一、Вақти камераҳои парвоз чанд аст?

Камераҳои вақти парвоз (ToF) як навъи технологияи ҳассоси амиқ мебошанд, ки масофаи байни камера ва ашёи саҳнаро бо истифода аз вақти интиқоли нур ба объектҳо ва бозгашт ба камера чен мекунад. Онҳо одатан дар барномаҳои гуногун, аз қабили воқеияти афзоянда, робототехника, сканкунии 3D, шинохти имову ишора ва ғайра истифода мешаванд.

Камераҳои ToFтавассути паҳн кардани сигнали рӯшноӣ, маъмулан нури инфрасурх ва чен кардани вақти бозгашти сигнал пас аз зарба задан ба объектҳо дар саҳна кор кунед. Пас аз ин ченкунии вақт барои ҳисоб кардани масофа то объектҳо, сохтани харитаи амиқ ё тасвири 3D-и саҳна истифода мешавад.

Вақти камераҳои парвоз

Дар муқоиса бо дигар технологияҳои ҳассоси амиқ ба монанди нури сохторӣ ё биниши стерео, камераҳои ToF як қатор бартариҳоро пешниҳод мекунанд. Онҳо маълумоти амиқро дар вақти воқеӣ таъмин мекунанд, тарҳи нисбатан содда доранд ва метавонанд дар шароити гуногуни рӯшноӣ кор кунанд. Камераҳои ToF низ паймонанд ва метавонанд ба дастгоҳҳои хурдтар ба монанди смартфонҳо, планшетҳо ва дастгоҳҳои фарсуда ворид карда шаванд.

Барномаҳои камераҳои ToF гуногунанд. Дар воқеияти афзоянда камераҳои ToF метавонанд умқи объектҳоро дақиқ муайян кунанд ва воқеияти объектҳои виртуалии дар ҷаҳони воқеӣ ҷойгиршударо беҳтар созанд. Дар робототехника онҳо ба роботҳо имкон медиҳанд, ки атрофашонро дарк кунанд ва монеаҳоро самараноктар паймоиш кунанд. Ҳангоми сканкунии 3D камераҳои ToF метавонанд геометрияи объектҳо ё муҳитҳоро бо мақсадҳои гуногун ба монанди воқеияти виртуалӣ, бозӣ ё чопи 3D зуд сабт кунанд. Онҳо инчунин дар барномаҳои биометрӣ, ба монанди шинохти чеҳра ё шинохти имову даст истифода мешаванд.

二、Унсурҳои вақти камераҳои парвоз

Камераҳои вақти парвоз (ToF).аз якчанд ҷузъҳои калидӣ иборат аст, ки якҷоя кор мекунанд, то андозагирии амиқ ва ченкунии масофаро таъмин кунанд. Ҷузъҳои мушаххас вобаста ба тарроҳӣ ва истеҳсолкунанда метавонанд фарқ кунанд, аммо дар ин ҷо унсурҳои асосии маъмулан дар системаҳои камераи ToF пайдо мешаванд:

Манбаи нур:

Камераҳои ToF манбаи рӯшноиро барои паҳн кардани сигнали рӯшноӣ, одатан дар шакли нури инфрасурх (IR) истифода мебаранд. Вобаста аз тарҳи камера, манбаи рӯшноӣ метавонад LED (диоди рӯшноӣ) ё диоди лазерӣ бошад. Нури партофташуда ба сӯи объектҳои дар ҷои ҳодиса ҷойгиршуда ҳаракат мекунад.

Оптика:

Линза нури инъикосшударо ҷамъ мекунад ва муҳити атрофро ба сенсори тасвир тасвир мекунад (массиви ҳамвории фокусӣ). Филтри гузариши оптикӣ танҳо нурро бо дарозии ҳамон мавҷ бо воҳиди равшанӣ мегузарад. Ин кӯмак мекунад, ки нури номувофиқро пахш кунад ва садоро кам кунад.

Сенсори тасвир:

Ин дили камераи TOF аст. Ҳар як пиксел вақти аз воҳиди равшанкунанда (лазер ё LED) ба объект ва баргаштан ба массиви ҳамвории фокусиро чен мекунад.

Схемаи вақт:

Барои дақиқ чен кардани вақти парвоз ба камера схемаи дақиқи вақт лозим аст. Ин схема партови сигнали рӯшноиро назорат мекунад ва вақти рафтани нурро ба объектҳо ва баргаштан ба камера муайян мекунад. Он равандҳои партоб ва ошкоркуниро ҳамоҳанг мекунад, то андозагирии дақиқи масофаро таъмин кунад.

Модуляция:

БаъзехоКамераҳои ToFусулҳои модуляцияро барои беҳтар кардани дақиқӣ ва устувории ченкунии масофа ворид кунед. Ин камераҳо сигнали нури баровардашударо бо намуна ё басомади мушаххас модул мекунанд. Модуляция барои фарқ кардани нури баровардашуда аз дигар манбаъҳои равшании муҳити атроф кӯмак мекунад ва қобилияти камераро барои фарқ кардани объектҳои гуногун дар саҳна беҳтар мекунад.

Алгоритми ҳисобкунии амиқ:

Барои табдил додани андозагирии вақти парвоз ба маълумоти амиқ, камераҳои ToF алгоритмҳои мураккабро истифода мебаранд. Ин алгоритмҳо маълумотҳои вақти аз фотодетектор гирифташударо таҳлил мекунанд ва масофаи байни камера ва объектҳои саҳнаро ҳисоб мекунанд. Алгоритмҳои ҳисобкунии амиқ аксар вақт ҷуброни омилҳоро ба монанди суръати паҳншавии рӯшноӣ, вақти вокуниши сенсор ва дахолати нури муҳити атрофро дар бар мегиранд.

Натиҷаи маълумоти амиқ:

Пас аз ҳисоб кардани умқ анҷом дода мешавад, камераи ToF баромади маълумоти амиқро таъмин мекунад. Ин натиҷа метавонад дар шакли харитаи амиқ, абри нуқта ё тасвири 3D-и саҳна бошад. Маълумоти амиқро барномаҳо ва системаҳо барои фаъол кардани функсияҳои гуногун ба монанди пайгирии объект, воқеияти афзоянда ё новбари роботӣ истифода бурдан мумкин аст.

Бояд қайд кард, ки татбиқи мушаххас ва ҷузъҳои камераҳои ToF дар истеҳсолкунандагон ва моделҳои гуногун метавонанд фарқ кунанд. Пешрафтҳо дар технология метавонанд барои беҳтар кардани кор ва қобилиятҳои системаҳои камераи ToF хусусиятҳо ва такмилдиҳии иловагӣ ворид кунанд.

三、Барномаҳо

Барномаҳои автомобилӣ

Камераҳои вақти парвоздар функсияҳои кӯмак ва бехатарӣ барои барномаҳои пешрафтаи автомобилӣ, аз қабили бехатарии фаъоли пиёдагард, ошкоркунии пеш аз садама ва барномаҳои дарунӣ, ба монанди муайянкунии берун аз мавқеъ (OOP) истифода мешаванд.

Истифодаи камераҳои ToF

Интерфейси инсон-мошин ва бозӣ

As камераҳои вақти парвоздар вақти воқеӣ тасвирҳои масофаро таъмин кунед, пайгирии ҳаракатҳои одамон осон аст. Ин имкон медиҳад, ки муоширати нав бо дастгоҳҳои истеъмолӣ, ба монанди телевизорҳо. Мавзӯи дигар истифодаи ин навъи камераҳо барои ҳамкорӣ бо бозиҳо дар консолҳои бозиҳои видеоӣ мебошад. Дар сенсори насли дуюми Kinect, ки аслан ба консоли Xbox One дохил карда шудааст, камераи вақти парвозро барои тасвири диапазони худ истифода бурда, интерфейсҳои табиии корбар ва бозиро фароҳам меорад. барномаҳо бо истифода аз усулҳои биниши компютер ва шинохти имову ишора.

Creative ва Intel инчунин як намуди шабеҳи камераи интерактивии вақти парвозро барои бозӣ таъмин мекунанд, Senz3D дар асоси камераи DepthSense 325 Softkinetic. Infineon ва PMD Technologies камераҳои хурди ҳамгирошудаи 3D-ро барои назорати имову ишораи дастгоҳҳои истеъмолӣ ба монанди компютерҳои компютерӣ ва ноутбукҳо (камераҳои Picco flexx ва Picco monstar) имкон медиҳанд.

Истифодаи камераҳои ToF дар бозиҳо

Камераҳои смартфон

Якчанд смартфонҳо камераҳои вақти парвозро дар бар мегиранд. Инҳо асосан барои беҳтар кардани сифати аксҳо тавассути таъмини нармафзори камера бо маълумот дар бораи замина ва замина истифода мешаванд. Аввалин телефони мобилӣ, ки чунин технологияро истифода мебарад, LG G3 буд, ки дар аввали соли 2014 бароварда шуд.

Истифодаи камераҳои ToF дар телефонҳои мобилӣ

Андозагирӣ ва биниши мошин

Барномаҳои дигар вазифаҳои андозагирӣ мебошанд, масалан, барои баландии пуркунӣ дар силос. Дар биниши мошинҳои саноатӣ, камераи вақти парвоз барои тасниф ва ҷойгир кардани объектҳо барои истифода аз ҷониби роботҳо, ба монанди ашёе, ки дар конвейер мегузаранд, кӯмак мекунад. Назорати дарҳо метавонанд ба осонӣ байни ҳайвонот ва одамоне, ки ба дар меоянд, фарқ кунанд.

Робототехника

Истифодаи дигари ин камераҳо соҳаи робототехника аст: Роботҳои мобилӣ метавонанд ба зудӣ харитаи гирду атрофи худро созанд, ки ба онҳо имкон медиҳад, ки аз монеаҳо канорагирӣ кунанд ва ё аз паи як шахси пешбаранд. Азбаски ҳисобкунии масофа оддӣ аст, танҳо қувваи ҳисоби кам истифода мешавад. Азбаски ин камераҳоро барои чен кардани масофа низ истифода бурдан мумкин аст, дастаҳои FIRST Competition Robotics маълуманд, ки дастгоҳҳоро барои реҷаҳои автономӣ истифода мебаранд.

Топографияи замин

Камераҳои ToFбарои гирифтани моделҳои баландии рақамии топографияи сатҳи Замин, барои омӯзиши геоморфология истифода шудаанд.

Истифодаи камераҳои ToF дар геоморфология