一、 Cila është koha e kamerave të fluturimit?

Kamerat e kohës së fluturimit (TOF) janë një lloj teknologjie që ndjehet në thellësi që mat distancën midis kamerës dhe objekteve në skenë duke përdorur kohën që duhet për dritën për të udhëtuar në objektet dhe përsëri në kamera. Ato zakonisht përdoren në aplikacione të ndryshme si realiteti i shtuar, robotika, skanimi 3D, njohja e gjesteve dhe më shumë.

Kamera tofPunoni duke lëshuar një sinjal të lehtë, zakonisht dritën infra të kuqe dhe duke matur kohën që duhet që sinjali të kërcejë përsëri pasi të godasë objektet në skenë. Kjo matje kohe përdoret më pas për të llogaritur distancën në objekte, duke krijuar një hartë të thellësisë ose një përfaqësim 3D të skenës.

Koha e kamerave të fluturimit

Në krahasim me teknologjitë e tjera të sensibilizimit të thellësisë si drita e strukturuar ose vizioni stereo, kamerat TOF ofrojnë disa avantazhe. Ato ofrojnë informacione për thellësinë në kohë reale, kanë një dizajn relativisht të thjeshtë dhe mund të funksionojnë në kushte të ndryshme ndriçimi. Kamerat TOF janë gjithashtu kompakte dhe mund të integrohen në pajisje më të vogla si smartphone, tableta dhe pajisje të veshshme.

Aplikimet e kamerave TOF janë të larmishme. Në realitetin e shtuar, kamerat TOF mund të zbulojnë me saktësi thellësinë e objekteve dhe të përmirësojnë realizmin e objekteve virtuale të vendosura në botën reale. Në robotikë, ata u mundësojnë robotëve të perceptojnë rrethinat e tyre dhe të lundrojnë pengesat në mënyrë më efektive. Në skanimin 3D, kamerat TOF mund të kapin shpejt gjeometrinë e objekteve ose mjediseve për qëllime të ndryshme si realiteti virtual, lojrat ose shtypja 3D. Ato përdoren gjithashtu në aplikimet biometrike, të tilla si njohja e fytyrës ose njohja e gjesteve të duarve.

二、Përbërësit e kohës së kamerave të fluturimit

Kamerat e kohës së fluturimit (TOF)përbëhen nga disa komponentë kryesorë që punojnë së bashku për të mundësuar ndjeshmërinë e thellësisë dhe matjen e distancës. Komponentët specifikë mund të ndryshojnë në varësi të projektimit dhe prodhuesit, por këtu janë elementët themelorë që gjenden zakonisht në sistemet e kamerave TOF:

Burimi i dritës:

Kamerat TOF përdorin një burim drite për të lëshuar një sinjal të lehtë, zakonisht në formën e dritës infra të kuqe (IR). Burimi i dritës mund të jetë një LED (diodë që lëshon dritë) ose një diodë lazer, në varësi të modelit të kamerës. Drita e emetuar udhëton drejt objekteve në skenë.

Optika:

Një lente mbledh dritën e reflektuar dhe imazhet e mjedisit mbi sensorin e figurës (grupi i aeroplanit fokal). Një filtër optik i shiritit të bandës kalon vetëm dritën me të njëjtën gjatësi vale si njësia e ndriçimit. Kjo ndihmon në shtypjen e dritës jo të përhershme dhe zvogëlimin e zhurmës.

Sensori i figurës:

Kjo është zemra e kamerës TOF. Secili piksel mat kohën kur ka marrë drita për të udhëtuar nga njësia e ndriçimit (lazer ose udhëhequr) në objekt dhe kthehet në grupin e aeroplanit fokal.

Qarku i kohës:

Për të matur me saktësi kohën e fluturimit, kamera ka nevojë për qark të saktë të kohës. Ky qark kontrollon emetimin e sinjalit të dritës dhe zbulon kohën që duhet që drita të udhëtojë në objekte dhe të kthehet në kamera. Sinkronizon proceset e emetimit dhe zbulimit për të siguruar matje të sakta në distancë.

Modulimi:

DisaKamera tofPërfshini teknikat e modulimit për të përmirësuar saktësinë dhe qëndrueshmërinë e matjeve në distancë. Këto kamera modulojnë sinjalin e dritës së emetuar me një model ose frekuencë specifike. Modulimi ndihmon në dallimin e dritës së emetuar nga burimet e tjera të dritës së ambientit dhe rrit aftësinë e kamerës për të bërë dallimin midis objekteve të ndryshme në skenë.

Algoritmi i llogaritjes së thellësisë:

Për të kthyer matjet e kohës së fluturimit në informacione të thella, kamerat TOF përdorin algoritme të sofistikuara. Këto algoritme analizojnë të dhënat e kohës të marra nga fotodetektori dhe llogaritni distancën midis kamerës dhe objekteve në skenë. Algoritmet e llogaritjes së thellësisë shpesh përfshijnë kompensimin e faktorëve si shpejtësia e përhapjes së dritës, koha e përgjigjes së sensorit dhe ndërhyrja e dritës së ambientit.

Prodhimi i të dhënave në thellësi:

Pasi të bëhet llogaritja e thellësisë, kamera TOF siguron daljen e të dhënave në thellësi. Kjo dalje mund të marrë formën e një harte të thellësisë, një re pikë, ose një përfaqësim 3D të skenës. Të dhënat e thellësisë mund të përdoren nga aplikacionet dhe sistemet për të mundësuar funksionalitete të ndryshme si ndjekja e objekteve, realiteti i shtuar ose navigimi robotik.

Shtë e rëndësishme të theksohet se zbatimi specifik dhe përbërësit e kamerave TOF mund të ndryshojnë në prodhues dhe modele të ndryshme. Përparimet në teknologji mund të prezantojnë veçori dhe përmirësime shtesë për të përmirësuar performancën dhe aftësitë e sistemeve të kamerave TOF.

三、 Aplikime

Aplikime automobilistike

Kamera kohe të fluturimitpërdoren në funksione të ndihmës dhe sigurisë për aplikime të përparuara automobilistike siç janë siguria aktive e këmbësorëve, zbulimi i precrash dhe aplikimet e brendshme si zbulimi jashtë pozicionit (OOP).

Aplikimi i kamerave TOF

Ndërfaqe dhe lojëra njerëzore të makinerive

As kamera kohe të fluturimitSiguroni imazhe në distancë në kohë reale, është e lehtë të gjurmoni lëvizjet e njerëzve. Kjo lejon ndërveprime të reja me pajisjet e konsumatorit siç janë televizorët. Një temë tjetër është të përdorni këtë lloj kamerash për të bashkëvepruar me lojëra në konzollat ​​e lojërave video. Sensori Kinect i gjeneratës së dytë të përfshirë fillimisht me tastierën Xbox One, përdori një aparat fotografik kohor për imazhin e saj, duke mundësuar ndërfaqet natyrore të përdoruesit dhe lojrat Aplikime duke përdorur vizionin e kompjuterit dhe teknikat e njohjes së gjesteve.

Creative dhe Intel gjithashtu ofrojnë një lloj të ngjashëm të kamerës së kohës së gjestit interaktiv për lojëra për lojëra, SENZ3D bazuar në kamerën e thellësisë 325 të Softkinetic. Teknologjitë Infineon dhe PMD mundësojnë kamera të vogla të integruara të thella 3D për kontrollin e gjesteve me rreze të ngushtë të pajisjeve të konsumatorit si PC-të dhe laptopët gjithëpërfshirës (kamerat Picco Flexx dhe Picco MonStar).

Aplikimi i kamerave TOF në lojëra

Kamera smartphone

Disa telefona inteligjentë përfshijnë kamerat e kohës së fluturimit. Këto përdoren kryesisht për të përmirësuar cilësinë e fotove duke siguruar programin e kamerës me informacione rreth planit të parë dhe sfondit. Telefoni i parë celular që punësoi një teknologji të tillë ishte LG G3, e lëshuar në fillim të vitit 2014.

Aplikimi i kamerave TOF në telefonat celularë

Matja dhe vizioni i makinës

Aplikime të tjera janë detyra matëse, p.sh. për lartësinë e mbushjes së silos. Në vizionin e makinerisë industriale, kamera e kohës së fluturimit ndihmon në klasifikimin dhe gjetjen e objekteve për përdorim nga robotët, siç janë artikujt që kalojnë në një transportues. Kontrollet e dyerve mund të bëjnë dallimin e lehtë midis kafshëve dhe njerëzve që arrijnë derën.

Robotikë

Një përdorim tjetër i këtyre kamerave është fusha e robotikës: robotët celularë mund të ndërtojnë një hartë të rrethinës së tyre shumë shpejt, duke i bërë të mundur që ata të shmangin pengesat ose të ndjekin një person kryesor. Meqenëse llogaritja e distancës është e thjeshtë, përdoret vetëm pak fuqi llogaritëse. Meqenëse këto kamera mund të përdoren gjithashtu për të matur distancën, ekipet për konkursin e parë të robotikës dihet se përdorin pajisjet për rutinat autonome.

Topografia e Tokës

Kamera tofjanë përdorur për të marrë modele dixhitale të ngritjes së topografisë sipërfaqësore të Tokës, për studime në gjeomorfologji.

Aplikimi i kamerave TOF në gjeomorfologji