1. Çfarë është një sensor i kohës së fluturimit (TOF)?

Çfarë është një aparat fotografik i kohës së fluturimit? A është kamera që kap fluturimin e aeroplanit? A ka të bëjë diçka me aeroplanët ose aeroplanët? Epo, është në të vërtetë një rrugë e gjatë!

TOF është një masë e kohës që duhet për një objekt, grimcë ose valë për të udhëtuar në një distancë. A e dini se funksionon një sistem i batut? Sistemi i kohës së fluturimit është i ngjashëm!

Ekzistojnë shumë lloje të sensorëve të kohës së fluturimit, por shumica janë kamera kohe të fluturimit dhe skanerë lazer, të cilat përdorin një teknologji të quajtur Lidar (zbulimi i dritës dhe duke filluar) për të matur thellësinë e pikave të ndryshme në një imazh duke e shkëlqyer me dritë infra të kuqe.

Të dhënat e krijuara dhe të kapura duke përdorur sensorë TOF janë shumë të dobishme pasi mund të sigurojnë zbulimin e këmbësorëve, vërtetimin e përdoruesit bazuar në veçoritë e fytyrës, hartografimin e mjedisit duke përdorur algoritme të SLAM (lokalizim dhe hartografim të njëkohshëm), dhe më shumë.

Ky sistem në të vërtetë përdoret gjerësisht në robotë, vetura që drejtojnë veturat, dhe madje edhe tani pajisja juaj celular. Për shembull, nëse jeni duke përdorur Huawei P30 Pro, Oppo RX17 Pro, LG G8 ThinQ, etj., Telefoni juaj ka një kamerë TOF!

Një kamerë TOF

2. Si funksionon sensori i kohës së fluturimit?

Tani, ne do të donim të jepnim një prezantim të shkurtër të asaj që është një sensor i kohës së fluturimit dhe si funksionon.

ToferSensorët përdorin lazer të vegjël për të lëshuar dritë infra të kuqe, ku drita që rezulton largohet nga çdo objekt dhe kthehet në sensor. Bazuar në ndryshimin kohor midis emetimit të dritës dhe kthimit në sensor pasi të reflektohet nga objekti, sensori mund të matë distancën midis objektit dhe sensorit.

Sot, ne do të eksplorojmë 2 mënyra se si TOF përdor kohën e udhëtimit për të përcaktuar distancën dhe thellësinë: përdorimin e pulseve të kohës, dhe përdorimin e zhvendosjes fazore të valëve të moduluara të amplituda.

Përdorni pulset me kohë

Për shembull, funksionon duke ndriçuar një objektiv me një lazer, pastaj duke matur dritën e reflektuar me një skaner, dhe më pas duke përdorur shpejtësinë e dritës për të ekstrapoluar distancën e objektit për të llogaritur saktësisht distancën e udhëtuar. Për më tepër, ndryshimi në kohën e kthimit të lazerit dhe gjatësinë e valës përdoret më pas për të bërë një përfaqësim të saktë dixhital 3D dhe tipare sipërfaqësore të objektivit, dhe vizualisht të hartojë veçoritë e tij individuale.

Siç mund ta shihni më lart, drita lazer është pushuar nga puna dhe pastaj kërcej objektin përsëri në sensor. Me kohën e kthimit të lazerit, kamerat TOF janë në gjendje të matin distanca të sakta në një periudhë të shkurtër kohe duke pasur parasysh shpejtësinë e udhëtimit të lehtë. (TOF konvertohet në distancë) Kjo është formula që një analist përdor për të arritur në distancën e saktë të një objekti:

(Shpejtësia e dritës X Koha e fluturimit) / 2

TOF konvertohet në distancë

Siç mund ta shihni, kohëmatësi do të fillojë ndërsa drita është e fikur, dhe kur marrësi merr dritën e kthimit, kohëmatësi do të kthejë kohën. Kur zbrisni dy herë, merret "koha e fluturimit" të dritës, dhe shpejtësia e dritës është konstante, kështu që distanca mund të llogaritet lehtësisht duke përdorur formulën e mësipërme. Në këtë mënyrë, të gjitha pikat në sipërfaqen e objektit mund të përcaktohen.

Përdorni ndërrimin fazor të valës AM

Tjetra,ToferMund të përdorë gjithashtu valë të vazhdueshme për të zbuluar zhvendosjen fazore të dritës së reflektuar për të përcaktuar thellësinë dhe distancën.

Ndryshimi i fazës duke përdorur valën AM

Duke moduluar amplituda, ajo krijon një burim drite sinusoidale me një frekuencë të njohur, duke lejuar detektorin të përcaktojë zhvendosjen fazore të dritës së reflektuar duke përdorur formulën e mëposhtme:

Kur C është shpejtësia e dritës (C = 3 × 10^8 m/s), λ është një gjatësi vale (λ = 15 m), dhe F është frekuenca, secila pikë në sensor mund të llogaritet lehtësisht në thellësi.

Të gjitha këto gjëra ndodhin shumë shpejt ndërsa punojmë me shpejtësinë e dritës. Mund ta imagjinoni saktësinë dhe shpejtësinë me të cilat sensorë janë në gjendje të matin? Më lejoni të jap një shembull, drita udhëton me një shpejtësi prej 300,000 kilometrash për sekondë, nëse një objekt është 5m larg nga ju, ndryshimi në kohë midis dritës që largohet nga kamera dhe kthimit është rreth 33 nanosekonda, që është vetëm e barabartë me 0.000000033 sekonda! Ua! Për të mos përmendur, të dhënat e kapura do t'ju japin një përfaqësim të saktë dixhital 3D për çdo piksel në imazh.

Pavarësisht nga parimi i përdorur, duke siguruar një burim drite që ndriçon të gjithë skenën lejon sensorin të përcaktojë thellësinë e të gjitha pikave. Një rezultat i tillë ju jep një hartë në distancë ku secili piksel kodon distancën në pikën përkatëse në skenë. Më poshtë është një shembull i një grafiku të diapazonit:

Një shembull i një grafiku të vargut TOF

Tani që e dimë se TOF funksionon, pse është e mirë? Pse ta përdorim? Për çfarë janë të mirë? Mos u shqetëso, ka shumë përparësi për të përdorur një sensor TOF, por sigurisht që ka disa kufizime.

3. Përfitimet e përdorimit të sensorëve të kohës së fluturimit

Matja e saktë dhe e shpejtë

Në krahasim me sensorët e tjerë të distancës si ultratinguj ose lazer, sensorët e kohës së fluturimit janë në gjendje të kompozojnë një imazh 3D të një skene shumë shpejt. Për shembull, një aparat fotografik TOF mund ta bëjë këtë vetëm një herë. Jo vetëm kaq, sensori TOF është në gjendje të zbulojë objektet me saktësi në një kohë të shkurtër dhe nuk ndikohet nga lagështia, presioni i ajrit dhe temperatura, duke e bërë atë të përshtatshme për përdorim të brendshëm dhe të jashtëm.

distancë e gjatë

Meqenëse sensorët e TOF përdorin lazer, ata janë gjithashtu të aftë të matin distanca të gjata dhe shkon me saktësi të lartë. Sensorët TOF janë fleksibël sepse ata janë në gjendje të zbulojnë objekte afër dhe të largëta të të gjitha formave dhe madhësive.

Alsoshtë gjithashtu fleksibël në kuptimin që ju jeni në gjendje të rregulloni optikën e sistemit për performancën optimale, ku mund të zgjidhni llojet dhe lentet e transmetuesit dhe marrësit për të marrë fushën e dëshiruar të shikimit.

Siguri

I shqetësuar se lazeri ngaToferSensori do të të dëmtojë sytë? Mos u shqetëso! Shumë sensorë TOF tani përdorin një lazer infra të kuqe me fuqi të ulët si burim i dritës dhe e drejtojnë atë me pulsione të moduluara. Sensori plotëson standardet e sigurisë së lazerit të klasës 1 për të siguruar që është i sigurt për syrin e njeriut.

me kosto efektive

Në krahasim me teknologjitë e tjera të skanimit të intervalit të thellësisë 3D, siç janë sistemet e strukturuara të kamerave të lehta ose ranget e lazerit, sensorët TOF janë shumë më të lirë në krahasim me to.

Përkundër të gjitha këtyre kufizimeve, TOF është akoma shumë e besueshme dhe një metodë shumë e shpejtë për kapjen e informacionit 3D.

4. Kufizimet e TOF

Edhe pse TOF ka shumë përfitime, ajo gjithashtu ka kufizime. Disa nga kufizimet e TOF përfshijnë:

• Dritë e shpërndarë

Nëse sipërfaqet shumë të ndritshme janë shumë afër sensorit tuaj TOF, ato mund të shpërndajnë shumë dritë në marrësin tuaj dhe të krijojnë objekte dhe reflektime të padëshiruara, pasi sensori juaj TOF duhet vetëm të pasqyrojë dritën pasi matja të jetë gati.

• Reflektime të shumta

Kur përdorni sensorë TOF në qoshe dhe forma konkave, ato mund të shkaktojnë reflektime të padëshiruara, pasi drita mund të kërcejë shumë herë, duke shtrembëruar matjen.

• Dritë ambienti

Përdorimi i kamerës TOF jashtë në rrezet e diellit të ndritshme mund ta bëjë të vështirë përdorimin në natyrë. Kjo është për shkak të intensitetit të lartë të dritës së diellit duke bërë që pikselët e sensorit të ngopen shpejt, duke e bërë të pamundur zbulimin e dritës aktuale të reflektuar nga objekti.

• Përfundimi

Sensorë tof dheTofMund të përdoret në një larmi aplikimesh. Nga hartografia 3D, automatizimi industrial, zbulimi i pengesave, veturat e vetë-drejtimit, bujqësia, robotika, navigimi i brendshëm, njohja e gjesteve, skanimi i objekteve, matjet, mbikëqyrja ndaj realitetit të shtuar! Aplikimet e teknologjisë TOF janë të pafundme.

Ju mund të na kontaktoni për çdo nevojë të lenteve TOF.

Chuang një optoelektronikë përqendrohet në lentet optike me definicion të lartë për të krijuar një markë të përsosur vizuale

Chuang një optoelektronikë tani ka prodhuar një larmi tëLente tofsiç është:

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