1. X'inhu sensur tal-ħin tat-titjira (ToF)?

X'inhi kamera li tirrekordja l-ħin tat-titjira? Hija l-kamera li taqbad it-titjira tal-ajruplan? Għandha x'taqsam ma' ajruplani jew ajruplani? Fil-fatt, hija 'l bogħod ħafna!

It-ToF hija kejl tal-ħin li jieħu oġġett, partiċella jew mewġa biex tivvjaġġa distanza. Kont taf li taħdem is-sistema sonar tal-farfett il-lejl? Is-sistema tal-ħin tat-titjira hija simili!

Hemm ħafna tipi ta' sensuri tal-ħin tat-titjira, iżda ħafna minnhom huma kameras tal-ħin tat-titjira u skaners tal-lejżer, li jużaw teknoloġija msejħa lidar (detezzjoni u kejl tad-dawl) biex ikejlu l-fond ta' diversi punti f'immaġni billi jdawluha b'dawl infra-aħmar.

Id-dejta ġġenerata u miġbura bl-użu tas-sensuri ToF hija utli ħafna peress li tista' tipprovdi skoperta ta' persuni mexjin, awtentikazzjoni tal-utent ibbażata fuq il-karatteristiċi tal-wiċċ, immappjar tal-ambjent bl-użu ta' algoritmi SLAM (lokalizzazzjoni u immappjar simultanju), u aktar.

Din is-sistema fil-fatt tintuża ħafna fir-robots, fil-karozzi li jsuqu waħedhom, u anke issa fit-tagħmir mobbli tiegħek. Pereżempju, jekk qed tuża Huawei P30 Pro, Oppo RX17 Pro, LG G8 ThinQ, eċċ., it-telefon tiegħek għandu kamera ToF!

Kamera ToF

2. Kif jaħdem is-sensorju tal-ħin tat-titjira?

Issa, nixtiequ nagħtu introduzzjoni qasira dwar x'inhu sensur tal-ħin tat-titjira u kif jaħdem.

ToFIs-sensuri jużaw lejżers żgħar biex jarmu dawl infra-aħmar, fejn id-dawl li jirriżulta jirrifletti fuq kwalunkwe oġġett u jirritorna lejn is-sensur. Abbażi tad-differenza fil-ħin bejn l-emissjoni tad-dawl u r-ritorn lejn is-sensur wara li jiġi rifless mill-oġġett, is-sensur jista' jkejjel id-distanza bejn l-oġġett u s-sensur.

Illum, se nesploraw żewġ modi kif it-ToF juża l-ħin tal-ivvjaġġar biex jiddetermina d-distanza u l-fond: bl-użu tal-impulsi tal-ħin, u bl-użu tal-bidla fil-fażi tal-mewġ modulat bl-amplitudni.

Uża impulsi skedati

Pereżempju, jaħdem billi jdawwal mira b'lejżer, imbagħad ikejjel id-dawl rifless bi skaner, u mbagħad juża l-veloċità tad-dawl biex jestrapola d-distanza tal-oġġett biex jikkalkula preċiżament id-distanza vvjaġġata. Barra minn hekk, id-differenza fil-ħin tar-ritorn tal-lejżer u t-tul tal-mewġa mbagħad tintuża biex tagħmel rappreżentazzjoni diġitali 3D preċiża u l-karatteristiċi tal-wiċċ tal-mira, u timmappa viżwalment il-karatteristiċi individwali tagħha.

Kif tistgħu taraw hawn fuq, id-dawl tal-lejżer jiġi sparat u mbagħad jirrifletti mill-oġġett lura lejn is-sensor. Bil-ħin tar-ritorn tal-lejżer, il-kameras ToF jistgħu jkejlu distanzi preċiżi f'perjodu qasir ta' żmien minħabba l-veloċità tal-ivvjaġġar tad-dawl. (ToF jikkonverti għal distanza) Din hija l-formula li juża analista biex jasal għad-distanza eżatta ta' oġġett:

(veloċità tad-dawl x ħin tat-titjira) / 2

ToF jikkonverti għal distanza

Kif tistgħu taraw, it-tajmer jibda waqt li d-dawl ikun mitfi, u meta r-riċevitur jirċievi d-dawl tar-ritorn, it-tajmer jirritorna l-ħin. Meta tnaqqas darbtejn, jinkiseb il-"ħin tat-titjira" tad-dawl, u l-veloċità tad-dawl hija kostanti, għalhekk id-distanza tista' tiġi kkalkulata faċilment bl-użu tal-formula ta' hawn fuq. B'dan il-mod, il-punti kollha fuq il-wiċċ tal-oġġett jistgħu jiġu determinati.

Uża l-bidla fil-fażi tal-mewġa AM

Imbagħad, il-ToFjista' wkoll juża mewġ kontinwu biex jidentifika l-bidla fil-fażi tad-dawl rifless biex jiddetermina l-fond u d-distanza.

Bidla fil-fażi bl-użu tal-mewġa AM

Billi timmodula l-amplitudni, toħloq sors ta' dawl sinusoidali bi frekwenza magħrufa, li tippermetti lid-ditekter jiddetermina l-ispostament tal-fażi tad-dawl rifless bl-użu tal-formula li ġejja:

Fejn c hija l-veloċità tad-dawl (c = 3 × 10^8 m/s), λ hija t-tul tal-mewġa (λ = 15 m), u f hija l-frekwenza, kull punt fuq is-sensorju jista' jiġi kkalkulat faċilment fil-fond.

Dawn l-affarijiet kollha jiġru malajr ħafna hekk kif naħdmu bil-veloċità tad-dawl. Tista’ timmaġina l-preċiżjoni u l-veloċità li bihom is-sensuri kapaċi jkejlu? Ħa nagħtik eżempju, id-dawl jivvjaġġa b’veloċità ta’ 300,000 kilometru kull sekonda, jekk oġġett ikun 5m 'il bogħod minnek, id-differenza fil-ħin bejn id-dawl li joħroġ mill-kamera u dak li jirritorna hija ta’ madwar 33 nanosekonda, li hija ekwivalenti biss għal 0.000000033 sekondi! Ara! Biex ma nsemmux, id-dejta miġbura tagħtik rappreżentazzjoni diġitali 3D preċiża għal kull pixel fl-immaġni.

Irrispettivament mill-prinċipju użat, il-provvista ta' sors ta' dawl li jdawwal ix-xena kollha tippermetti lis-senser jiddetermina l-fond tal-punti kollha. Riżultat bħal dan jagħtik mappa tad-distanza fejn kull pixel jikkodifika d-distanza sal-punt korrispondenti fix-xena. Dan li ġej huwa eżempju ta' graff tal-firxa ToF:

Eżempju ta' graff tal-firxa ToF

Issa li nafu li t-ToF jaħdem, għaliex huwa tajjeb? Għaliex għandu jintuża? Għal xiex huma tajbin? Tinkwetax, hemm ħafna vantaġġi fl-użu ta' sensur ToF, iżda naturalment hemm xi limitazzjonijiet.

3. Il-benefiċċji tal-użu ta' sensuri tal-ħin tat-titjira

Kejl preċiż u veloċi

Meta mqabbla ma' sensuri oħra tad-distanza bħall-ultrasound jew il-lejżers, is-sensuri tal-ħin tat-titjira huma kapaċi jikkomponu immaġni 3D ta' xena malajr ħafna. Pereżempju, kamera ToF tista' tagħmel dan darba biss. Mhux hekk biss, is-sensur ToF huwa kapaċi jidentifika oġġetti b'mod preċiż fi żmien qasir u mhux affettwat mill-umdità, il-pressjoni tal-arja u t-temperatura, u b'hekk huwa adattat kemm għall-użu fuq ġewwa kif ukoll fuq barra.

distanza twila

Peress li s-sensuri ToF jużaw lejżers, huma kapaċi wkoll li jkejlu distanzi twal u firxiet b'eżattezza għolja. Is-sensuri ToF huma flessibbli għaliex huma kapaċi jidentifikaw oġġetti qrib u 'l bogħod ta' kull forma u daqs.

Huwa wkoll flessibbli fis-sens li inti tista' tippersonalizza l-ottika tas-sistema għal prestazzjoni ottimali, fejn tista' tagħżel it-tipi ta' trasmettitur u riċevitur u l-lentijiet biex tikseb il-kamp viżiv mixtieq.

Sigurtà

Inkwetat li l-lejżer mill-ToFIs-senser se jweġġa' għajnejk? Tinkwetax! Ħafna sensuri ToF issa jużaw lejżer infra-aħmar ta' qawwa baxxa bħala s-sors tad-dawl u jħaddmuh b'impulsi modulati. Is-senser jissodisfa l-istandards tas-sigurtà tal-lejżer tal-Klassi 1 biex jiżgura li jkun sikur għall-għajn tal-bniedem.

kosteffettiv

Meta mqabbla ma' teknoloġiji oħra ta' skannjar ta' firxa ta' fond 3D bħal sistemi ta' kameras b'dawl strutturat jew rangefinders bil-lejżer, is-sensuri ToF huma ħafna irħas meta mqabbla magħhom.

Minkejja dawn il-limitazzjonijiet kollha, it-ToF għadu affidabbli ħafna u metodu veloċi ħafna biex tinqabad informazzjoni 3D.

4. Limitazzjonijiet tat-ToF

Għalkemm it-ToF għandu ħafna benefiċċji, għandu wkoll limitazzjonijiet. Xi wħud mil-limitazzjonijiet tat-ToF jinkludu:

• Dawl imxerred

Jekk uċuħ qawwijin ħafna jkunu qrib ħafna tas-senser ToF tiegħek, dawn jistgħu jxerrdu wisq dawl fir-riċevitur tiegħek u joħolqu artefatti u riflessjonijiet mhux mixtieqa, peress li s-senser ToF tiegħek jeħtieġ li jirrifletti d-dawl biss ladarba l-kejl ikun lest.

• Riflessjonijiet multipli

Meta jintużaw sensuri ToF fuq kantunieri u forom konkavi, dawn jistgħu jikkawżaw riflessjonijiet mhux mixtieqa, billi d-dawl jista' jirrifletti diversi drabi, u jgħawweġ il-kejl.

• Dawl ambjentali

L-użu tal-kamera ToF barra fid-dawl tax-xemx qawwi jista' jagħmel l-użu fuq barra diffiċli. Dan minħabba l-intensità għolja tad-dawl tax-xemx li tikkawża li l-pixels tas-sensor jissaturaw malajr, u b'hekk ikun impossibbli li jiġi skopert id-dawl attwali rifless mill-oġġett.

• Il-konklużjoni

Sensuri ToF uLenti ToFjista' jintuża f'varjetà ta' applikazzjonijiet. Minn Immappjar 3D, Awtomazzjoni Industrijali, Sejbien ta' Ostakli, Karozzi li Jsuqu Waħedhom, Agrikoltura, Robotika, Navigazzjoni fuq ġewwa, Rikonoxximent tal-Ġesti, Skennjar ta' Oġġetti, Kejl, Sorveljanza sa Realtà Awmentata! L-applikazzjonijiet tat-teknoloġija ToF huma bla tmiem.

Tista' tikkuntattjana għal kwalunkwe ħtieġa ta' lentijiet ToF.

Chuang An Optoelectronics tiffoka fuq lentijiet ottiċi ta' definizzjoni għolja biex toħloq marka viżwali perfetta

Chuang An Optoelectronics issa pproduċiet varjetà ta'Lentijiet TOFbħal:

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