1. Apa sing diarani sensor wektu-penerbangan (ToF)?

Apa kuwi kamera wektu mabur? Apa kuwi kamera sing ngrekam mabure pesawat? Apa ana hubungane karo pesawat utawa pesawat? Ya, sejatine kuwi isih adoh banget!

ToF kuwi ukuran wektu sing dibutuhake obyek, partikel, utawa gelombang kanggo lelungan nganti tekan jarak sing adoh. Apa sampeyan ngerti yen sistem sonar kelelawar uga bisa digunakake? Sistem wektu mabur uga padha!

Ana akeh jinis sensor wektu-penerbangan, nanging umume awujud kamera wektu-penerbangan lan pemindai laser, sing nggunakake teknologi sing diarani lidar (deteksi cahya lan ranging) kanggo ngukur ambane macem-macem titik ing gambar kanthi nyorot nganggo cahya inframerah.

Data sing digawe lan dijupuk nggunakake sensor ToF migunani banget amarga bisa nyedhiyakake deteksi pejalan kaki, otentikasi pangguna adhedhasar fitur rai, pemetaan lingkungan nggunakake algoritma SLAM (simultaneous localization and mapping), lan liya-liyane.

Sistem iki sejatine akeh digunakake ing robot, mobil sing nyopir dhewe, lan saiki uga ing piranti seluler sampeyan. Contone, yen sampeyan nggunakake Huawei P30 Pro, Oppo RX17 Pro, LG G8 ThinQ, lan liya-liyane, ponsel sampeyan duwe kamera ToF!

Kamera ToF

2. Kepriye cara kerja sensor wektu-penerbangan?

Saiki, kita arep menehi pambuka singkat babagan apa iku sensor time-of-flight lan cara kerjane.

KanggoFSensor nggunakake laser cilik kanggo ngetokake cahya inframerah, ing ngendi cahya sing diasilake mantul saka obyek apa wae lan bali menyang sensor. Adhedhasar bedane wektu antarane emisi cahya lan bali menyang sensor sawise dipantulake dening obyek, sensor bisa ngukur jarak antarane obyek lan sensor.

Dina iki, kita bakal njelajah 2 cara kepiye ToF nggunakake wektu tempuh kanggo nemtokake jarak lan ambane: nggunakake pulsa wektu, lan nggunakake owah-owahan fase gelombang sing dimodulasi amplitudo.

Gunakake pulsa sing dijadwalake

Umpamane, cara kerjane kanthi madhangi target nganggo laser, banjur ngukur cahya sing dipantulake nganggo scanner, banjur nggunakake kecepatan cahya kanggo ngekstrapolasi jarak obyek supaya bisa ngetung jarak sing ditempuh kanthi tepat. Kajaba iku, bedane wektu bali laser lan dawa gelombang banjur digunakake kanggo nggawe representasi 3D digital lan fitur permukaan target sing akurat, lan memetakan fitur individu kanthi visual.

Kaya sing sampeyan deleng ing ndhuwur, cahya laser dipateni banjur mantul saka obyek bali menyang sensor. Kanthi wektu bali laser, kamera ToF bisa ngukur jarak sing akurat sajrone wektu sing cendhak amarga kecepatan cahya sing ditempuh. (ToF diowahi dadi jarak) Iki rumus sing digunakake analis kanggo nggayuh jarak sing tepat saka obyek:

(kacepetan cahya x wektu mabur) / 2

ToF ngowahi dadi jarak

Kaya sing sampeyan deleng, timer bakal diwiwiti nalika lampune mati, lan nalika panrima nampa lampu bali, timer bakal ngasilake wektu kasebut. Nalika dikurangi kaping pindho, "wektu mabur" cahya bakal dipikolehi, lan kecepatan cahya tetep, saengga jarak bisa diitung kanthi gampang nggunakake rumus ing ndhuwur. Kanthi cara iki, kabeh titik ing permukaan obyek bisa ditemtokake.

Gunakake owah-owahan fase gelombang AM

Sabanjure, ingKanggoFuga bisa nggunakake gelombang terus-terusan kanggo ndeteksi owah-owahan fase saka cahya sing dipantulake kanggo nemtokake jerone lan jarak.

Owah-owahan fase nggunakake gelombang AM

Kanthi modulasi amplitudo, iki nggawe sumber cahya sinusoidal kanthi frekuensi sing dikenal, sing ngidini detektor nemtokake owah-owahan fase cahya sing dipantulkan nggunakake rumus ing ngisor iki:

ing ngendi c minangka kacepetan cahya (c = 3 × 10^8 m/s), λ minangka dawa gelombang (λ = 15 m), lan f minangka frekuensi, saben titik ing sensor bisa diitung kanthi gampang kanthi jero.

Kabeh iki kedadeyan kanthi cepet banget nalika kita kerja kanthi kecepatan cahya. Apa sampeyan bisa mbayangake presisi lan kecepatan sing bisa digunakake sensor kanggo ngukur? Ayo dakwenehake conto, cahya lelungan kanthi kecepatan 300.000 kilometer per detik, yen obyek adoh 5m saka sampeyan, bedane wektu antarane cahya sing metu saka kamera lan bali yaiku udakara 33 nanodetik, sing mung padha karo 0,000000033 detik! Wow! Ora mung kuwi, data sing dijupuk bakal menehi sampeyan representasi digital 3D sing akurat kanggo saben piksel ing gambar.

Preduli saka prinsip sing digunakake, nyedhiyakake sumber cahya sing madhangi kabeh pemandangan ngidini sensor nemtokake ambane kabeh titik. Asil kasebut menehi peta jarak ing ngendi saben piksel ngode jarak menyang titik sing cocog ing pemandangan kasebut. Ing ngisor iki minangka conto grafik rentang ToF:

Conto grafik rentang ToF

Saiki kita ngerti yen ToF bisa digunakake, kenapa apik? Kenapa kudu digunakake? Apa gunane? Aja kuwatir, ana akeh kaluwihan nggunakake sensor ToF, nanging mesthi ana sawetara watesan.

3. Keuntungan nggunakake sensor wektu-penerbangan

Pangukuran sing akurat lan cepet

Dibandhingake karo sensor jarak liyane kayata ultrasonik utawa laser, sensor wektu-penerbangan bisa nyusun gambar 3D saka pemandangan kanthi cepet banget. Contone, kamera ToF mung bisa nindakake iki sapisan. Ora mung kuwi, sensor ToF bisa ndeteksi obyek kanthi akurat sajrone wektu sing cendhak lan ora kena pengaruh kelembapan, tekanan udara, lan suhu, saengga cocok kanggo panggunaan njero ruangan lan njaba ruangan.

jarak adoh

Amarga sensor ToF nggunakake laser, sensor kasebut uga bisa ngukur jarak lan jangkauan sing adoh kanthi akurasi sing dhuwur. Sensor ToF fleksibel amarga bisa ndeteksi obyek sing cedhak lan adoh saka kabeh bentuk lan ukuran.

Iki uga fleksibel amarga sampeyan bisa ngatur optik sistem kanggo kinerja sing optimal, ing ngendi sampeyan bisa milih jinis pemancar lan panrima lan lensa kanggo entuk bidang pandang sing dikarepake.

Keamanan

Kuwatir yen laser sakaKanggoFApa sensor iki bakal nglarani mripatmu? aja kuwatir! Akeh sensor ToF saiki nggunakake laser inframerah daya rendah minangka sumber cahya lan nggerakake nganggo pulsa termodulasi. Sensor kasebut memenuhi standar keamanan laser Kelas 1 kanggo mesthekake aman kanggo mripat manungsa.

hemat biaya

Dibandhingake karo teknologi pemindaian jarak jero 3D liyane kayata sistem kamera cahya terstruktur utawa pengukur jarak laser, sensor ToF luwih murah dibandhingake karo sensor liyane.

Senajan ana watesane, ToF isih bisa dipercaya lan minangka cara sing cepet banget kanggo njupuk informasi 3D.

4. Watesan ToF

Senajan ToF nduweni akeh kaluwihan, nanging uga nduweni watesan. Sawetara watesan ToF kalebu:

• Cahya sing kasebar

Yen permukaan sing padhang banget cedhak banget karo sensor ToF sampeyan, permukaan kasebut bisa nyebarake cahya sing akeh banget menyang panrima lan nggawe artefak lan pantulan sing ora dikarepake, amarga sensor ToF sampeyan mung perlu mantulkan cahya sawise pangukuran wis siap.

• Refleksi kaping pirang-pirang

Nalika nggunakake sensor ToF ing pojok lan bentuk cekung, sensor kasebut bisa nyebabake pantulan sing ora dikarepake, amarga cahya bisa mantul kaping pirang-pirang, saengga ngganggu pangukuran.

• Cahya sekitar

Nggunakake kamera ToF ing njaba ruangan nalika srengenge padhang bisa nggawe panggunaan ing njaba ruangan dadi angel. Iki amarga intensitas srengenge sing dhuwur nyebabake piksel sensor cepet jenuh, saengga ora bisa ndeteksi cahya sing dipantulake saka obyek kasebut.

• Dudutané

Sensor ToF lanLensa ToFbisa digunakake ing macem-macem aplikasi. Saka Pemetaan 3D, Otomatisasi Industri, Deteksi Alangan, Mobil Nyetir Mandiri, Pertanian, Robotika, Navigasi Jero Ruangan, Pengenalan Gerakan, Pemindaian Objek, Pengukuran, Pengawasan nganti Augmented Reality! Aplikasi teknologi ToF ora ana telasé.

Panjenengan saged ngubungi kita kangge kabutuhan lensa ToF.

Chuang An Optoelektronik fokus ing lensa optik definisi dhuwur kanggo nggawe merek visual sing sampurna

Chuang An Optoelektronik saiki wis ngasilake macem-macemLensa TOFkayata:

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