1. Wat is in flechttiidsensor (ToF)?

Wat is in flechttiidkamera? Is it de kamera dy't de flecht fan it fleantúch fêstleit? Hat it wat te krijen mei fleantugen of fleantugen? No, it is eins noch fier fuort!

ToF is in mjitte fan 'e tiid dy't in objekt, dieltsje of weach nedich hat om in ôfstân ôf te lizzen. Wisten jo dat it sonarsysteem fan in flearmûs wurket? It flechttiidsysteem is fergelykber!

Der binne in soad soarten flechttiidsensors, mar de measten binne flechttiidkamera's en laserscanners, dy't in technology brûke dy't lidar (ljochtdeteksje en ranging) neamd wurdt om de djipte fan ferskate punten yn in ôfbylding te mjitten troch it te skine mei ynfraread ljocht.

Gegevens generearre en fêstlein mei ToF-sensoren binne tige nuttich, om't it fuotgongersdeteksje, brûkersautentikaasje basearre op gesichtsfunksjes, omjouwingskartering mei SLAM-algoritmen (simultane lokalisaasje en mapping), en mear kin leverje.

Dit systeem wurdt eins in soad brûkt yn robots, selsridende auto's, en sels no jo mobile apparaat. As jo ​​bygelyks in Huawei P30 Pro, Oppo RX17 Pro, LG G8 ThinQ, ensfh. brûke, hat jo tillefoan in ToF-kamera!

In ToF-kamera

2. Hoe wurket de flechttiidsensor?

No wolle wy in koarte ynlieding jaan oer wat in flechttiidsensor is en hoe't it wurket.

ToFSensoren brûke lytse lasers om ynfraread ljocht út te stjoeren, wêrby't it resultearjende ljocht fan in objekt ôfkeatst wurdt en weromkomt nei de sensor. Op basis fan it tiidsferskil tusken de útstjoering fan ljocht en de weromkomst nei de sensor nei't it troch it objekt reflektearre is, kin de sensor de ôfstân tusken it objekt en de sensor mjitte.

Hjoed sille wy 2 manieren ûndersykje hoe't ToF reistiid brûkt om ôfstân en djipte te bepalen: mei help fan timingpulsen, en mei help fan fazeferskowing fan amplitudemodulearre weagen.

Brûk tiidpulsen

Bygelyks, it wurket troch in doel te ferljochtsjen mei in laser, dan it reflektearre ljocht te mjitten mei in scanner, en dan de ljochtsnelheid te brûken om de ôfstân fan it objekt te ekstrapolearjen om de ôfleine ôfstân presys te berekkenjen. Derneist wurdt it ferskil yn laserweromkomsttiid en golflingte dan brûkt om in krekte digitale 3D-foarstelling en oerflakeigenskippen fan it doel te meitsjen, en de yndividuele funksjes fisueel yn kaart te bringen.

Lykas jo hjirboppe kinne sjen, wurdt laserljocht ôfsketten en stuiteret dan fan it objekt werom nei de sensor. Mei de weromkeartiid fan 'e laser kinne ToF-kamera's krekte ôfstannen mjitte yn in koarte perioade jûn de snelheid fan ljochtreizgjen. (ToF wurdt omset yn ôfstân) Dit is de formule dy't in analist brûkt om de krekte ôfstân fan in objekt te berikken:

(ljochtsnelheid x flechttiid) / 2

ToF konvertearret nei ôfstân

Lykas jo sjen kinne, sil de timer begjinne wylst it ljocht út is, en as de ûntfanger it weromkommende ljocht ûntfangt, sil de timer de tiid weromjaan. As twa kear ôflutsen wurdt, wurdt de "flechttiid" fan ljocht krigen, en de ljochtsnelheid is konstant, sadat de ôfstân maklik berekkene wurde kin mei de boppesteande formule. Op dizze manier kinne alle punten op it oerflak fan it objekt bepaald wurde.

Brûk de fazeferskowing fan 'e AM-weach

Folgjende, deToFkinne ek trochgeande weagen brûke om de fazeferskowing fan it reflektearre ljocht te detektearjen om djipte en ôfstân te bepalen.

Fazeferskowing mei AM-golf

Troch it modulearjen fan de amplitude makket it in sinusfoarmige ljochtboarne mei in bekende frekwinsje, wêrtroch't de detektor de fazeferskowing fan it reflektearre ljocht kin bepale mei de folgjende formule:

wêrby't c de ljochtsnelheid is (c = 3 × 10^8 m/s), λ in golflingte is (λ = 15 m), en f de frekwinsje is, kin elk punt op 'e sensor maklik yn 'e djipte berekkene wurde.

Al dizze dingen barre tige fluch, om't wy wurkje mei de snelheid fan it ljocht. Kinne jo jo de presyzje en snelheid foarstelle wêrmei't sensoren mjitte kinne? Lit my in foarbyld jaan, ljocht reizget mei in snelheid fan 300.000 kilometer per sekonde, as in objekt 5 meter fan jo ôf is, is it tiidsferskil tusken it ljocht dat de kamera ferlit en weromkomt sawat 33 nanosekonden, wat mar lykweardich is oan 0.000000033 sekonden! Wow! En net te ferjitten, de fêstleine gegevens sille jo in krekte 3D digitale werjefte jaan foar elke piksel yn 'e ôfbylding.

Nettsjinsteande it brûkte prinsipe, it leverjen fan in ljochtboarne dy't de hiele sêne ferljochtet, lit de sensor de djipte fan alle punten bepale. Sa'n resultaat jout jo in ôfstânkaart wêrby't elke piksel de ôfstân nei it oerienkommende punt yn 'e sêne kodearret. It folgjende is in foarbyld fan in ToF-berikgrafyk:

In foarbyld fan in ToF-berikgrafyk

No't wy witte dat ToF wurket, wêrom is it goed? Wêrom it brûke? Wêrfoar binne se goed? Meitsje jo gjin soargen, d'r binne in protte foardielen oan it brûken fan in ToF-sensor, mar fansels binne d'r wat beheiningen.

3. De foardielen fan it brûken fan flechttiidsensors

Krekte en rappe mjitting

Yn ferliking mei oare ôfstânsensors lykas echografie of lasers, kinne time-of-flight-sensors hiel fluch in 3D-ôfbylding fan in sêne gearstalle. Bygelyks, in ToF-kamera kin dit mar ien kear dwaan. Net allinich dat, de ToF-sensor kin objekten yn koarte tiid krekt detektearje en wurdt net beynfloede troch fochtigens, loftdruk en temperatuer, wêrtroch't it geskikt is foar sawol binnen- as bûtengebrûk.

lange ôfstân

Omdat ToF-sensoren lasers brûke, binne se ek by steat om lange ôfstannen en beriken mei hege krektens te mjitten. ToF-sensoren binne fleksibel, om't se objekten fan alle foarmen en maten tichtby en fier fuort kinne detektearje.

It is ek fleksibel yn 'e sin dat jo de optyk fan it systeem kinne oanpasse foar optimale prestaasjes, wêrby't jo de typen stjoerder en ûntfanger en lenzen kinne kieze om it winske sichtfjild te krijen.

Feilichheid

Soargen dat de laser fan 'eToFSil de sensor jo eagen sear dwaan? Meitsje jo gjin soargen! In protte ToF-sensoren brûke no in ynfrareadlaser mei leech fermogen as ljochtboarne en stjoere it oan mei modulearre pulsen. De sensor foldocht oan de feilichheidsnormen fan klasse 1 foar lasers om te soargjen dat it feilich is foar it minsklik each.

kosteneffektyf

Yn ferliking mei oare 3D-djipteberik-scantechnologyen lykas strukturearre ljochtkamerasystemen of laserôfstânsmeters, binne ToF-sensoren folle goedkeaper yn ferliking mei har.

Nettsjinsteande al dizze beheiningen is ToF noch altyd tige betrouber en in tige rappe metoade foar it fêstlizzen fan 3D-ynformaasje.

4. Beperkingen fan ToF

Hoewol ToF in protte foardielen hat, hat it ek beheiningen. Guon fan 'e beheiningen fan ToF binne:

• Ferspraat ljocht

As tige ljochte oerflakken tige ticht by jo ToF-sensor binne, kinne se tefolle ljocht yn jo ûntfanger ferspriede en artefakten en net winske refleksjes meitsje, om't jo ToF-sensor it ljocht allinich hoecht te reflektearjen as de mjitting klear is.

• Meardere refleksjes

By it brûken fan ToF-sensoren op hoeken en konkave foarmen kinne se net winske refleksjes feroarsaakje, om't it ljocht meardere kearen weromkaatst wurde kin, wêrtroch't de mjitting ferfoarme wurdt.

• Omjouwingsljocht

It brûken fan 'e ToF-kamera bûten yn helder sinneljocht kin gebrûk bûten lestich meitsje. Dit komt troch de hege yntensiteit fan sinneljocht, wêrtroch't de sensorpiksels fluch verzadigd reitsje, wêrtroch it ûnmooglik is om it werklike ljocht dat fan it objekt reflektearre wurdt te detektearjen.

• De konklúzje

ToF-sensoren enToF-lenskin brûkt wurde yn in ferskaat oan tapassingen. Fan 3D-mapping, yndustriële automatisearring, obstakeldeteksje, selsridende auto's, lânbou, robotika, binnennavigaasje, gebeartherkenning, objektscannen, mjittingen, tafersjoch oant augmented reality! De tapassingen fan ToF-technology binne einleaze.

Jo kinne kontakt mei ús opnimme foar alle behoeften oan ToF-lenzen.

Chuang An Optoelectronics rjochtet him op optyske lenzen mei hege definysje om in perfekt fisueel merk te meitsjen

Chuang An Optoelectronics hat no in ferskaat oan produsearreTOF-lenzenlykas:

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