Bir, Parvoz kameralarining vaqti nima?

Parvoz vaqti (ToF) kameralari - bu yorug'likning obyektlarga yetib borishi va kameraga qaytishi uchun zarur bo'lgan vaqtdan foydalanib, kamera va sahnadagi obyektlar orasidagi masofani o'lchaydigan chuqurlikni aniqlash texnologiyasining bir turi. Ular odatda kengaytirilgan reallik, robototexnika, 3D skanerlash, imo-ishoralarni aniqlash va boshqa turli xil dasturlarda qo'llaniladi.

ToF kameralariodatda infraqizil yorug'lik chiqaradigan yorug'lik signalini chiqarish va sahnadagi narsalarga urilgandan keyin signalning qaytish vaqtini o'lchash orqali ishlaydi. Keyin bu vaqt o'lchovi obyektlargacha bo'lgan masofani hisoblash, chuqurlik xaritasini yoki sahnaning 3D tasvirini yaratish uchun ishlatiladi.

Parvoz kameralari vaqti

Strukturalangan yorug'lik yoki stereo ko'rish kabi boshqa chuqurlikni aniqlash texnologiyalari bilan taqqoslaganda, ToF kameralari bir qator afzalliklarga ega. Ular real vaqt rejimida chuqurlik ma'lumotlarini taqdim etadi, nisbatan sodda dizaynga ega va turli yorug'lik sharoitlarida ishlashi mumkin. ToF kameralari ham ixcham bo'lib, smartfonlar, planshetlar va kiyiladigan qurilmalar kabi kichikroq qurilmalarga birlashtirilishi mumkin.

ToF kameralarining qo'llanilishi xilma-xil. Kengaytirilgan reallikda ToF kameralari obyektlarning chuqurligini aniq aniqlashi va real dunyoda joylashtirilgan virtual obyektlarning realizmini yaxshilashi mumkin. Robototexnikada ular robotlarga atrof-muhitni idrok etish va to'siqlarni samaraliroq boshqarish imkonini beradi. 3D skanerlashda ToF kameralari virtual reallik, o'yinlar yoki 3D bosib chiqarish kabi turli maqsadlar uchun obyektlar yoki muhitlarning geometriyasini tezda suratga olishi mumkin. Ular shuningdek, yuzni aniqlash yoki qo'l imo-ishoralarini aniqlash kabi biometrik dasturlarda ham qo'llaniladi.

sen、Parvoz vaqti kameralarining komponentlari

Parvoz vaqti (ToF) kameralarichuqurlikni aniqlash va masofani o'lchashni ta'minlash uchun birgalikda ishlaydigan bir nechta asosiy komponentlardan iborat. Muayyan komponentlar dizayn va ishlab chiqaruvchiga qarab farq qilishi mumkin, ammo ToF kamera tizimlarida odatda mavjud bo'lgan asosiy elementlar:

Yorug'lik manbai:

ToF kameralari odatda infraqizil (IR) yorug'lik shaklida yorug'lik signalini chiqarish uchun yorug'lik manbasidan foydalanadi. Yorug'lik manbai kameraning dizayniga qarab LED (Yorug'lik chiqaradigan diod) yoki lazer diodi bo'lishi mumkin. Chiqarilgan yorug'lik sahnadagi obyektlarga qarab harakatlanadi.

Optika:

Ob'ektiv aks etgan yorug'likni to'playdi va atrof-muhitni tasvir sensoriga (fokus tekisligi massivi) aks ettiradi. Optik polosali o'tkazuvchanlik filtri yorug'likni faqat yoritish moslamasi bilan bir xil to'lqin uzunligida o'tkazadi. Bu tegishli bo'lmagan yorug'likni bostirishga va shovqinni kamaytirishga yordam beradi.

Tasvir sensori:

Bu TOF kamerasining yuragi. Har bir piksel yorug'likning yoritish blokidan (lazer yoki LED) obyektga va fokus tekisligi massiviga qaytish uchun ketgan vaqtini o'lchaydi.

Vaqt sxemasi:

Parvoz vaqtini aniq o'lchash uchun kameraga aniq vaqt sxemasi kerak. Ushbu sxema yorug'lik signalining chiqishini boshqaradi va yorug'likning obyektlarga yetib borishi va kameraga qaytishi uchun zarur bo'lgan vaqtni aniqlaydi. U masofani aniq o'lchashni ta'minlash uchun nurlanish va aniqlash jarayonlarini sinxronlashtiradi.

Modulyatsiya:

Ba'zilariToF kameralarimasofa o'lchovlarining aniqligi va mustahkamligini oshirish uchun modulyatsiya texnikasini qo'llaydi. Ushbu kameralar chiqarilgan yorug'lik signalini ma'lum bir naqsh yoki chastota bilan modulyatsiya qiladi. Modulyatsiya chiqarilgan yorug'likni boshqa atrof-muhit yorug'lik manbalaridan ajratishga yordam beradi va kameraning sahnadagi turli obyektlarni farqlash qobiliyatini oshiradi.

Chuqurlikni hisoblash algoritmi:

Parvoz vaqtini o'lchash ma'lumotlarini chuqurlik ma'lumotlariga aylantirish uchun ToF kameralari murakkab algoritmlardan foydalanadi. Ushbu algoritmlar fotodetektordan olingan vaqt ma'lumotlarini tahlil qiladi va kamera va sahnadagi obyektlar orasidagi masofani hisoblaydi. Chuqurlikni hisoblash algoritmlari ko'pincha yorug'lik tarqalish tezligi, sensorning javob vaqti va atrof-muhit yorug'ligining aralashuvi kabi omillarni qoplashni o'z ichiga oladi.

Chuqurlik ma'lumotlari chiqishi:

Chuqurlik hisoblab chiqilgandan so'ng, ToF kamerasi chuqurlik ma'lumotlarini chiqaradi. Ushbu chiqish chuqurlik xaritasi, nuqta buluti yoki sahnaning 3D tasviri shaklida bo'lishi mumkin. Chuqurlik ma'lumotlari ilovalar va tizimlar tomonidan obyektlarni kuzatish, kengaytirilgan reallik yoki robot navigatsiyasi kabi turli funktsiyalarni yoqish uchun ishlatilishi mumkin.

Shuni ta'kidlash kerakki, ToF kameralarining o'ziga xos amalga oshirilishi va komponentlari turli ishlab chiqaruvchilar va modellarda farq qilishi mumkin. Texnologiyadagi yutuqlar ToF kamera tizimlarining ishlashi va imkoniyatlarini yaxshilash uchun qo'shimcha funksiyalar va yaxshilanishlarni joriy qilishi mumkin.

、 Ilovalar

Avtomobilsozlik qo'llanmalari

Parvoz vaqtini o'lchaydigan kameralarfaol piyodalar xavfsizligi, avariyadan oldingi aniqlash va joylashuvdan tashqarida (OOP) aniqlash kabi ichki ilovalar kabi ilg'or avtomobil ilovalari uchun yordam va xavfsizlik funktsiyalarida qo'llaniladi.

ToF kameralarining qo'llanilishi

Inson-mashina interfeyslari va o'yinlar

As parvoz vaqtini o'lchaydigan kameralarmasofaviy tasvirlarni real vaqt rejimida taqdim etish orqali odamlarning harakatlarini kuzatish oson. Bu televizorlar kabi iste'molchi qurilmalari bilan yangi o'zaro ta'sirlarni amalga oshirish imkonini beradi. Yana bir mavzu - bu turdagi kameralardan video o'yin konsollaridagi o'yinlar bilan o'zaro ta'sir qilish uchun foydalanish. Xbox One konsoliga kiritilgan ikkinchi avlod Kinect sensori masofaviy tasvirlash uchun parvoz vaqti kamerasidan foydalangan, bu esa kompyuter ko'rish va imo-ishoralarni aniqlash texnikasidan foydalangan holda tabiiy foydalanuvchi interfeyslari va o'yin ilovalarini yaratishga imkon bergan.

Creative va Intel shuningdek, o'yinlar uchun shunga o'xshash interaktiv imo-ishorali parvoz vaqti kamerasini, Softkinetic kompaniyasining DepthSense 325 kamerasiga asoslangan Senz3D ni taqdim etadi. Infineon va PMD Technologies all-in-one kompyuterlari va noutbuklari (Picco flexx va Picco monstar kameralari) kabi iste'molchi qurilmalarini yaqin masofadan imo-ishoralar bilan boshqarish uchun kichik integratsiyalashgan 3D chuqurlik kameralarini taqdim etadi.

ToF kameralarining o'yinlarda qo'llanilishi

Smartfon kameralari

Bir nechta smartfonlarda parvoz vaqtini ko'rsatuvchi kameralar mavjud. Ular asosan kamera dasturiga old va orqa fon haqida ma'lumot berish orqali fotosuratlar sifatini yaxshilash uchun ishlatiladi. Bunday texnologiyadan foydalangan birinchi mobil telefon 2014-yil boshida chiqarilgan LG G3 bo'ldi.

ToF kameralarining mobil telefonlarda qo'llanilishi

O'lchov va mashina ko'rish

Boshqa qo'llanmalar o'lchash vazifalari, masalan, siloslardagi to'ldirish balandligi uchun. Sanoat mashinasi ko'rishida parvoz vaqtini o'lchaydigan kamera robotlar tomonidan foydalanish uchun obyektlarni, masalan, konveyerda o'tayotgan narsalarni tasniflash va topishga yordam beradi. Eshik boshqaruv elementlari eshikka yetib kelayotgan hayvonlar va odamlarni osongina ajrata oladi.

Robototexnika

Ushbu kameralarning yana bir qo'llanilishi robototexnika sohasidir: Mobil robotlar atrof-muhit xaritasini juda tez tuzishlari mumkin, bu ularga to'siqlardan qochish yoki yetakchi odamga ergashish imkonini beradi. Masofa hisoblash oddiy bo'lgani uchun, hisoblash quvvati juda kam sarflanadi. Ushbu kameralardan masofani o'lchash uchun ham foydalanish mumkinligi sababli, FIRST Robotics Competition jamoalari ushbu qurilmalardan avtonom mashqlar uchun foydalanishlari ma'lum.

Yer topografiyasi

ToF kameralarigeomorfologiya tadqiqotlari uchun Yer yuzasi topografiyasining raqamli balandlik modellarini olish uchun ishlatilgan.

ToF kameralarining geomorfologiyada qo'llanilishi