1. Inona no atao hoe sensor time-of-flight (ToF)?

Inona no atao hoe fakantsary fakan-tsary mampiseho ny fotoana sidina? Ilay fakantsary ve no maka ny sidin'ny fiaramanidina? Misy ifandraisany amin'ny fiaramanidina sa fiaramanidina ve izany? Eny, tena lavitra be mihitsy aza izany!

Ny ToF dia fandrefesana ny fotoana lanin'ny zavatra, poti-javatra na onja iray handehanana lavitra. Fantatrao ve fa miasa ny rafitra sonar an'ny ramanavy? Mitovy amin'izany koa ny rafitra fotoana fanidinana!

Misy karazana sensor fotoana-of-the-flight maro, fa ny ankamaroany dia fakantsary fotoana-of-the-flight sy scanner laser, izay mampiasa teknolojia antsoina hoe lidar (fitadiavana hazavana sy fijinjana) mba handrefesana ny halalin'ny teboka samihafa amin'ny sary amin'ny alàlan'ny famirapiratana azy amin'ny hazavana infrared.

Tena ilaina ny angona novokarina sy nalaina tamin'ny fampiasana sensor ToF satria afaka mamantatra ny mpandeha an-tongotra, manamarina ny mpampiasa mifototra amin'ny endriky ny tarehy, manao sarintany ny tontolo iainana amin'ny alàlan'ny algorithm SLAM (simultaneous localization and mapping), sy ny maro hafa.

Ity rafitra ity dia tena ampiasaina betsaka amin'ny robot, fiara mitondra tena, ary na dia amin'izao fotoana izao aza ny findainao. Ohatra, raha mampiasa Huawei P30 Pro, Oppo RX17 Pro, LG G8 ThinQ, sns ianao, dia manana fakantsary ToF ny findainao!

Fakan-tsary ToF

2. Ahoana no fiasan'ny sensor-n'ny fotoana sidina?

Ankehitriny, tianay ny hanome fampidirana fohy momba ny atao hoe "capteur de time-of-flight" sy ny fomba fiasany.

ToFMampiasa laser kely ireo sensor mba hampamoahana hazavana infrarouge, izay ipoiran'ny hazavana vokarina amin'ny zavatra rehetra ary miverina any amin'ny sensor. Mifototra amin'ny fahasamihafan'ny fotoana eo amin'ny famoahana hazavana sy ny fiverenana any amin'ny sensor rehefa avy taratry ny zavatra, dia afaka mandrefy ny elanelana misy eo amin'ny zavatra sy ny sensor ny sensor.

Androany, handinika fomba roa hampiasan'ny ToF ny fotoana fandehanana mba hamaritana ny halavirana sy ny halaliny isika: amin'ny fampiasana ny "timing pulses", ary amin'ny fampiasana ny fiovan'ny dingana amin'ny onja novaina ny amplitude.

Ampiasao ny pulsa ara-potoana

Ohatra, miasa amin'ny alàlan'ny fanazavana ny lasibatra amin'ny alàlan'ny laser izy io, avy eo mandrefy ny hazavana taratra amin'ny alàlan'ny scanner, ary avy eo mampiasa ny hafainganam-pandehan'ny hazavana mba handinihana ny halaviran'ny zavatra mba hikajiana tsara ny halavirana naleha. Ho fanampin'izany, ny fahasamihafan'ny fotoana fiverenan'ny laser sy ny halavan'ny onjam-peo dia ampiasaina avy eo mba hanaovana fanehoana nomerika 3D marina sy ny endriky ny velaran'ny lasibatra, ary hamaritana ny endriny tsirairay.

Araka ny hitanao etsy ambony, ny hazavana laser dia alefa ary avy eo dia mitsambikina avy amin'ilay zavatra miverina mankany amin'ny sensor. Miaraka amin'ny fotoana fiverenan'ny laser, ny fakantsary ToF dia afaka mandrefy halavirana marina ao anatin'ny fotoana fohy raha jerena ny hafainganam-pandehan'ny hazavana. (ToF dia miova ho halavirana) Ity no raikipohy ampiasain'ny mpandinika mba hahatongavana amin'ny halavirana marina amin'ny zavatra iray:

(hafainganam-pandehan'ny hazavana x fotoana fanidinana) / 2

Mamadika ho elanelana ny ToF

Araka ny hitanao, hanomboka ny famantaranandro raha mbola maty ny jiro, ary rehefa mahazo ny jiro miverina ny mpandray, dia hamerina ny fotoana ny famantaranandro. Rehefa esorina indroa, dia azo ny "fotoana fanidinan'ny" hazavana, ary tsy miova ny hafainganam-pandehan'ny hazavana, ka azo kajy mora foana ny halavirana amin'ny alàlan'ny raikipohy etsy ambony. Amin'izany fomba izany, dia azo faritana ny teboka rehetra eo amin'ny velaran'ny zavatra.

Ampiasao ny fiovan'ny dingana amin'ny onja AM

Manaraka, nyToFdia afaka mampiasa onja mitohy ihany koa mba hamantarana ny fiovan'ny endriky ny hazavana taratra mba hamaritana ny halaliny sy ny halavirana.

Fiovan'ny dingana mampiasa onjam-peo AM

Amin'ny alàlan'ny fanovana ny amplitude, dia mamorona loharanon-jiro sinusoidal misy fatran'ny hazavana fantatra izy io, izay ahafahan'ny mpitsikilo mamaritra ny fiovan'ny dingana amin'ny hazavana taratra amin'ny alàlan'ity raikipohy manaraka ity:

izay c ny hafainganam-pandehan'ny hazavana (c = 3 × 10^8 m/s), λ ny halavan'ny onjam-peo (λ = 15 m), ary f ny matetika, dia azo kajy mora foana amin'ny halaliny ny teboka tsirairay eo amin'ny sensor.

Mitranga haingana dia haingana ireo zavatra rehetra ireo rehefa miasa amin'ny hafainganam-pandehan'ny hazavana isika. Azonao an-tsaina ve ny fahamarinan'ny fandrefesana sy ny hafainganam-pandehan'ny sensor? Avelao aho hanome ohatra iray, ny hazavana dia mandeha amin'ny hafainganam-pandeha 300,000 kilometatra isan-tsegondra, raha 5m miala aminao ny zavatra iray, ny fahasamihafan'ny fotoana eo amin'ny fivoahan'ny hazavana avy amin'ny fakantsary sy ny fiverenany dia eo amin'ny 33 nanosegondra, izay mitovy amin'ny 0.000000033 segondra monja! Mahavariana! Ankoatra izany, ny angon-drakitra voaray dia hanome anao fanehoana nomerika 3D marina ho an'ny piksela tsirairay ao amin'ny sary.

Na inona na inona foto-kevitra ampiasaina, ny fanomezana loharanon-jiro izay manazava ny sehatra iray manontolo dia ahafahan'ny sensor mamaritra ny halalin'ny teboka rehetra. Ny vokatra toy izany dia manome anao sarintany elanelana izay ametrahan'ny pixel tsirairay ny elanelana mankany amin'ny teboka mifanaraka amin'izany ao amin'ny sehatra. Ity manaraka ity dia ohatra iray amin'ny grafika ToF range:

Ohatra iray amin'ny grafika misy elanelana ToF

Ankehitriny fantatsika fa miasa ny ToF, nahoana no tsara izy io? Nahoana no ampiasaina? Inona no mahasoa azy ireo? Aza manahy, misy tombony maro ny fampiasana sensor ToF, saingy mazava ho azy fa misy ihany ny fetrany.

3. Ny tombony azo amin'ny fampiasana sensor time-of-flight

Fandrefesana marina sy haingana

Raha ampitahaina amin'ny fitaovana fandrefesana elanelana hafa toy ny ultrasound na laser, ny fitaovana fandrefesana fotoana dia afaka mamorona sary 3D amin'ny sehatra iray haingana dia haingana. Ohatra, ny fakantsary ToF dia afaka manao izany indray mandeha monja. Tsy vitan'izay fa ny fitaovana fandrefesana ToF dia afaka mamantatra zavatra marina ao anatin'ny fotoana fohy ary tsy misy fiantraikany amin'ny hamandoana, ny tsindrin'ny rivotra ary ny mari-pana, ka mahatonga azy io ho mety amin'ny fampiasana anatiny sy ivelany.

lavitra

Koa satria mampiasa laser ny sensor ToF, dia afaka mandrefy halavirana sy elanelana lavitra amin'ny fahamarinan-toerana avo lenta ihany koa izy ireo. Mora ampiasaina ny sensor ToF satria afaka mamantatra zavatra akaiky sy lavitra amin'ny endrika sy habe rehetra.

Azo ovaina ihany koa izy io satria azonao amboarina ny optikan'ny rafitra mba hahazoana fahombiazana tsara indrindra, izay ahafahanao misafidy ny karazana mpandefa sy mpandray ary ny family mba hahazoana ny sehatry ny fijery irina.

Fiarovana

Manahy sao ny laser avy amin'nyToFHanimba ny masonao ve ny "capteur"? Aza manahy! Maro amin'ireo "capteur" ToF no mampiasa laser infrarouge ambany hery ho loharanon-jiro ary mampiasa azy amin'ny alalan'ny "pulses" voafehy. Mahafeno ny fenitra fiarovana amin'ny laser kilasy 1 ity "capteur" ity mba hahazoana antoka fa azo antoka ho an'ny mason'olombelona.

mahomby amin'ny vidiny

Raha ampitahaina amin'ny teknolojia fijerena halaliny 3D hafa toy ny rafitra fakan-tsary misy rafitra hazavana voarafitra na ny fitaovana fandrefesana elanelana laser, dia mora lavitra ny sensor ToF raha oharina amin'izy ireo.

Na eo aza ireo fetrany rehetra ireo, dia mbola azo ianteherana tsara ny ToF ary fomba haingana dia haingana handraisana fampahalalana 3D.

4. Famerana ny ToF

Na dia manana tombony maro aza ny ToF, dia manana ihany koa ny fetrany. Ireto ny sasany amin'ireo fetran'ny ToF:

• Hazavana miparitaka

Raha akaikin'ny sensor ToF-nao ny velarana mamirapiratra be dia be, dia mety hampiely hazavana be loatra ao amin'ny mpandray anao izy ireo ka hamorona zavatra tsy ilaina sy taratra, satria ny sensor ToF-nao dia mila mamerina ny hazavana rehefa vita ny fandrefesana.

• Fisaintsainana maromaro

Rehefa mampiasa sensor ToF amin'ny zorony sy amin'ny endrika concave izy ireo dia mety hiteraka taratra tsy ilaina, satria mety hitsambikina imbetsaka ny hazavana, ka hanova ny fandrefesana.

• Hazavana manodidina

Mety ho sarotra ny fampiasana ny fakantsary ToF any ivelany amin'ny tara-masoandro mazava. Izany dia noho ny hamafin'ny tara-masoandro izay mahatonga ny pikselan'ny sensor ho tototry ny hazavana haingana, ka mahatonga azy tsy ho azo atao ny mamantatra ny hazavana tena taratra avy amin'ilay zavatra.

• Ny famaranana

Ireo sensor ToF syLensa ToFAzo ampiasaina amin'ny fampiharana isan-karazany. Manomboka amin'ny Sarintany 3D, Automatique Indostrielle, Fitiliana sakana, Fiara mitondra tena, Fambolena, Robotika, Fitetezana an-trano, Famantarana fihetsika, Fijerena zavatra, Fandrefesana, Fanaraha-maso ka hatramin'ny Zava-misy nohatsaraina! Tsy misy fetra ny fampiharana ny teknolojia ToF.

Afaka mifandray aminay ianao raha mila lantihy ToF rehetra.

Mifantoka amin'ny lantihy optika avo lenta ny Chuang An Optoelectronics mba hamoronana marika hita maso tonga lafatra.

Namokatra karazana fitaovana isan-karazany ny Chuang An Optoelectronics ankehitrinyLensa TOFtoy ny:

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