1. Kihisi cha muda wa safari ya ndege (ToF) ni nini?

Je, kamera ya muda wa ndege ni nini? Je, ni kamera inayonasa jinsi ndege inavyoruka? Je, ina uhusiano wowote na ndege au ndege? Kweli, ni mbali sana!

ToF ni kipimo cha muda inachukua kwa kitu, chembe au wimbi kusafiri umbali. Je! unajua kuwa mfumo wa sonar wa popo hufanya kazi? Mfumo wa muda wa ndege unafanana!

Kuna aina nyingi za sensorer za muda wa ndege, lakini nyingi ni kamera za muda wa ndege na skana za laser, ambazo hutumia teknolojia iitwayo lidar (light kugundua na kuanzia) kupima kina cha pointi mbalimbali katika picha kwa kuangaza. na mwanga wa infrared.

Data inayozalishwa na kunaswa kwa kutumia vitambuzi vya ToF ni muhimu sana kwa vile inaweza kutoa utambuzi wa watembea kwa miguu, uthibitishaji wa mtumiaji kulingana na vipengele vya uso, uchoraji wa ramani ya mazingira kwa kutumia algoriti za SLAM (ujanibishaji na ramani kwa wakati mmoja) na mengineyo.

Mfumo huu unatumika sana katika roboti, magari yanayojiendesha, na hata sasa kifaa chako cha rununu. Kwa mfano, ikiwa unatumia Huawei P30 Pro, Oppo RX17 Pro, LG G8 ThinQ, n.k., simu yako ina kamera ya ToF!

Kamera ya ToF

2. Sensor ya muda wa ndege inafanyaje kazi?

Sasa, tungependa kutoa utangulizi mfupi wa kihisi cha muda wa safari ya ndege na jinsi kinavyofanya kazi.

ToFvihisi hutumia leza ndogo kutoa mwanga wa infrared, ambapo mwanga unaotokana humiminika kutoka kwa kitu chochote na kurudi kwenye kitambuzi. Kulingana na tofauti ya wakati kati ya utoaji wa mwanga na kurudi kwa kihisi baada ya kuakisiwa na kitu, kitambuzi kinaweza kupima umbali kati ya kitu na kitambuzi.

Leo, tutachunguza njia 2 jinsi ToF hutumia muda wa kusafiri kubainisha umbali na kina : kwa kutumia mipigo ya saa, na kutumia mabadiliko ya awamu ya mawimbi ya moduli ya amplitude.

Tumia mapigo yaliyowekwa wakati

Kwa mfano, inafanya kazi kwa kuangazia shabaha kwa kutumia leza, kisha kupima nuru inayoakisiwa kwa kutumia skana, na kisha kutumia kasi ya mwanga kuzidisha umbali wa kitu ili kuhesabu kwa usahihi umbali uliosafiri. Kwa kuongeza, tofauti katika muda wa kurudi kwa leza na urefu wa mawimbi kisha hutumika kutengeneza uwakilishi sahihi wa kidijitali wa 3D na vipengele vya uso vya lengwa, na kuibua ramani ya vipengele vyake binafsi.

Kama unavyoona hapo juu, taa ya leza hutolewa na kisha kuruka kitu nyuma kwenye kihisi. Kwa muda wa kurudi kwa leza, kamera za ToF zinaweza kupima umbali sahihi katika muda mfupi kutokana na kasi ya usafiri wa mwanga. (ToF inabadilisha kuwa umbali) Hii ndio fomula ambayo mchambuzi hutumia kufikia umbali kamili wa kitu:

(kasi ya mwanga x wakati wa kukimbia) / 2

ToF inabadilisha kuwa umbali

Kama unavyoona, kipima saa kitaanza wakati mwanga umezimwa, na wakati mpokeaji anapokea taa ya kurudi, kipima saa kitarudisha wakati. Wakati wa kuondoa mara mbili, "wakati wa kukimbia" wa mwanga hupatikana, na kasi ya mwanga ni mara kwa mara, hivyo umbali unaweza kuhesabiwa kwa urahisi kwa kutumia formula hapo juu. Kwa njia hii, pointi zote juu ya uso wa kitu zinaweza kuamua.

Tumia mabadiliko ya awamu ya wimbi la AM

Ifuatayo, theToFpia inaweza kutumia mawimbi ya kuendelea kugundua mabadiliko ya awamu ya mwanga ulioakisiwa ili kubainisha kina na umbali.

Kuhama kwa awamu kwa kutumia wimbi la AM

Kwa kurekebisha amplitude, huunda chanzo cha mwanga cha sinusoidal na mzunguko unaojulikana, kuruhusu kigunduzi kubainisha mabadiliko ya awamu ya mwanga unaoakisiwa kwa kutumia fomula ifuatayo:

ambapo c ni kasi ya mwanga (c = 3 × 10 ^ 8 m/s), λ ni urefu wa wimbi (λ = 15 m), na f ni mzunguko, kila hatua kwenye sensor inaweza kuhesabiwa kwa urahisi kwa kina.

Mambo haya yote hutokea haraka sana tunapofanya kazi kwa kasi ya mwanga. Je, unaweza kufikiria usahihi na kasi ambayo vihisi vinaweza kupima? Ngoja nitoe mfano, mwanga husafiri kwa kasi ya kilomita 300,000 kwa sekunde, ikiwa kitu kiko 5m kutoka kwako, tofauti ya muda kati ya mwanga kutoka kwa kamera na kurudi ni karibu nanoseconds 33, ambayo ni sawa na sekunde 0.000000033 tu! Lo! Bila kusahau, data iliyonaswa itakupa uwakilishi sahihi wa dijiti wa 3D kwa kila pikseli kwenye picha.

Bila kujali kanuni inayotumiwa, kutoa chanzo cha mwanga kinachoangazia eneo zima huruhusu kihisi kuamua kina cha pointi zote. Matokeo kama haya hukupa ramani ya umbali ambapo kila pikseli husimba umbali hadi sehemu inayolingana kwenye eneo la tukio. Ufuatao ni mfano wa jedwali la masafa ya ToF:

Mfano wa grafu ya masafa ya ToF

Sasa kwa kuwa tunajua kuwa ToF inafanya kazi, kwa nini ni nzuri? Kwa nini kuitumia? Je, ni nzuri kwa ajili gani? Usijali, kuna faida nyingi za kutumia kihisi cha ToF, lakini bila shaka kuna mapungufu.

3. Faida za kutumia vitambuzi vya muda wa safari ya ndege

Kipimo sahihi na cha haraka

Ikilinganishwa na vihisi vingine vya umbali kama vile ultrasound au leza, vitambuzi vya muda wa safari ya ndege vinaweza kutunga picha ya 3D ya tukio kwa haraka sana. Kwa mfano, kamera ya ToF inaweza kufanya hivi mara moja tu. Si hivyo tu, sensor ya ToF inaweza kutambua vitu kwa usahihi kwa muda mfupi na haiathiriwa na unyevu, shinikizo la hewa na joto, na kuifanya kufaa kwa matumizi ya ndani na nje.

umbali mrefu

Kwa kuwa vihisi vya ToF hutumia leza, pia vina uwezo wa kupima umbali mrefu na masafa kwa usahihi wa juu. Vihisi vya ToF vinaweza kunyumbulika kwa sababu vinaweza kutambua vitu vilivyo karibu na vilivyo mbali vya maumbo na saizi zote.

Pia inaweza kunyumbulika kwa maana kwamba unaweza kubinafsisha optics ya mfumo kwa utendakazi bora, ambapo unaweza kuchagua aina na lenzi za kisambazaji na kipokeaji ili kupata uga unaotaka wa kutazama.

Usalama

Wasiwasi kwamba laser kutokaToFsensor itaumiza macho yako? usijali! Vihisi vingi vya ToF sasa vinatumia leza ya infrared yenye nguvu ya chini kama chanzo cha mwanga na kuiendesha kwa mipigo iliyorekebishwa. Kihisi hukidhi viwango vya usalama vya leza ya Daraja la 1 ili kuhakikisha kuwa ni salama kwa macho ya binadamu.

gharama nafuu

Ikilinganishwa na teknolojia zingine za kuchanganua kina cha 3D kama vile mifumo ya kamera nyepesi iliyopangwa au vitafuta mbalimbali vya leza, vitambuzi vya ToF ni vya bei nafuu zaidi ukilinganisha nazo.

Licha ya mapungufu haya yote, ToF bado inategemewa sana na njia ya haraka sana ya kunasa taarifa za 3D.

4. Mapungufu ya ToF

Ingawa ToF ina faida nyingi, pia ina mapungufu. Baadhi ya vikwazo vya ToF ni pamoja na:

• Nuru iliyotawanyika

Ikiwa nyuso zinazong'aa sana ziko karibu sana na kihisi chako cha ToF, zinaweza kutawanya mwanga mwingi kwenye kipokezi chako na kuunda vizalia vya programu na uakisi usiotakikana, kwa kuwa kitambuzi chako cha ToF kinahitaji tu kuonyesha mwanga mara tu kipimo kinapokuwa tayari.

• Tafakari nyingi

Wakati wa kutumia vihisi vya ToF kwenye pembe na maumbo ya concave, vinaweza kusababisha tafakari zisizohitajika, kwani mwanga unaweza kuzimika mara nyingi, na kupotosha kipimo.

• Mwanga wa mazingira

Kutumia kamera ya ToF nje kwenye mwangaza wa jua kunaweza kufanya matumizi ya nje kuwa magumu. Hii ni kutokana na kiwango cha juu cha mwanga wa jua unaosababisha pikseli za kihisi kueneza haraka, na hivyo kufanya isiweze kutambua mwanga halisi unaoakisiwa kutoka kwa kitu.

• Hitimisho

Sensorer za ToF naLenzi ya ToFinaweza kutumika katika aina mbalimbali za maombi. Kutoka kwa Ramani ya 3D, Uendeshaji Kiwandani, Ugunduzi wa Vikwazo, Magari Yanayojiendesha, Kilimo, Roboti, Urambazaji wa Ndani ya Nyumba, Utambuzi wa Ishara, Uchanganuzi wa Kipengee, Vipimo, Ufuatiliaji hadi Uhalisia Ulioimarishwa! Utumizi wa teknolojia ya ToF hauna mwisho.

Unaweza kuwasiliana nasi kwa mahitaji yoyote ya lenzi za ToF.

Chuang An Optoelectronics inaangazia lenzi za macho zenye ufafanuzi wa hali ya juu ili kuunda chapa bora inayoonekana.

Chuang An Optoelectronics sasa imetoa aina mbalimbali zaLensi za TOFkama vile:

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