in izkrivlja meritev.

• Ambientalna luč

Uporaba Tof kamere na prostem na svetli sončni svetlobi lahko oteži uporabo na prostem. To je posledica visoke intenzivnosti sončne svetlobe, zaradi česar se senzorski slikovni piki hitro nasičijo, zaradi česar ni mogoče zaznati dejanske svetlobe, ki se odraža iz predmeta.

• Zaključek

TOF senzorji inTof objektivse lahko uporablja v različnih aplikacijah. Od 3D preslikave, industrijske avtomatizacije, zaznavanja ovir, avtomobilov za samovoze, kmetijstva, robotike, navigacije v zaprtih prostorih, prepoznavanja gest, skeniranja predmetov, meritev, nadzora do razširjene resničnosti! Aplikacije tehnologije TOF so neskončne.

Lahko nas kontaktirate za vse potrebe leč TOF.

Chuang an optoelectronics se osredotoča na optične leče z visoko ločljivostjo, da ustvari popolno vizualno blagovno znamko

Chuang an optoelectronics je zdaj ustvaril različneLeče TOFkot:

CH3651A F3.6mm F1.2 1/2 ″ IR850NM

CH3651B F3.6mm F1.2 1/2 ″ IR940NM

CH3652A F3.3mm F1.1 1/3 ″ IR850NM

CH3652B F3.3mm F1.1 1/3 ″ IR940NM

CH3653A F3.9mm F1.1 1/3 ″ IR850NM

CH3653B F3.9mm F1.1 1/3 ″ IR940NM

CH3654A F5.0mm F1.1 1/3 ″ IR850NM

CH3654B F5.0mm F1.1 1/3 ″ IR940NM