一、 Ano ang oras ng mga flight camera?

Ang mga camera ng time-of-flight (TOF) ay isang uri ng teknolohiyang malalim na sensing na sumusukat sa distansya sa pagitan ng camera at mga bagay sa eksena sa pamamagitan ng paggamit ng oras na kinakailangan para sa ilaw upang maglakbay sa mga bagay at bumalik sa camera. Karaniwang ginagamit ang mga ito sa iba't ibang mga aplikasyon tulad ng pinalaki na katotohanan, robotics, pag -scan ng 3D, pagkilala sa kilos, at marami pa.

Tof cameraMagtrabaho sa pamamagitan ng paglabas ng isang light signal, karaniwang infrared light, at pagsukat sa oras na kinakailangan para sa signal na bounce pabalik pagkatapos ng paghagupit ng mga bagay sa eksena. Ang pagsukat ng oras na ito ay ginamit upang makalkula ang distansya sa mga bagay, na lumilikha ng isang malalim na mapa o isang 3D na representasyon ng eksena.

Ang oras ng mga flight camera

Kung ikukumpara sa iba pang mga teknolohiya ng malalim na pag-agaw tulad ng nakabalangkas na ilaw o stereo vision, ang mga camera ng TOF ay nag-aalok ng maraming mga pakinabang. Nagbibigay ang mga ito ng real-time na lalim na impormasyon, may medyo simpleng disenyo, at maaaring gumana sa iba't ibang mga kondisyon ng pag-iilaw. Ang mga camera ng TOF ay compact din at maaaring isama sa mas maliit na mga aparato tulad ng mga smartphone, tablet, at mga magagamit na aparato.

Ang mga aplikasyon ng mga camera ng TOF ay magkakaiba. Sa pinalaki na katotohanan, ang mga camera ng TOF ay maaaring tumpak na makita ang lalim ng mga bagay at pagbutihin ang pagiging totoo ng mga virtual na bagay na inilagay sa totoong mundo. Sa mga robotics, pinapagana nila ang mga robot na makita ang kanilang paligid at mag -navigate ng mga hadlang nang mas epektibo. Sa pag -scan ng 3D, ang mga camera ng TOF ay maaaring mabilis na makuha ang geometry ng mga bagay o kapaligiran para sa iba't ibang mga layunin tulad ng virtual reality, gaming, o pag -print ng 3D. Ginagamit din ang mga ito sa mga aplikasyon ng biometric, tulad ng pagkilala sa mukha o pagkilala sa kilos ng kamay.

二、Mga bahagi ng oras ng mga camera ng flight

Mga camera ng Time-of-Flight (TOF)binubuo ng ilang mga pangunahing sangkap na nagtutulungan upang paganahin ang malalim na sensing at pagsukat ng distansya. Ang mga tiyak na sangkap ay maaaring mag -iba depende sa disenyo at tagagawa, ngunit narito ang mga pangunahing elemento na karaniwang matatagpuan sa mga sistema ng camera ng TOF:

Light Source:

Ang mga camera ng TOF ay gumagamit ng isang ilaw na mapagkukunan upang maglabas ng isang light signal, karaniwang sa anyo ng ilaw ng infrared (IR). Ang ilaw na mapagkukunan ay maaaring maging isang LED (light-emitting diode) o isang laser diode, depende sa disenyo ng camera. Ang pinalabas na ilaw ay naglalakbay patungo sa mga bagay sa pinangyarihan.

Optika:

Ang isang lens ay nagtitipon ng nakalarawan na ilaw at mga imahe ang kapaligiran sa sensor ng imahe (focal plane array). Ang isang optical band-pass filter ay pumasa lamang sa ilaw na may parehong haba ng haba ng pag-iilaw. Makakatulong ito na sugpuin ang di-perang ilaw at mabawasan ang ingay.

Sensor ng imahe:

Ito ang puso ng TOF camera. Sinusukat ng bawat pixel ang oras na kinuha ng ilaw upang maglakbay mula sa yunit ng pag -iilaw (laser o LED) sa bagay at bumalik sa array ng focal plane.

Timing Circuitry:

Upang masukat nang tumpak ang oras-ng-flight, ang camera ay nangangailangan ng tumpak na circuitry ng tiyempo. Kinokontrol ng circuitry na ito ang paglabas ng light signal at nakita ang oras na kinakailangan para sa ilaw na maglakbay sa mga bagay at bumalik sa camera. Ini -synchronize nito ang mga proseso ng paglabas at pagtuklas upang matiyak ang tumpak na mga sukat ng distansya.

Modulation:

IlanTof cameraIsama ang mga pamamaraan ng modulation upang mapagbuti ang kawastuhan at katatagan ng mga sukat ng distansya. Ang mga camera na ito ay nagbabago sa emitted light signal na may isang tiyak na pattern o dalas. Ang modulation ay tumutulong na makilala ang pinalabas na ilaw mula sa iba pang mga nakapaligid na mapagkukunan ng ilaw at pinapahusay ang kakayahan ng camera na magkakaiba sa pagitan ng iba't ibang mga bagay sa eksena.

Lalim na pagkalkula algorithm:

Upang mai-convert ang mga pagsukat ng oras-ng-flight sa malalim na impormasyon, ginagamit ng mga camera ng TOF ang mga sopistikadong algorithm. Sinusuri ng mga algorithm na ito ang data ng tiyempo na natanggap mula sa photodetector at kalkulahin ang distansya sa pagitan ng camera at ang mga bagay sa eksena. Ang lalim na pagkalkula ng algorithm ay madalas na nagsasangkot ng compensating para sa mga kadahilanan tulad ng bilis ng pagpapalaganap ng ilaw, oras ng pagtugon ng sensor, at panghihimasok sa ilaw ng ilaw.

Lalim na output ng data:

Kapag isinasagawa ang lalim na pagkalkula, ang TOF camera ay nagbibigay ng malalim na output ng data. Ang output na ito ay maaaring tumagal ng form ng isang malalim na mapa, isang point cloud, o isang 3D na representasyon ng eksena. Ang lalim na data ay maaaring magamit ng mga aplikasyon at system upang paganahin ang iba't ibang mga pag -andar tulad ng pagsubaybay sa object, pinalaki na katotohanan, o robotic navigation.

Mahalagang tandaan na ang tukoy na pagpapatupad at mga sangkap ng TOF camera ay maaaring mag -iba sa iba't ibang mga tagagawa at modelo. Ang mga pagsulong sa teknolohiya ay maaaring magpakilala ng mga karagdagang tampok at pagpapahusay upang mapagbuti ang pagganap at kakayahan ng mga sistema ng TOF camera.

三、 Mga Aplikasyon

Mga aplikasyon ng automotiko

Time-of-flight cameraay ginagamit sa mga pag-andar ng tulong at kaligtasan para sa mga advanced na aplikasyon ng automotiko tulad ng aktibong kaligtasan ng pedestrian, pagtuklas ng precrash at panloob na mga aplikasyon tulad ng pagtuklas sa labas (OOP).

Ang application ng TOF camera

Mga interface ng tao-machine at paglalaro

As Time-of-flight cameraMagbigay ng mga imahe ng distansya sa totoong oras, madaling subaybayan ang mga paggalaw ng mga tao. Pinapayagan nito ang mga bagong pakikipag -ugnay sa mga aparato ng consumer tulad ng telebisyon. Ang isa pang paksa ay ang paggamit ng ganitong uri ng mga camera upang makipag-ugnay sa mga laro sa mga video game console.Ang pangalawang henerasyon na kinect sensor na orihinal na kasama sa Xbox One console ay gumagamit ng isang time-of-flight camera para sa saklaw na imaging, pagpapagana ng mga natural na interface ng gumagamit at paglalaro Mga aplikasyon gamit ang mga diskarte sa pagkilala sa computer at kilos sa pagkilala.

Nagbibigay din ang Creative at Intel ng isang katulad na uri ng interactive na gesture time-of-flight camera para sa paglalaro, ang SENZ3D batay sa malalim na 325 camera ng softkinetic. Ang mga teknolohiya ng Infineon at PMD ay nagpapagana ng maliliit na integrated na 3D lalim na camera para sa malapit na saklaw ng kontrol ng kilos ng mga aparato ng consumer tulad ng all-in-one PC at laptop (Picco Flexx at Picco Monstar camera).

Ang application ng TOF camera sa mga laro

Mga camera ng Smartphone

Maraming mga smartphone ang nagsasama ng mga time-of-flight camera. Ang mga ito ay pangunahing ginagamit upang mapagbuti ang kalidad ng mga larawan sa pamamagitan ng pagbibigay ng software ng camera na may impormasyon tungkol sa harapan at background. Ang unang mobile phone na gumamit ng naturang teknolohiya ay ang LG G3, na inilabas noong unang bahagi ng 2014.

Ang application ng TOF camera sa mga mobile phone

Pagsukat at pangitain ng makina

Ang iba pang mga aplikasyon ay mga gawain sa pagsukat, hal. Para sa taas na punan sa mga silos. Sa pang-industriya na pangitain ng makina, ang time-of-flight camera ay tumutulong upang maiuri at hanapin ang mga bagay para magamit ng mga robot, tulad ng mga item na dumadaan sa isang conveyor. Ang mga kontrol sa pinto ay maaaring makilala nang madali sa pagitan ng mga hayop at mga tao na umaabot sa pintuan.

Robotics

Ang isa pang paggamit ng mga camera na ito ay ang larangan ng mga robotics: ang mga mobile robot ay maaaring bumuo ng isang mapa ng kanilang paligid nang napakabilis, na nagbibigay -daan sa kanila upang maiwasan ang mga hadlang o sundin ang isang nangungunang tao. Dahil simple ang pagkalkula ng distansya, maliit lamang ang computational power ang ginagamit. Dahil ang mga camera na ito ay maaari ding magamit upang masukat ang distansya, ang mga koponan para sa unang kumpetisyon ng robotics ay kilala na gumamit ng mga aparato para sa mga autonomous na gawain.

Topograpiya ng lupa

Tof cameraay ginamit upang makakuha ng mga digital na mga modelo ng elevation ng topograpiya ng ibabaw ng Earth, para sa mga pag -aaral sa geomorphology.

Ang application ng TOF camera sa geomorphology