一、فلائٹ کیمروں کا وقت کیا ہے؟

ٹائم آف فلائٹ (ToF) کیمرے ایک قسم کی گہرائی کو محسوس کرنے والی ٹیکنالوجی ہیں جو روشنی کو اشیاء تک جانے اور کیمرے تک واپس جانے میں لگنے والے وقت کا استعمال کرتے ہوئے منظر میں کیمرے اور اشیاء کے درمیان فاصلے کی پیمائش کرتی ہے۔ وہ عام طور پر مختلف ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتے ہیں جیسے کہ بڑھا ہوا حقیقت، روبوٹکس، 3D سکیننگ، اشاروں کی شناخت، اور مزید۔

ٹو ایف کیمرےروشنی کے سگنل، عام طور پر اورکت روشنی، اور منظر میں اشیاء کو ٹکرانے کے بعد سگنل کو واپس اچھالنے میں لگنے والے وقت کی پیمائش کرکے کام کریں۔ اس وقت کی پیمائش کو پھر اشیاء کے فاصلے کا حساب لگانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، گہرائی کا نقشہ یا منظر کی 3D نمائندگی کرتا ہے۔

فلائٹ کیمروں کا وقت

دیگر گہرائی کو محسوس کرنے والی ٹیکنالوجیز جیسے سٹرکچرڈ لائٹ یا سٹیریو ویژن کے مقابلے، ToF کیمرے کئی فوائد پیش کرتے ہیں۔ وہ حقیقی وقت میں گہرائی کی معلومات فراہم کرتے ہیں، نسبتاً آسان ڈیزائن رکھتے ہیں، اور روشنی کے مختلف حالات میں کام کر سکتے ہیں۔ ToF کیمرے بھی کمپیکٹ ہوتے ہیں اور چھوٹے آلات جیسے اسمارٹ فونز، ٹیبلٹس اور پہننے کے قابل آلات میں ضم کیے جا سکتے ہیں۔

ToF کیمروں کی ایپلی کیشنز متنوع ہیں۔ بڑھا ہوا حقیقت میں، ToF کیمرے اشیاء کی گہرائی کا درست طریقے سے پتہ لگا سکتے ہیں اور حقیقی دنیا میں رکھے گئے ورچوئل اشیاء کی حقیقت پسندی کو بہتر بنا سکتے ہیں۔ روبوٹکس میں، وہ روبوٹ کو اپنے ارد گرد کے ماحول کو سمجھنے اور رکاوٹوں کو زیادہ مؤثر طریقے سے نیویگیٹ کرنے کے قابل بناتے ہیں۔ 3D سکیننگ میں، ToF کیمرے مختلف مقاصد جیسے ورچوئل رئیلٹی، گیمنگ، یا 3D پرنٹنگ کے لیے اشیاء یا ماحول کی جیومیٹری کو تیزی سے پکڑ سکتے ہیں۔ وہ بائیو میٹرک ایپلی کیشنز میں بھی استعمال ہوتے ہیں، جیسے چہرے کی شناخت یا ہاتھ کے اشارے کی شناخت۔

二،فلائٹ کیمروں کے وقت کے اجزاء

پرواز کے وقت (ToF) کیمرےکئی کلیدی اجزاء پر مشتمل ہے جو گہرائی کے احساس اور فاصلے کی پیمائش کو فعال کرنے کے لیے مل کر کام کرتے ہیں۔ ڈیزائن اور مینوفیکچرر کے لحاظ سے مخصوص اجزاء مختلف ہو سکتے ہیں، لیکن یہاں وہ بنیادی عناصر ہیں جو عام طور پر ToF کیمرہ سسٹمز میں پائے جاتے ہیں:

روشنی کا ذریعہ:

ToF کیمرے روشنی کے سگنل کو خارج کرنے کے لیے روشنی کا ذریعہ استعمال کرتے ہیں، عام طور پر اورکت (IR) روشنی کی شکل میں۔ روشنی کا منبع کیمرے کے ڈیزائن کے لحاظ سے LED (Light-Emitting Diode) یا لیزر ڈائیوڈ ہو سکتا ہے۔ خارج ہونے والی روشنی منظر میں موجود اشیاء کی طرف سفر کرتی ہے۔

آپٹکس:

ایک لینس منعکس روشنی کو اکٹھا کرتا ہے اور امیج سینسر (فوکل پلین اری) پر ماحول کی تصویر کشی کرتا ہے۔ ایک آپٹیکل بینڈ پاس فلٹر روشنی کو صرف اسی طول موج کے ساتھ گزرتا ہے جتنی الیومینیشن یونٹ۔ یہ غیر متعلقہ روشنی کو دبانے اور شور کو کم کرنے میں مدد کرتا ہے۔

تصویری سینسر:

یہ TOF کیمرے کا دل ہے۔ ہر پکسل اس وقت کی پیمائش کرتا ہے جو روشنی نے الیومینیشن یونٹ (لیزر یا ایل ای ڈی) سے آبجیکٹ تک اور فوکل ہوائی جہاز کی صف میں واپس جانے میں لیا ہے۔

ٹائمنگ سرکٹری:

پرواز کے وقت کو درست طریقے سے ماپنے کے لیے، کیمرے کو درست ٹائمنگ سرکٹری کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ سرکٹری روشنی کے سگنل کے اخراج کو کنٹرول کرتی ہے اور روشنی کو اشیاء تک جانے اور کیمرے میں واپس آنے میں لگنے والے وقت کا پتہ لگاتی ہے۔ یہ درست فاصلے کی پیمائش کو یقینی بنانے کے لیے اخراج اور پتہ لگانے کے عمل کو ہم آہنگ کرتا ہے۔

ماڈیولیشن:

کچھٹو ایف کیمرےفاصلے کی پیمائش کی درستگی اور مضبوطی کو بہتر بنانے کے لیے ماڈیولیشن تکنیکوں کو شامل کریں۔ یہ کیمرے ایک مخصوص پیٹرن یا فریکوئنسی کے ساتھ خارج ہونے والے روشنی کے سگنل کو ماڈیول کرتے ہیں۔ ماڈیولیشن خارج ہونے والی روشنی کو دیگر محیطی روشنی کے ذرائع سے ممتاز کرنے میں مدد کرتی ہے اور کیمرے کی منظر میں موجود مختلف اشیاء کے درمیان فرق کرنے کی صلاحیت کو بڑھاتی ہے۔

گہرائی کا حساب کتاب الگورتھم:

پرواز کے وقت کی پیمائش کو گہرائی کی معلومات میں تبدیل کرنے کے لیے، ToF کیمرے نفیس الگورتھم استعمال کرتے ہیں۔ یہ الگورتھم فوٹو ڈیٹیکٹر سے موصول ہونے والے ٹائمنگ ڈیٹا کا تجزیہ کرتے ہیں اور کیمرے اور منظر میں موجود اشیاء کے درمیان فاصلے کا حساب لگاتے ہیں۔ گہرائی کے حساب کتاب کے الگورتھم میں اکثر روشنی کے پھیلاؤ کی رفتار، سینسر کے ردعمل کا وقت، اور محیطی روشنی کی مداخلت جیسے عوامل کی تلافی شامل ہوتی ہے۔

گہرائی ڈیٹا آؤٹ پٹ:

ایک بار گہرائی کا حساب لگانے کے بعد، ToF کیمرہ گہرائی کا ڈیٹا آؤٹ پٹ فراہم کرتا ہے۔ یہ آؤٹ پٹ گہرائی کے نقشے، ایک نقطہ بادل، یا منظر کی 3D نمائندگی کی شکل اختیار کر سکتا ہے۔ گہرائی کے اعداد و شمار کو ایپلی کیشنز اور سسٹمز کے ذریعے مختلف فنکشنلٹیز جیسے آبجیکٹ ٹریکنگ، اگمینٹڈ ریئلٹی، یا روبوٹک نیویگیشن کو فعال کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

یہ نوٹ کرنا ضروری ہے کہ ToF کیمروں کے مخصوص نفاذ اور اجزاء مختلف مینوفیکچررز اور ماڈلز میں مختلف ہو سکتے ہیں۔ ٹکنالوجی میں ترقی ToF کیمرہ سسٹم کی کارکردگی اور صلاحیتوں کو بہتر بنانے کے لیے اضافی خصوصیات اور اضافہ کر سکتی ہے۔

三، ایپلی کیشنز

آٹوموٹو ایپلی کیشنز

پرواز کے وقت کیمرےاعلی درجے کی آٹوموٹیو ایپلی کیشنز جیسے فعال پیدل چلنے والوں کی حفاظت، پری کریش کا پتہ لگانے اور آؤٹ آف پوزیشن (OOP) کا پتہ لگانے جیسی اندرونی ایپلی کیشنز کے لیے مدد اور حفاظت کے افعال میں استعمال کیا جاتا ہے۔

ٹو ایف کیمروں کا اطلاق

انسانی مشین انٹرفیس اور گیمنگ

As پرواز کے وقت کیمرےحقیقی وقت میں فاصلے کی تصاویر فراہم کریں، انسانوں کی نقل و حرکت کو ٹریک کرنا آسان ہے۔ یہ صارفین کے آلات جیسے ٹیلی ویژن کے ساتھ نئے تعاملات کی اجازت دیتا ہے۔ ایک اور موضوع ویڈیو گیم کنسولز پر گیمز کے ساتھ بات چیت کرنے کے لیے اس قسم کے کیمروں کا استعمال کرنا ہے۔ Xbox One کنسول کے ساتھ اصل میں شامل دوسری نسل کے Kinect سینسر نے اپنی رینج امیجنگ کے لیے ٹائم آف فلائٹ کیمرہ استعمال کیا، جس سے قدرتی صارف انٹرفیس اور گیمنگ کو فعال کیا گیا۔ کمپیوٹر ویژن اور اشاروں کی شناخت کی تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے ایپلی کیشنز۔

تخلیقی اور انٹیل گیمنگ کے لیے اسی قسم کا انٹرایکٹو اشارہ ٹائم آف فلائٹ کیمرہ بھی فراہم کرتے ہیں، Softkinetic کے DepthSense 325 کیمرے پر مبنی Senz3D۔ Infineon اور PMD ٹیکنالوجیز صارفین کے آلات جیسے آل ان ون پی سی اور لیپ ٹاپ (Picco flexx اور Picco monstar کیمرے) کے قریبی رینج کے اشارے پر کنٹرول کے لیے چھوٹے مربوط 3D ڈیپتھ کیمروں کو فعال کرتی ہیں۔

گیمز میں ٹو ایف کیمروں کا اطلاق

اسمارٹ فون کیمرے

کئی اسمارٹ فونز میں ٹائم آف فلائٹ کیمرے شامل ہیں۔ یہ بنیادی طور پر کیمرہ سافٹ ویئر کو پیش منظر اور پس منظر کے بارے میں معلومات فراہم کرکے تصاویر کے معیار کو بہتر بنانے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ اس طرح کی ٹیکنالوجی استعمال کرنے والا پہلا موبائل فون LG G3 تھا، جو 2014 کے اوائل میں جاری کیا گیا تھا۔

موبائل فونز میں ٹو ایف کیمروں کا اطلاق

پیمائش اور مشین وژن

دیگر ایپلی کیشنز پیمائش کے کام ہیں، مثلاً سائلو میں فل اونچائی کے لیے۔ صنعتی مشین کے وژن میں، فلائٹ کے وقت کا کیمرہ روبوٹ کے استعمال کے لیے اشیاء کی درجہ بندی اور ان کا پتہ لگانے میں مدد کرتا ہے، جیسے کہ کنویئر پر گزرنے والی اشیاء۔ دروازے کے کنٹرول جانوروں اور دروازے تک پہنچنے والے انسانوں کے درمیان آسانی سے فرق کر سکتے ہیں۔

روبوٹکس

ان کیمروں کا ایک اور استعمال روبوٹکس کا شعبہ ہے: موبائل روبوٹ اپنے گردونواح کا نقشہ بہت تیزی سے بنا سکتے ہیں، جس سے وہ رکاوٹوں سے بچنے یا کسی سرکردہ شخص کی پیروی کرنے کے قابل بنتے ہیں۔ جیسا کہ فاصلے کا حساب کتاب آسان ہے، صرف بہت کم کمپیوٹیشنل طاقت استعمال ہوتی ہے۔ چونکہ ان کیمروں کو فاصلے کی پیمائش کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے، اس لیے پہلے روبوٹکس مقابلے کی ٹیمیں خود مختار معمولات کے لیے آلات استعمال کرنے کے لیے جانی جاتی ہیں۔

زمینی ٹپوگرافی۔

ٹو ایف کیمرےجیومورفولوجی میں مطالعہ کے لیے، زمین کی سطح ٹپوگرافی کے ڈیجیٹل ایلیویشن ماڈل حاصل کرنے کے لیے استعمال کیے گئے ہیں۔

جیومورفولوجی میں ٹو ایف کیمروں کا اطلاق