Inona ny fotoana fakan-tsary amin'ny sidina?

Ny fakan-tsary "Time-of-Flight" (ToF) dia karazana teknolojia fandrefesana halaliny izay mandrefy ny elanelana misy eo amin'ny fakan-tsary sy ny zavatra ao amin'ny sehatra amin'ny alàlan'ny fampiasana ny fotoana ifandraisan'ny hazavana amin'ny zavatra ary miverina amin'ny fakan-tsary. Matetika izy ireo no ampiasaina amin'ny fampiharana isan-karazany toy ny zava-misy augmented, robotics, 3D scanning, famantarana fihetsika, sy ny maro hafa.

Fakan-tsary ToFMiasa amin'ny alàlan'ny fandefasana famantarana hazavana, matetika hazavana infrarouge, ary fandrefesana ny fotoana iverenan'ny famantarana rehefa avy namely zavatra tao amin'ilay sehatra. Avy eo dia ampiasaina hikajiana ny elanelana amin'ireo zavatra io fandrefesana fotoana io, ka mamorona sarintany halaliny na fanehoana 3D an'ilay sehatra.

Ny fotoanan'ny fakantsary sidina

Raha ampitahaina amin'ny teknolojia hafa momba ny fahatsapana lalina toy ny hazavana voarafitra na ny fahitana stereo, ny fakantsary ToF dia manolotra tombony maro. Manome fampahalalana lalina amin'ny fotoana tena izy izy ireo, manana endrika tsotra, ary afaka miasa amin'ny toe-javatra misy hazavana isan-karazany. Kely ihany koa ny fakantsary ToF ary azo ampidirina amin'ny fitaovana kely kokoa toy ny finday avo lenta, takelaka ary fitaovana azo anaovana.

Isan-karazany ny fampiharana ny fakantsary ToF. Ao amin'ny zava-misy augmented, ny fakantsary ToF dia afaka mamantatra tsara ny halalin'ny zavatra ary manatsara ny realisme amin'ny zavatra virtoaly napetraka ao amin'ny tontolo tena izy. Ao amin'ny robotika, dia ahafahan'ny robot mahita ny manodidina azy sy miatrika ireo sakana amin'ny fomba mahomby kokoa izy ireo. Ao amin'ny scan 3D, ny fakantsary ToF dia afaka maka haingana ny jeometrian'ny zavatra na tontolo iainana ho an'ny tanjona isan-karazany toy ny zava-misy virtoaly, filalaovana lalao, na fanontana 3D. Ampiasaina amin'ny fampiharana biometrika ihany koa izy ireo, toy ny famantarana tarehy na famantarana fihetsika tanana.

二,Singa amin'ny fotoanan'ny fakantsary sidina

Fakan-tsary fotoana-sidina (ToF)misy singa fototra maromaro izay miara-miasa mba ahafahana mamantatra ny halaliny sy mandrefy ny elanelana. Mety miovaova arakaraka ny endrika sy ny mpanamboatra ireo singa manokana, fa ireto misy singa fototra hita matetika amin'ny rafitra fakantsary ToF:

Loharano Hazavana:

Mampiasa loharanon-jiro ny fakan-tsary ToF mba hampamoahana famantarana hazavana, matetika amin'ny endrika hazavana infrarouge (IR). Mety ho LED (Light-Emitting Diode) na laser diode ny loharanon-jiro, arakaraka ny endriky ny fakan-tsary. Mandeha mankany amin'ireo zavatra ao amin'ilay sehatra ny hazavana avoaka.

Optika:

Manangona ny hazavana taratra ny family ary maka sary ny tontolo manodidina eo amin'ny sensor sary (focal plane array). Ny sivana optical band-pass dia tsy mandalo afa-tsy ny hazavana mitovy halavan'ny onjam-peo amin'ny singa manazava. Izany dia manampy amin'ny fampihenana ny hazavana tsy mifandraika amin'izany sy mampihena ny tabataba.

Kapila sary:

Ity no fon'ny fakantsary TOF. Ny pixel tsirairay dia mandrefy ny fotoana lanin'ny hazavana handehanana avy amin'ny fitaovana fanazavana (laser na LED) mankany amin'ilay zavatra ary miverina any amin'ny planina fifantohana.

Fizaran-tany momba ny fotoana:

Mba handrefesana marina ny fotoana sidina, dia mila rafitra fandaminana fotoana mazava tsara ny fakantsary. Ity rafitra ity dia mifehy ny famoahana ny famantarana ny hazavana ary mamantatra ny fotoana lanin'ny hazavana handehanana mankany amin'ny zavatra ary hiverina any amin'ny fakantsary. Mampifanaraka ny fizotran'ny famoahana sy ny fitadiavana izy io mba hahazoana antoka fa marina ny fandrefesana ny halavirana.

Modulation:

SASANYFakan-tsary ToFmampiditra teknika modulation mba hanatsarana ny fahamarinan'ny fandrefesana ny halavirana sy ny faharetany. Ireo fakantsary ireo dia manova ny famantarana ny hazavana avoaka amin'ny lamina na matetika voafaritra. Ny modulation dia manampy amin'ny fanavahana ny hazavana avoaka amin'ny loharanon-jiro manodidina hafa ary manatsara ny fahafahan'ny fakantsary manavaka ny zavatra samihafa ao amin'ny sehatra.

Algorithma kajy halaliny:

Mba hanovana ny fandrefesana ny fotoana sidina ho fampahalalana momba ny halaliny, ny fakantsary ToF dia mampiasa algorithma arifomba. Ireo algorithma ireo dia mamakafaka ny angon-drakitra momba ny fotoana voaray avy amin'ny photodetector ary manisa ny elanelana misy eo amin'ny fakantsary sy ny zavatra ao amin'ny sehatra. Ny algorithma kajy ny halaliny dia matetika ahitana fanonerana ireo anton-javatra toy ny hafainganam-pandehan'ny fiparitahan'ny hazavana, ny fotoana famalian'ny sensor, ary ny fitsabahan'ny hazavana manodidina.

Famoahana angon-drakitra lalina:

Rehefa vita ny kajy ny halaliny dia mamoaka angon-drakitra momba ny halaliny ny fakantsary ToF. Mety ho sarintany halaliny, rahona teboka, na fanehoana 3D an'ilay sehatra io vokatra io. Azo ampiasain'ny fampiharana sy rafitra ny angon-drakitra momba ny halaliny mba ahafahana manao asa isan-karazany toy ny fanaraha-maso ny zavatra, ny zava-misy augmented, na ny fitetezana robotika.

Zava-dehibe ny manamarika fa mety miovaova arakaraka ny mpanamboatra sy ny modely ny fomba fampiharana sy ny singa manokan'ny fakantsary ToF. Mety hampiditra endri-javatra sy fanatsarana fanampiny ny fandrosoana eo amin'ny teknolojia mba hanatsarana ny fahombiazana sy ny fahafahan'ny rafitra fakantsary ToF.

三, Applications

Fampiharana fiara

Fakan-tsary mampiseho ny fotoana sidinadia ampiasaina amin'ny asa fanampiana sy fiarovana ho an'ny fampiharana fiara mandroso toy ny fiarovana ny mpandeha an-tongotra, ny fitadiavana mialoha ny lozam-pifamoivoizana ary ny fampiharana an-trano toy ny fitadiavana tsy eo amin'ny toerana misy azy (OOP).

Ny fampiharana ny fakantsary ToF

Fifandraisana eo amin'ny olombelona sy ny milina ary ny lalao video

As fakantsary fotoana sidinaManome sary lavitra amin'ny fotoana tena izy, mora ny manara-maso ny fihetsiky ny olombelona. Izany dia ahafahana mifandray vaovao amin'ny fitaovan'ny mpanjifa toy ny fahitalavitra. Lohahevitra iray hafa ny fampiasana ity karazana fakantsary ity mba hifaneraserana amin'ny lalao amin'ny consoles lalao video. Ny sensor Kinect taranaka faharoa izay nampidirina voalohany tao amin'ny console Xbox One dia nampiasa fakantsary time-of-flight ho an'ny fakana sary ny elanelany, izay ahafahana mampiasa interface mpampiasa voajanahary sy fampiharana lalao amin'ny alàlan'ny fahitana solosaina sy teknika famantarana fihetsika.

Manolotra karazana fakantsary fanaraha-maso fihetsika mifandraika amin'ny fotoana fivezivezena mitovy amin'izany ho an'ny filalaovana lalao video ihany koa ny Creative sy Intel, ny Senz3D izay miorina amin'ny fakantsary DepthSense 325 an'ny Softkinetic. Ny Infineon sy PMD Technologies dia ahafahana mampiasa fakantsary 3D lalina kely mitambatra ho an'ny fanaraha-maso fihetsika akaiky ny fitaovana ampiasain'ny mpanjifa toy ny solosaina finday sy solosaina finday (Picco flexx sy Picco monstar cameras).

Ny fampiharana ny fakantsary ToF amin'ny lalao

Fakan-tsary finday avo lenta

Maro amin'ireo finday avo lenta no misy fakantsary "time-of-flight". Ireo dia ampiasaina indrindra hanatsarana ny kalitaon'ny sary amin'ny alàlan'ny fanomezana fampahalalana momba ny eo aloha sy ny any aoriana ho an'ny rindrambaiko fakantsary. Ny finday voalohany nampiasa izany teknolojia izany dia ny LG G3, izay navoaka tamin'ny fiandohan'ny taona 2014.

Ny fampiharana ny fakantsary ToF amin'ny finday

Fandrefesana sy fahitana milina

Ny fampiharana hafa dia ny asa fandrefesana, ohatra amin'ny haavon'ny famenoana ao anaty silo. Amin'ny fahitana milina indostrialy, ny fakantsary fandrefesana ny fotoana sidina dia manampy amin'ny fanasokajiana sy fitadiavana zavatra ampiasain'ny robot, toy ny zavatra mandalo eo amin'ny conveyor. Ny fanaraha-maso ny varavarana dia afaka manavaka mora foana ny biby sy ny olombelona tonga eo am-baravarana.

Robotika

Fampiasana iray hafa an'ireto fakantsary ireto ny sehatry ny robotika: Afaka manorina sarintany manodidina azy haingana dia haingana ireo robota finday, ka ahafahan'izy ireo misoroka ny sakana na manaraka olona mitarika. Satria tsotra ny kajy ny halavirana, dia kely dia kely ny hery kajy ampiasaina. Koa satria azo ampiasaina handrefesana ny halavirana ihany koa ireo fakantsary ireo, dia fantatra fa mampiasa ireo fitaovana ireo ho an'ny fanazaran-tena mandeha ho azy ireo ekipa amin'ny FIRST Robotics Competition.

Topografia eto an-tany

Fakan-tsary ToFefa nampiasaina hahazoana modely nomerika momba ny haavon'ny tany, ho an'ny fandalinana ny jeomorfolojia.

Ny fampiharana ny fakantsary ToF amin'ny jeomorfolojia