1. Naon ari sénsor time-of-flight (ToF) téh?

Naon ari kaméra waktu hiber téh? Naha éta kaméra anu ngarékam hiberna pesawat? Naha éta aya hubunganana jeung pesawat atawa sapédah? Nya, sabenerna mah éta téh jauh pisan!

ToF nyaéta ukuran waktu anu diperyogikeun ku hiji objék, partikel, atawa gelombang pikeun ngarambat jarak anu jauh. Naha anjeun terang yén sistem sonar kalong jalan? Sistem waktu hiberna sarua!

Aya seueur jinis sénsor time-of-flight, tapi kalolobana nyaéta kaméra time-of-flight sareng pamindai laser, anu nganggo téknologi anu disebut lidar (deteksi cahaya sareng ranging) pikeun ngukur jerona rupa-rupa titik dina gambar ku cara nyorotkeunana ku cahaya infra red.

Data anu dihasilkeun sareng direkam nganggo sensor ToF mangpaat pisan sabab tiasa nyayogikeun deteksi pejalan kaki, auténtikasi pangguna dumasar kana fitur raray, pemetaan lingkungan nganggo algoritma SLAM (simultaneous localization and mapping), sareng seueur deui.

Sistem ieu sabenerna loba dipaké dina robot, mobil anu nyetir sorangan, komo ayeuna mah dina alat sélulér anjeun. Contona, upami anjeun nganggo Huawei P30 Pro, Oppo RX17 Pro, LG G8 ThinQ, jsb., telepon anjeun gaduh kaméra ToF!

Kaméra ToF

2. Kumaha cara kerja sénsor waktu-penerbangan?

Ayeuna, simkuring hoyong masihan bubuka singget ngeunaan naon ari sénsor time-of-flight sareng kumaha cara kerjana.

KaFSensor ngagunakeun laser leutik pikeun ngaluarkeun cahaya infra red, dimana cahaya anu dihasilkeun mantul tina objék naon waé sareng balik deui ka sensor. Dumasar kana bédana waktos antara émisi cahaya sareng balikna ka sensor saatos dipantulkeun ku objék, sensor tiasa ngukur jarak antara objék sareng sensor.

Dinten ieu, urang bakal nalungtik 2 cara kumaha ToF ngagunakeun waktos tempuh pikeun nangtukeun jarak sareng jerona: ngagunakeun pulsa timing, sareng ngagunakeun pergeseran fase gelombang anu dimodulasi amplitudo.

Anggo pulsa anu diwaktukeun

Contona, éta jalan ku cara nyaangan target nganggo laser, teras ngukur cahaya anu dipantulkeun nganggo scanner, teras nganggo kecepatan cahaya pikeun ngekstrapolasi jarak objék pikeun ngitung jarak anu ditempuh sacara tepat. Salian ti éta, bédana dina waktos mulang laser sareng panjang gelombang teras dianggo pikeun ngadamel répréséntasi 3D digital anu akurat sareng fitur permukaan target, sareng sacara visual memetakan fitur masing-masing.

Sakumaha anjeun tiasa tingali di luhur, cahaya laser dipecat teras mantul tina objék deui ka sénsor. Kalayan waktos mulang laser, kaméra ToF tiasa ngukur jarak anu akurat dina waktos anu singget dumasar kana kecepatan perjalanan cahaya. (ToF dirobih janten jarak) Ieu rumus anu dianggo ku analis pikeun ngahontal jarak anu pasti tina hiji objék:

(laju cahaya x waktu hiber) / 2

ToF ngarobah kana jarak

Sakumaha anjeun tiasa tingali, timer bakal ngamimitian nalika lampu pareum, sareng nalika panarima nampi lampu balik, timer bakal mulangkeun waktos. Nalika dikurangan dua kali, "waktos hiber" cahaya bakal didapet, sareng kecepatan cahaya tetep, janten jarak tiasa diitung kalayan gampang nganggo rumus di luhur. Ku cara kieu, sadaya titik dina permukaan objék tiasa ditangtukeun.

Ngagunakeun parobahan fase gelombang AM

Salajengna,KaFogé tiasa nganggo gelombang kontinyu pikeun ngadeteksi parobahan fase tina cahaya anu dipantulkeun pikeun nangtukeun jerona sareng jarak.

Parobahan fase ngagunakeun gelombang AM

Ku cara modulasi amplitudo, éta nyiptakeun sumber cahaya sinusoidal kalayan frékuénsi anu dipikanyaho, anu ngamungkinkeun detektor pikeun nangtukeun parobahan fase tina cahaya anu dipantulkeun nganggo rumus ieu:

dimana c nyaéta laju cahaya (c = 3 × 10^8 m/s), λ nyaéta panjang gelombang (λ = 15 m), sareng f nyaéta frékuénsi, unggal titik dina sénsor tiasa diitung kalayan gampang sacara jero.

Sadaya hal ieu kajadian gancang pisan nalika urang damel dina kecepatan cahaya. Dupi anjeun tiasa ngabayangkeun katepatan sareng kecepatan anu tiasa dianggo ku sensor pikeun ngukur? Hayu atuh masihan conto, cahaya ngarambat dina kecepatan 300.000 kilométer per detik, upami hiji objék jarakna 5m ti anjeun, bédana waktos antara cahaya anu ninggalkeun kaméra sareng uih deui nyaéta sakitar 33 nanodetik, anu ngan ukur sami sareng 0,000000033 detik! Wow! Teu kedah disebatkeun deui, data anu dicandak bakal masihan anjeun répréséntasi digital 3D anu akurat pikeun unggal piksel dina gambar.

Sanajan prinsip anu dianggo, nyayogikeun sumber cahaya anu nyaangan sakumna pamandangan ngamungkinkeun sensor pikeun nangtukeun jerona sadaya titik. Hasil sapertos kitu masihan anjeun peta jarak dimana unggal piksel ngodekeun jarak ka titik anu saluyu dina pamandangan. Di handap ieu conto grafik rentang ToF:

Conto grafik rentang ToF

Ayeuna urang terang yén ToF tiasa dianggo, kunaon éta saé? Naha kedah dianggo? Naon gunana éta? Tong hariwang, aya seueur kaunggulan nganggo sénsor ToF, tapi tangtosna aya sababaraha watesan.

3. Mangpaat ngagunakeun sénsor waktu-penerbangan

Pangukuran anu akurat sareng gancang

Dibandingkeun sareng sénsor jarak anu sanés sapertos ultrasound atanapi laser, sénsor time-of-flight tiasa nyusun gambar 3D tina hiji pamandangan kalayan gancang pisan. Salaku conto, kaméra ToF ngan ukur tiasa ngalakukeun ieu sakali. Henteu ngan éta, sénsor ToF tiasa ngadeteksi objék sacara akurat dina waktos anu singget sareng henteu kapangaruhan ku kalembaban, tekanan hawa sareng suhu, janten cocog pikeun dianggo di jero ruangan sareng di luar ruangan.

jarak jauh

Kusabab sensor ToF nganggo laser, éta ogé sanggup ngukur jarak sareng rentang anu jauh kalayan akurasi anu luhur. Sensor ToF fleksibel sabab tiasa ngadeteksi objék anu caket sareng jauh tina sagala bentuk sareng ukuran.

Éta ogé fléksibel dina harti anjeun tiasa ngaropea optik sistem pikeun kinerja anu optimal, dimana anjeun tiasa milih jinis pemancar sareng panarima sareng lénsa pikeun kéngingkeun widang pandang anu dipikahoyong.

Kasalametan

Hariwang yén laser tinaKaFSensor naon anu bakal nganyenyeri panon anjeun? tong hariwang! Seueur sensor ToF ayeuna nganggo laser infra red daya rendah salaku sumber cahaya sareng ngajalankeunana nganggo pulsa anu dimodulasi. Sensor ieu nyumponan standar kaamanan laser Kelas 1 pikeun mastikeun aman pikeun panon manusa.

hemat biaya

Dibandingkeun sareng téknologi scanning rentang jerona 3D anu sanés sapertos sistem kaméra cahaya terstruktur atanapi pengukur jarak laser, sensor ToF jauh langkung mirah dibandingkeun sareng éta.

Sanajan aya sagala watesan ieu, ToF masih kénéh bisa diandelkeun pisan sarta mangrupa métode anu gancang pisan pikeun ngarékam informasi 3D.

4. Watesan ToF

Sanaos ToF ngagaduhan seueur kauntungan, éta ogé ngagaduhan watesan. Sababaraha watesan ToF kalebet:

• Cahaya anu sumebar

Upami permukaan anu caang pisan caket pisan kana sensor ToF anjeun, éta tiasa nyebarkeun teuing seueur cahaya kana panarima anjeun sareng nyiptakeun artefak sareng pantulan anu teu dihoyongkeun, sabab sensor ToF anjeun ngan ukur kedah mantulkeun cahaya saatos pangukuran parantos siap.

• Sababaraha pantulan

Nalika nganggo sensor ToF dina juru sareng bentuk cekung, éta tiasa nyababkeun pantulan anu teu dihoyongkeun, sabab cahaya tiasa mantul sababaraha kali, ngaganggu pangukuran.

• Cahaya sakuriling

Ngagunakeun kaméra ToF di luar ruangan dina panonpoé anu caang tiasa ngajantenkeun panggunaan di luar ruangan sesah. Ieu kusabab inténsitas panonpoé anu luhur anu nyababkeun piksel sénsor gancang jenuh, janten mustahil pikeun ngadeteksi cahaya anu saleresna dipantulkeun tina objék.

• Kacindekanana

Sensor ToF sarengLénsa ToFtiasa dianggo dina rupa-rupa aplikasi. Tina Pemetaan 3D, Otomatisasi Industri, Deteksi Halangan, Mobil Nyetir Mandiri, Tatanén, Robotika, Navigasi Jero Ruangan, Pangakuan Gerakan, Pindai Objek, Pangukuran, Pangawasan dugi ka Augmented Reality! Aplikasi téknologi ToF teu aya tungtungna.

Anjeun tiasa ngahubungi kami kanggo sagala kabutuhan lensa ToF.

Chuang An Optoelectronics museur kana lénsa optik definisi luhur pikeun nyiptakeun mérek visual anu sampurna.

Chuang An Optoelectronics ayeuna parantos ngahasilkeun rupa-rupaLénsa TOFsapertos:

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