1. Шта је сензор времена лета (ТоФ)?

Шта је камера за време лета? Да ли је то камера која снима лет авиона? Има ли то везе са авионима или авионима? Па, заправо је далеко!

ТоФ је мера времена које је потребно објекту, честици или таласу да пређе растојање. Да ли сте знали да сонарни систем слепог миша функционише? Систем времена лета је сличан!

Постоји много врста сензора времена лета, али већина су камере за време лета и ласерски скенери, који користе технологију звану лидар (детекција светлости и домета) за мерење дубине различитих тачака на слици тако што је осветљавају. са инфрацрвеним светлом.

Подаци генерисани и ухваћени помоћу ТоФ сензора су веома корисни јер могу да обезбеде детекцију пешака, аутентификацију корисника на основу карактеристика лица, мапирање окружења помоћу алгоритама СЛАМ (симултана локализација и мапирање) и још много тога.

Овај систем се заправо широко користи у роботима, аутомобилима који се сами возе, па чак и сада на вашем мобилном уређају. На пример, ако користите Хуавеи П30 Про, Оппо РКС17 Про, ЛГ Г8 ТхинК, итд., ваш телефон има ТоФ камеру!

ТоФ камера

2. Како функционише сензор времена лета?

Сада бисмо желели да укратко представимо шта је сензор времена лета и како функционише.

ТоФсензори користе сићушне ласере да емитују инфрацрвено светло, где се добијена светлост одбија од било ког објекта и враћа се сензору. На основу временске разлике између емисије светлости и повратка на сензор након одбијања од објекта, сензор може да мери растојање између објекта и сензора.

Данас ћемо истражити 2 начина како ТоФ користи време путовања за одређивање удаљености и дубине: коришћењем временских импулса и коришћењем фазног померања амплитудно модулисаних таласа.

Користите темпиране импулсе

На пример, ради тако што осветљава мету ласером, затим мери рефлектовану светлост скенером, а затим користи брзину светлости за екстраполацију удаљености објекта како би се прецизно израчунала пређена удаљеност. Поред тога, разлика у времену повратка ласера ​​и таласној дужини се затим користи да се направи тачна дигитална 3Д репрезентација и површинске карактеристике мете, и визуелно се мапирају њене појединачне карактеристике.

Као што видите горе, ласерско светло се испаљује, а затим се одбија од објекта назад до сензора. Са временом повратка ласера, ТоФ камере су у стању да измере прецизна растојања у кратком временском периоду с обзиром на брзину путовања светлости. (ТоФ се претвара у удаљеност) Ово је формула коју аналитичар користи да би дошао до тачне удаљености од објекта:

(брзина светлости к време лета) / 2

ТоФ се претвара у удаљеност

Као што видите, тајмер ће се покренути док је светло искључено, а када пријемник прими повратно светло, тајмер ће вратити време. Када се два пута одузме, добија се „време лета“ светлости, а брзина светлости је константна, тако да се растојање може лако израчунати користећи горњу формулу. На овај начин се могу одредити све тачке на површини објекта.

Користите фазни помак АМ таласа

Следеће, тхеТоФтакође може да користи континуиране таласе да открије фазни помак рефлектоване светлости да одреди дубину и растојање.

Померање фазе помоћу АМ таласа

Модулацијом амплитуде, он ствара синусоидални извор светлости са познатом фреквенцијом, омогућавајући детектору да одреди фазни помак рефлектоване светлости користећи следећу формулу:

где је ц брзина светлости (ц = 3 × 10^8 м/с), λ је таласна дужина (λ = 15 м), а ф је фреквенција, свака тачка на сензору се може лако израчунати у дубини.

Све ове ствари се дешавају веома брзо док радимо брзином светлости. Можете ли да замислите прецизност и брзину којом сензори могу да мере? Дозволите ми да дам пример, светлост путује брзином од 300.000 километара у секунди, ако је објекат удаљен 5м од вас, временска разлика између светлости која напушта камеру и враћа се је око 33 наносекунде, што је еквивалентно само 0,000000033 секунди! Вау! Да не спомињемо, снимљени подаци ће вам дати тачан 3Д дигитални приказ за сваки пиксел на слици.

Без обзира на принцип који се користи, обезбеђивање извора светлости који осветљава целу сцену омогућава сензору да одреди дубину свих тачака. Такав резултат вам даје мапу удаљености где сваки пиксел кодира растојање до одговарајуће тачке у сцени. Следи пример графика ТоФ опсега:

Пример графика ТоФ опсега

Сада када знамо да ТоФ функционише, зашто је добар? Зашто га користити? за шта су они добри? Не брините, постоји много предности коришћења ТоФ сензора, али наравно постоје нека ограничења.

3. Предности коришћења сензора времена лета

Прецизно и брзо мерење

У поређењу са другим сензорима удаљености као што су ултразвук или ласери, сензори времена лета су у стању да саставе 3Д слику сцене веома брзо. На пример, ТоФ камера то може да уради само једном. И не само то, ТоФ сензор је у стању да прецизно детектује објекте за кратко време и на њега не утичу влажност, ваздушни притисак и температура, што га чини погодним за унутрашњу и спољашњу употребу.

велике удаљености

Пошто ТоФ сензори користе ласере, они су такође способни да мере велике удаљености и опсеге са високом прецизношћу. ТоФ сензори су флексибилни јер су у стању да детектују блиске и удаљене објекте свих облика и величина.

Такође је флексибилан у смислу да сте у могућности да прилагодите оптику система за оптималне перформансе, где можете одабрати типове предајника и пријемника и сочива да бисте добили жељено видно поље.

Сигурност

Забринут да је ласер изТоФсензор ће вам повредити очи? не брини! Многи ТоФ сензори сада користе инфрацрвени ласер мале снаге као извор светлости и покрећу га модулисаним импулсима. Сензор испуњава стандарде за ласерску безбедност класе 1 како би се осигурало да је безбедан за људско око.

исплатив

У поређењу са другим технологијама скенирања 3Д опсега дубине, као што су системи камера са структурираним светлом или ласерски даљиномери, ТоФ сензори су много јефтинији у поређењу са њима.

Упркос свим овим ограничењима, ТоФ је и даље веома поуздан и веома брз метод за снимање 3Д информација.

4. Ограничења ТоФ-а

Иако ТоФ има много предности, има и ограничења. Нека од ограничења ТоФ-а укључују:

• Распршена светлост

Ако су веома светле површине веома близу вашег ТоФ сензора, оне могу распршити превише светлости у ваш пријемник и створити артефакте и нежељене рефлексије, пошто ваш ТоФ сензор треба да рефлектује светлост тек када је мерење спремно.

• Вишеструке рефлексије

Када користите ТоФ сензоре на угловима и конкавним облицима, они могу изазвати нежељене рефлексије, јер светлост може да се одбија више пута, изобличујући мерење.

• Амбијентално светло

Коришћење ТоФ камере на отвореном на јаком сунцу може отежати употребу на отвореном. Ово је због високог интензитета сунчеве светлости која доводи до брзог засићења пиксела сензора, што онемогућава откривање стварне светлости која се рефлектује од објекта.

• Закључак

ТоФ сензори иТоФ сочиваможе се користити у различитим апликацијама. Од 3Д мапирања, индустријске аутоматизације, детекције препрека, самовозећих аутомобила, пољопривреде, роботике, унутрашње навигације, препознавања покрета, скенирања објеката, мерења, надзора до проширене стварности! Примене ТоФ технологије су бескрајне.

Можете нас контактирати за све потребе ТоФ сочива.

Цхуанг Ан Оптоелецтроницс се фокусира на оптичка сочива високе дефиниције како би створила савршен визуелни бренд

Цхуанг Ан Оптоелецтроницс сада производи разнеТОФ сочивакао што су:

ЦХ3651А ф3.6мм Ф1.2 1/2″ ИР850нм

ЦХ3651Б ф3.6мм Ф1.2 1/2″ ИР940нм

ЦХ3652А ф3.3мм Ф1.1 1/3″ ИР850нм

ЦХ3652Б ф3.3мм Ф1.1 1/3″ ИР940нм

ЦХ3653А ф3.9мм Ф1.1 1/3″ ИР850нм

ЦХ3653Б ф3.9мм Ф1.1 1/3″ ИР940нм

ЦХ3654А ф5.0мм Ф1.1 1/3″ ИР850нм

ЦХ3654Б ф5.0мм Ф1.1 1/3″ ИР940нм