1. He aha ka sensor manawa-o-lele (ToF)?

He aha ke kāmela manawa-o-lele? ʻO ke kāmela anei e hopu ana i ka lele ʻana o ka mokulele? He pilina anei kona me nā mokulele a i ʻole nā ​​mokulele? ʻĀ, he mamao loa ia!

ʻO ToF ke ana o ka manawa e pono ai no kahi mea, ʻāpana a nalu paha e hele ai i kahi mamao. Ua ʻike anei ʻoe e hana ana ka ʻōnaehana sonar o ka ʻōpeʻapeʻa? Ua like ka ʻōnaehana manawa lele!

Nui nā ʻano mea ʻike manawa-o-lele, akā ʻo ka hapa nui he mau kāmela manawa-o-lele a me nā mea ʻike laser, e hoʻohana ana i kahi ʻenehana i kapa ʻia ʻo lidar (ʻike mālamalama a me ka ranging) e ana i ka hohonu o nā wahi like ʻole i loko o kahi kiʻi ma ka hoʻomālamalama ʻana me ka mālamalama infrared.

He mea pono loa ka ʻikepili i hana ʻia a hopu ʻia me ka hoʻohana ʻana i nā mea ʻike ToF no ka mea hiki iā ia ke hāʻawi i ka ʻike ʻana i ka poʻe hele wāwae, ka hōʻoia ʻana o ka mea hoʻohana e pili ana i nā hiʻohiʻona o ka helehelena, ka palapala ʻāina kaiapuni me ka hoʻohana ʻana i nā algorithms SLAM (simultaneous localization and mapping), a me nā mea hou aku.

Hoʻohana nui ʻia kēia ʻōnaehana i nā robots, nā kaʻa hoʻokele ponoʻī, a i kēia manawa i kāu kelepona paʻalima. Eia kekahi laʻana, inā ʻoe e hoʻohana ana iā Huawei P30 Pro, Oppo RX17 Pro, LG G8 ThinQ, a pēlā aku, loaʻa i kāu kelepona kahi kāmela ToF!

He kāmela ToF

2. Pehea e hana ai ka sensor manawa-o-lele?

I kēia manawa, makemake mākou e hāʻawi i kahi hoʻolauna pōkole e pili ana i ke ʻano o kahi sensor time-of-flight a pehea e hana ai.

ToFHoʻohana nā mea ʻike i nā lasers liʻiliʻi e hoʻopuka i ke kukui infrared, kahi e lele ai ke kukui hopena mai kekahi mea a hoʻi i ke sensor. Ma muli o ka ʻokoʻa manawa ma waena o ka hoʻokuʻu ʻana o ke kukui a me ka hoʻi ʻana i ke sensor ma hope o ka hōʻike ʻia ʻana e ka mea, hiki i ke sensor ke ana i ka mamao ma waena o ka mea a me ke sensor.

I kēia lā, e ʻimi mākou i 2 mau ala pehea e hoʻohana ai ʻo ToF i ka manawa huakaʻi e hoʻoholo ai i ka mamao a me ka hohonu: me ka hoʻohana ʻana i nā pulse timing, a me ka hoʻohana ʻana i ka hoʻololi ʻana o ka pae o nā nalu i hoʻololi ʻia e ka amplitude.

E hoʻohana i nā pulse i hoʻopaʻa manawa ʻia

Eia kekahi laʻana, hana ia ma ka hoʻomālamalama ʻana i kahi pahuhopu me ka laser, a laila ana i ke kukui i hōʻike ʻia me kahi scanner, a laila hoʻohana i ka wikiwiki o ke kukui e hoʻonui i ka mamao o ka mea e helu pono ai i ka mamao i hele ʻia. Eia kekahi, ʻo ka ʻokoʻa o ka manawa hoʻihoʻi laser a me ka nalu e hoʻohana ʻia e hana i kahi hōʻike 3D kikohoʻe pololei a me nā hiʻohiʻona o ka ʻili o ka pahuhopu, a palapala ʻike maka i kona mau hiʻohiʻona pākahi.

E like me kāu e ʻike ai ma luna, ua hoʻokuʻu ʻia ke kukui laser a laila lele aku i ka mea i hoʻi i ka sensor. Me ka manawa hoʻihoʻi laser, hiki i nā kāmela ToF ke ana i nā mamao pololei i loko o kahi manawa pōkole i hāʻawi ʻia i ka wikiwiki o ka hele ʻana o ke kukui. (Hoʻololi ʻo ToF i ka mamao) ʻO kēia ke ʻano hana a ka mea loiloi e hoʻohana ai e hōʻea i ka mamao pololei o kahi mea:

(ka wikiwiki o ke kukui x ka manawa o ka lele ʻana) / 2

Hoʻololi ʻo ToF i ka mamao

E like me kāu e ʻike ai, e hoʻomaka ka uaki i ka wā e pio ana ke kukui, a i ka wā e loaʻa ai i ka mea loaʻa ke kukui hoʻihoʻi, e hoʻihoʻi ka uaki i ka manawa. Ke unuhi ʻia ʻelua manawa, loaʻa ka "manawa lele" o ke kukui, a paʻa ka wikiwiki o ke kukui, no laila hiki ke helu maʻalahi ʻia ka mamao me ka hoʻohana ʻana i ke ʻano ma luna. Ma kēia ʻano, hiki ke hoʻoholo ʻia nā kiko āpau ma ka ʻili o ka mea.

E hoʻohana i ka neʻe ʻana o ka pae o ka nalu AM

ʻO ka mea aʻe, ʻo kaToFhiki ke hoʻohana i nā nalu hoʻomau e ʻike i ka neʻe ʻana o ka pae o ke kukui i hōʻike ʻia e hoʻoholo ai i ka hohonu a me ka mamao.

Hoʻololi pae me ka hoʻohana ʻana i ka nalu AM

Ma ka hoʻololi ʻana i ka amplitude, hana ia i kahi kumu kukui sinusoidal me kahi alapine i ʻike ʻia, e ʻae ana i ka mea ʻike e hoʻoholo i ka neʻe ʻana o ka pae o ke kukui i hōʻike ʻia me ka hoʻohana ʻana i ke ʻano penei:

kahi ʻo c ka wikiwiki o ka mālamalama (c = 3 × 10^8 m/s), ʻo λ ka nalu (λ = 15 m), a ʻo f ke alapine (frequency), hiki ke helu maʻalahi ʻia kēlā me kēia kiko ma ke sensor me ka hohonu.

Hana wikiwiki loa kēia mau mea a pau i ko mākou hana ʻana ma ka wikiwiki o ke kukui. Hiki iā ʻoe ke noʻonoʻo i ka pololei a me ka wikiwiki o nā mea ʻike e hiki ai ke ana? E hāʻawi wau i kahi laʻana, hele ka kukui i ka wikiwiki o 300,000 kilomita i kekona, inā he 5m ka mamao o kahi mea mai ou aku, ʻo ka ʻokoʻa manawa ma waena o ka puka ʻana o ke kukui mai ke kāmela a me ka hoʻi ʻana mai ma kahi o 33 nanoseconds, ʻo ia hoʻi he 0.000000033 kekona wale nō! Auē! ʻAʻole e haʻi ʻia, e hāʻawi ka ʻikepili i hopu ʻia iā ʻoe i kahi hōʻike kikohoʻe 3D pololei no kēlā me kēia pikela i ke kiʻi.

Me ka nānā ʻole i ke kumumanaʻo i hoʻohana ʻia, ʻo ka hāʻawi ʻana i kahi kumu kukui e hoʻomālamalama i ke kahua holoʻokoʻa e hiki ai i ka sensor ke hoʻoholo i ka hohonu o nā wahi āpau. ʻO kēlā hopena e hāʻawi iā ʻoe i kahi palapala mamao kahi e hoʻopili ai kēlā me kēia pikela i ka mamao i kahi kūpono i ke kahua. Eia kekahi laʻana o kahi kiʻi laulā ToF:

He laʻana o kahi kiʻikuhi laulā ToF

I kēia manawa ua ʻike mākou e hana ana ʻo ToF, no ke aha he mea maikaʻi? No ke aha e hoʻohana ai? He aha nā mea maikaʻi no lākou? Mai hopohopo, he nui nā pono o ka hoʻohana ʻana i kahi sensor ToF, akā ʻoiaʻiʻo aia kekahi mau palena.

3. Nā pono o ka hoʻohana ʻana i nā mea ʻike manawa-o-lele

Ana pololei a wikiwiki hoʻi

Ke hoʻohālikelike ʻia me nā mea ʻike mamao ʻē aʻe e like me ka ultrasound a i ʻole nā ​​​​laser, hiki i nā mea ʻike manawa-o-lele ke haku i kahi kiʻi 3D o kahi hiʻohiʻona me ka wikiwiki loa. No ka laʻana, hiki i kahi kāmela ToF ke hana i kēia i hoʻokahi wale nō. ʻAʻole wale ia, hiki i ka mea ʻike ToF ke ʻike pololei i nā mea i ka manawa pōkole a ʻaʻole ia e hoʻopilikia ʻia e ka makū, ke kaomi ea a me ka mahana, e kūpono ai no ka hoʻohana ʻana i loko a me waho.

mamao loa

ʻOiai hoʻohana nā mea ʻike ToF i nā lasers, hiki iā lākou ke ana i nā mamao lōʻihi a me nā laulā me ka pololei kiʻekiʻe. He maʻalahi nā mea ʻike ToF no ka mea hiki iā lākou ke ʻike i nā mea kokoke a mamao o nā ʻano a me nā nui āpau.

He mea maʻalahi hoʻi ia ma ke ʻano hiki iā ʻoe ke hoʻopilikino i nā optics o ka ʻōnaehana no ka hana kūpono loa, kahi e hiki ai iā ʻoe ke koho i nā ʻano transmitter a me ka mea hoʻokipa a me nā aniani e kiʻi i ke kahua ʻike i makemake ʻia.

Palekana

Hopohopo no ka laser mai kaToFE hōʻeha anei ke sensor i kou mau maka? mai hopohopo! Hoʻohana ka nui o nā sensor ToF i kēia manawa i kahi laser infrared mana haʻahaʻa ma ke ʻano he kumu kukui a hoʻokele iā ia me nā pulse modulated. Hoʻokō ke sensor i nā kūlana palekana laser Class 1 e hōʻoia i ka palekana i ka maka kanaka.

kūpono ke kumukūʻai

Ke hoʻohālikelike ʻia me nā ʻenehana scan range 3D ʻē aʻe e like me nā ʻōnaehana kāmela kukui structured a i ʻole nā ​​​​​​mea ʻike range laser, ʻoi aku ke kumu kūʻai o nā mea ʻike ToF i hoʻohālikelike ʻia me lākou.

ʻOiai kēia mau palena āpau, hilinaʻi loa ʻo ToF a he ala wikiwiki loa ia no ka hopu ʻana i ka ʻike 3D.

4. Nā Palena o ToF

ʻOiai he nui nā pono o ToF, he mau palena nō hoʻi kona. ʻO kekahi o nā palena o ToF:

• Mālamalama i hoʻopuehu ʻia

Inā kokoke loa nā ʻili ʻālohilohi loa i kāu sensor ToF, hiki iā lākou ke hoʻopuehu nui i ka mālamalama i loko o kāu mea hoʻokipa a hana i nā mea hana a me nā ʻōuli i makemake ʻole ʻia, ʻoiai ʻo kāu sensor ToF wale nō ke ʻōuli i ke kukui ke mākaukau ke ana.

• Nā noʻonoʻo he nui

I ka hoʻohana ʻana i nā mea ʻike ToF ma nā kihi a me nā ʻano concave, hiki iā lākou ke hana i nā ʻōlinolino i makemake ʻole ʻia, no ka mea, hiki i ke kukui ke lele i nā manawa he nui, e hoʻopilikia ana i ke ana.

• Mālamalama ambient

ʻO ka hoʻohana ʻana i ke kāmela ToF ma waho i ka lā mālamalama hiki ke hoʻolilo i ka hoʻohana ʻana ma waho i mea paʻakikī. ʻO kēia ma muli o ka ikaika nui o ka lā e hoʻopiha koke ai i nā pikela sensor, e hiki ʻole ai ke ʻike i ke kukui maoli i hōʻike ʻia mai ka mea.

• ʻO ka hopena

nā mea ʻike ToF a me nāLens ToFhiki ke hoʻohana ʻia i nā ʻano hana like ʻole. Mai ka Palapala ʻĀina 3D, ka Automation ʻOihana, ka ʻIke ʻana i nā Palekana, nā Kaʻa Hoʻokele Ponoʻī, ka Mahiʻai, ka Robotics, ka Hoʻokele ʻana i loko, ka ʻIke ʻana i nā Hana Lima, ka Nānā ʻana i nā Mea, nā Ana, ka Nānā ʻana a hiki i ka ʻoiaʻiʻo i hoʻonui ʻia! ʻAʻohe palena o nā noi o ka ʻenehana ToF.

Hiki iā ʻoe ke hoʻokaʻaʻike mai iā mākou no kekahi mau pono o nā aniani ToF.

Ke nānā aku nei ʻo Chuang An Optoelectronics i nā aniani optical wehewehe kiʻekiʻe e hana i kahi hōʻailona ʻike maka kūpono

Ua hana ʻo Chuang An Optoelectronics i nā ʻano mea like ʻoleNā aniani TOFe like me:

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