一、 Vad är tid med flygkameror?

Time-of-flight (TOF) -kameror är en typ av djupavkännande teknik som mäter avståndet mellan kameran och föremål i scenen genom att använda den tid det tar för ljus att resa till föremålen och tillbaka till kameran. De används ofta i olika applikationer som augmented reality, robotik, 3D -skanning, gestigenkänning och mer.

TOF -kamerorArbeta genom att avge en ljussignal, vanligtvis infrarött ljus och mäta den tid det tar för signalen att studsa tillbaka efter att ha träffat föremål i scenen. Denna tidsmätning används sedan för att beräkna avståndet till objekten, skapa en djupkarta eller en 3D -representation av scenen.

Tiden för flygkameror

Jämfört med andra djupavkännande tekniker som strukturerat ljus eller stereo-vision erbjuder TOF-kameror flera fördelar. De tillhandahåller djupinformation i realtid, har en relativt enkel design och kan arbeta under olika ljusförhållanden. TOF -kameror är också kompakta och kan integreras i mindre enheter som smartphones, surfplattor och bärbara enheter.

Tillämpningarna av TOF -kameror är olika. I den förstärkta verkligheten kan TOF -kameror exakt upptäcka djupet för objekt och förbättra realismen hos virtuella föremål som placeras i den verkliga världen. I robotik gör de robotar att uppfatta sin omgivning och navigera hinder mer effektivt. I 3D -skanning kan TOF -kameror snabbt fånga geometri för objekt eller miljöer för olika ändamål som virtual reality, spel eller 3D -utskrift. De används också i biometriska tillämpningar, såsom ansiktsigenkänning eller handgestigenkänning.

二、Komponenter i flygkamerans tid

Time-of-flight (TOF) kamerorbestår av flera viktiga komponenter som arbetar tillsammans för att möjliggöra djupavkänning och avståndsmätning. De specifika komponenterna kan variera beroende på design och tillverkare, men här är de grundläggande elementen som vanligtvis finns i TOF -kamerasystem:

Lättkälla:

TOF -kameror använder en ljuskälla för att avge en ljussignal, vanligtvis i form av infraröd (IR) ljus. Ljuskällan kan vara en LED (ljusemitterande diod) eller en laserdiod, beroende på kamerans design. Det utsända ljuset reser mot föremålen i scenen.

Optik:

A -linsen samlar det reflekterade ljuset och bilder miljön på bildsensorn (fokalplan array). Ett optiskt bandpassfilter passerar bara ljuset med samma våglängd som belysningsenheten. Detta hjälper till att undertrycka icke-pertinent ljus och minska bruset.

Bildsensor:

Detta är hjärtat i TOF -kameran. Varje pixel mäter tiden som ljuset har tagit för att resa från belysningsenheten (laser eller LED) till objektet och tillbaka till fokalplanet.

Timingkretsar:

För att mäta tid-of-flight exakt behöver kameran exakta timingkretsar. Denna krets styr utsläppet av ljussignalen och upptäcker den tid det tar för ljuset att resa till föremålen och återgå till kameran. Den synkroniserar utsläpps- och detekteringsprocesserna för att säkerställa exakta avståndsmätningar.

Modulation:

NågraTOF -kamerorInkorporera moduleringstekniker för att förbättra noggrannheten och robustheten för avståndsmätningar. Dessa kameror modulerar den utsända ljussignalen med ett specifikt mönster eller frekvens. Moduleringen hjälper till att skilja det utsända ljuset från andra omgivande ljuskällor och förbättrar kamerans förmåga att skilja mellan olika objekt i scenen.

Djupberäkningsalgoritm:

För att konvertera tid-of-flight-mätningarna till djupinformation använder TOF-kameror sofistikerade algoritmer. Dessa algoritmer analyserar tidsdata som erhållits från fotodetektorn och beräknar avståndet mellan kameran och objekten i scenen. Djupberäkningsalgoritmerna involverar ofta kompensation för faktorer som lätt förökningshastighet, sensorns responstid och omgivande ljusstörning.

Djupdatautgång:

När djupberäkningen utförs ger TOF -kameran djupdatautgång. Denna utgång kan ta formen av en djupkarta, ett punktmoln eller en 3D -representation av scenen. Djupdata kan användas av applikationer och system för att möjliggöra olika funktioner som objektspårning, förstärkt verklighet eller robotnavigering.

Det är viktigt att notera att den specifika implementeringen och komponenterna i TOF -kameror kan variera mellan olika tillverkare och modeller. Framsteg inom teknik kan införa ytterligare funktioner och förbättringar för att förbättra prestandan och kapaciteten hos TOF -kamerasystemen.

三、 Applikationer

Bilapplikationer

Tid-of-flight-kameroranvänds i hjälp och säkerhetsfunktioner för avancerade fordonsapplikationer såsom aktiv fotgängarsäkerhet, precrash-upptäckt och inomhusapplikationer som OP-plats (OOP).

Tillämpningen av TOF -kameror

Mänskliga-maskingränssnitt och spel

As tid-of-flight-kamerorGe distansbilder i realtid, det är lätt att spåra rörelser av människor. Detta möjliggör nya interaktioner med konsumentenheter som tv -apparater. Ett annat ämne är att använda denna typ av kameror för att interagera med spel på videospelkonsoler. Den andra generationens Kinect-sensor som ursprungligen ingår i Xbox One-konsolen använde en tid-av-flygkamera för sin avbildning av räckvidd, vilket möjliggör naturliga användargränssnitt och spel applikationer som använder datorsyn och gestigenkänningstekniker.

Creative och Intel tillhandahåller också en liknande typ av interaktiv gesttid-of-flight-kamera för spel, Senz3d baserat på djupsense 325-kameran av softkinetic. Infineon och PMD-teknologier möjliggör små integrerade 3D-djupkameror för kontroll av gestkontroll av konsumentenheter som allt-i-ett-datorer och bärbara datorer (PICCO Flexx och Picco Monstar-kameror).

Tillämpningen av TOF -kameror i spel

Smarttelefonkameror

Flera smartphones inkluderar tid-of-flight-kameror. Dessa används främst för att förbättra kvaliteten på foton genom att ge kameraprogramvaran information om förgrund och bakgrund. Den första mobiltelefonen som använde sådan teknik var LG G3, som släpptes i början av 2014.

Tillämpningen av TOF -kameror i mobiltelefoner

Mätning och maskinvision

Andra applikationer är mätuppgifter, t.ex. för fyllningshöjden i silo. I industriell maskinvision hjälper tid-of-flight-kameran att klassificera och hitta föremål för användning av robotar, till exempel föremål som passerar på en transportör. Dörrkontroller kan lätt skilja mellan djur och människor som når dörren.

Robotik

En annan användning av dessa kameror är robotområdet: mobila robotar kan bygga upp en karta över omgivningen mycket snabbt, vilket gör att de kan undvika hinder eller följa en ledande person. Eftersom avståndsberäkningen är enkel används endast lite beräkningskraft. Eftersom dessa kameror också kan användas för att mäta avstånd har lag för första robotkonkurrens varit kända för att använda enheterna för autonoma rutiner.

Jordtopografi

TOF -kamerorhar använts för att erhålla digitala höjdmodeller av jordens yttopografi, för studier i geomorfologi.

Tillämpningen av TOF -kameror i geomorfologi