1. விமான நேர உணரி (ToF) என்றால் என்ன?

விமானப் பயண நேரக் கேமரா என்றால் என்ன? விமானத்தின் பறப்பைப் படம்பிடிக்கும் கேமராவா அது? அதற்கு விமானங்களுடனோ அல்லது விமானங்களுடனோ ஏதாவது தொடர்பு இருக்கிறதா? சரி, அது உண்மையில் வெகு தொலைவில் உள்ளது!

ToF என்பது ஒரு பொருள், துகள் அல்லது அலை ஒரு தூரம் பயணிக்க எடுக்கும் நேரத்தின் அளவீடு ஆகும். வௌவாலின் சோனார் அமைப்பு வேலை செய்கிறது என்பது உங்களுக்குத் தெரியுமா? பறக்கும் நேர அமைப்பும் இதே போன்றது!

பல வகையான விமான நேர உணரிகள் உள்ளன, ஆனால் பெரும்பாலானவை விமான நேர கேமராக்கள் மற்றும் லேசர் ஸ்கேனர்கள் ஆகும், அவை லிடார் (ஒளி கண்டறிதல் மற்றும் வரம்பு) எனப்படும் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி ஒரு படத்தில் உள்ள பல்வேறு புள்ளிகளின் ஆழத்தை அகச்சிவப்பு ஒளியால் பிரகாசிப்பதன் மூலம் அளவிடுகின்றன.

ToF சென்சார்களைப் பயன்படுத்தி உருவாக்கப்பட்டு கைப்பற்றப்பட்ட தரவு மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும், ஏனெனில் இது பாதசாரிகளைக் கண்டறிதல், முக அம்சங்களின் அடிப்படையில் பயனர் அங்கீகாரம், SLAM (ஒரே நேரத்தில் உள்ளூர்மயமாக்கல் மற்றும் மேப்பிங்) வழிமுறைகளைப் பயன்படுத்தி சுற்றுச்சூழல் மேப்பிங் மற்றும் பலவற்றை வழங்க முடியும்.

இந்த அமைப்பு உண்மையில் ரோபோக்கள், சுய-ஓட்டுநர் கார்கள் மற்றும் இப்போது உங்கள் மொபைல் சாதனத்தில் கூட பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. உதாரணமாக, நீங்கள் Huawei P30 Pro, Oppo RX17 Pro, LG G8 ThinQ போன்றவற்றைப் பயன்படுத்துகிறீர்கள் என்றால், உங்கள் தொலைபேசியில் ToF கேமரா உள்ளது!

ஒரு ToF கேமரா

2. விமான நேர சென்சார் எவ்வாறு செயல்படுகிறது?

இப்போது, ​​விமான நேர உணரி என்றால் என்ன, அது எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பது பற்றிய ஒரு சுருக்கமான அறிமுகத்தை நாங்கள் வழங்க விரும்புகிறோம்.

டோஃப்சென்சார்கள் அகச்சிவப்பு ஒளியை வெளியிட சிறிய லேசர்களைப் பயன்படுத்துகின்றன, இதன் விளைவாக வரும் ஒளி எந்தவொரு பொருளிலிருந்தும் குதித்து சென்சாருக்குத் திரும்புகிறது. ஒளியின் உமிழ்வுக்கும் பொருளால் பிரதிபலித்த பிறகு சென்சாருக்குத் திரும்புவதற்கும் இடையிலான நேர வேறுபாட்டின் அடிப்படையில், சென்சார் பொருளுக்கும் சென்சாருக்கும் இடையிலான தூரத்தை அளவிட முடியும்.

இன்று, தூரத்தையும் ஆழத்தையும் தீர்மானிக்க ToF பயண நேரத்தை எவ்வாறு பயன்படுத்துகிறது என்ற 2 வழிகளை ஆராய்வோம்: நேர துடிப்புகளைப் பயன்படுத்துதல் மற்றும் வீச்சு பண்பேற்றப்பட்ட அலைகளின் கட்ட மாற்றத்தைப் பயன்படுத்துதல்.

நேரப்படுத்தப்பட்ட துடிப்புகளைப் பயன்படுத்தவும்

உதாரணமாக, இது ஒரு இலக்கை லேசர் மூலம் ஒளிரச் செய்வதன் மூலம் செயல்படுகிறது, பின்னர் ஒரு ஸ்கேனர் மூலம் பிரதிபலித்த ஒளியை அளவிடுகிறது, பின்னர் ஒளியின் வேகத்தைப் பயன்படுத்தி பொருளின் தூரத்தை எக்ஸ்ட்ராபோலேட் செய்து பயணித்த தூரத்தை துல்லியமாகக் கணக்கிடுகிறது. கூடுதலாக, லேசர் திரும்பும் நேரம் மற்றும் அலைநீளத்தில் உள்ள வேறுபாடு பின்னர் இலக்கின் துல்லியமான டிஜிட்டல் 3D பிரதிநிதித்துவம் மற்றும் மேற்பரப்பு அம்சங்களை உருவாக்கவும், அதன் தனிப்பட்ட அம்சங்களை பார்வைக்கு வரைபடமாக்கவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

மேலே நீங்கள் காணக்கூடியது போல, லேசர் ஒளி வெளியேற்றப்பட்டு, பின்னர் பொருளிலிருந்து சென்சாருக்குத் திரும்புகிறது. லேசர் திரும்பும் நேரத்துடன், ToF கேமராக்கள் ஒளி பயணத்தின் வேகத்தைக் கருத்தில் கொண்டு குறுகிய காலத்தில் துல்லியமான தூரங்களை அளவிட முடியும். (ToF தூரமாக மாறுகிறது) ஒரு பொருளின் சரியான தூரத்தை அடைய ஒரு ஆய்வாளர் பயன்படுத்தும் சூத்திரம் இது:

(ஒளியின் வேகம் x பறக்கும் நேரம்) / 2

ToF தூரமாக மாற்றுகிறது

நீங்கள் பார்க்க முடியும் என, ஒளி அணைந்திருக்கும் போது டைமர் தொடங்கும், மேலும் ரிசீவர் திரும்பும் ஒளியைப் பெறும்போது, ​​டைமர் நேரத்தைத் திருப்பித் தரும். இரண்டு முறை கழிக்கும்போது, ​​ஒளியின் "பறக்கும் நேரம்" பெறப்படுகிறது, மேலும் ஒளியின் வேகம் நிலையானது, எனவே மேலே உள்ள சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி தூரத்தை எளிதாகக் கணக்கிட முடியும். இந்த வழியில், பொருளின் மேற்பரப்பில் உள்ள அனைத்து புள்ளிகளையும் தீர்மானிக்க முடியும்.

AM அலையின் கட்ட மாற்றத்தைப் பயன்படுத்தவும்.

அடுத்து, திடோஃப்ஆழம் மற்றும் தூரத்தை தீர்மானிக்க பிரதிபலித்த ஒளியின் கட்ட மாற்றத்தைக் கண்டறிய தொடர்ச்சியான அலைகளைப் பயன்படுத்தலாம்.

AM அலையைப் பயன்படுத்தி கட்ட மாற்றம்

வீச்சை மாடுலேட் செய்வதன் மூலம், இது அறியப்பட்ட அதிர்வெண் கொண்ட சைனூசாய்டல் ஒளி மூலத்தை உருவாக்குகிறது, இது பின்வரும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி பிரதிபலித்த ஒளியின் கட்ட மாற்றத்தை கண்டறியும் கருவியை தீர்மானிக்க அனுமதிக்கிறது:

இங்கு c என்பது ஒளியின் வேகம் (c = 3 × 10^8 மீ/வி), λ என்பது ஒரு அலைநீளம் (λ = 15 மீ), மற்றும் f என்பது அதிர்வெண், சென்சாரில் உள்ள ஒவ்வொரு புள்ளியையும் ஆழமாக எளிதாகக் கணக்கிட முடியும்.

நாம் ஒளியின் வேகத்தில் வேலை செய்வதால் இவை அனைத்தும் மிக வேகமாக நடக்கும். சென்சார்கள் எவ்வளவு துல்லியத்தையும் வேகத்தையும் அளவிட முடியும் என்பதை உங்களால் கற்பனை செய்ய முடியுமா? ஒரு உதாரணம் தருகிறேன், ஒளி வினாடிக்கு 300,000 கிலோமீட்டர் வேகத்தில் பயணிக்கிறது, ஒரு பொருள் உங்களிடமிருந்து 5 மீ தொலைவில் இருந்தால், கேமராவை விட்டு வெளியேறும் ஒளிக்கும் திரும்புவதற்கும் இடையிலான நேர வேறுபாடு சுமார் 33 நானோ வினாடிகள் ஆகும், இது 0.000000033 வினாடிகளுக்குச் சமம்! ஆஹா! குறிப்பிட தேவையில்லை, கைப்பற்றப்பட்ட தரவு படத்தில் உள்ள ஒவ்வொரு பிக்சலுக்கும் துல்லியமான 3D டிஜிட்டல் பிரதிநிதித்துவத்தை உங்களுக்கு வழங்கும்.

பயன்படுத்தப்படும் கொள்கை எதுவாக இருந்தாலும், முழு காட்சியையும் ஒளிரச் செய்யும் ஒளி மூலத்தை வழங்குவது சென்சார் அனைத்து புள்ளிகளின் ஆழத்தையும் தீர்மானிக்க அனுமதிக்கிறது. அத்தகைய முடிவு உங்களுக்கு ஒரு தூர வரைபடத்தை வழங்குகிறது, அங்கு ஒவ்வொரு பிக்சலும் காட்சியில் தொடர்புடைய புள்ளிக்கான தூரத்தை குறியாக்குகிறது. பின்வருவது ஒரு ToF வரம்பு வரைபடத்தின் எடுத்துக்காட்டு:

ToF வரம்பு வரைபடத்தின் எடுத்துக்காட்டு

இப்போது ToF வேலை செய்கிறது என்பதை நாம் அறிந்திருக்கிறோம், அது ஏன் நல்லது? ஏன் அதைப் பயன்படுத்த வேண்டும்? அவை எதற்கு நல்லது? கவலைப்பட வேண்டாம், ToF சென்சாரைப் பயன்படுத்துவதில் பல நன்மைகள் உள்ளன, ஆனால் நிச்சயமாக சில வரம்புகள் உள்ளன.

3. விமான நேர உணரிகளைப் பயன்படுத்துவதன் நன்மைகள்

துல்லியமான மற்றும் வேகமான அளவீடு

அல்ட்ராசவுண்ட் அல்லது லேசர்கள் போன்ற பிற தூர உணரிகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​விமான நேர உணரிகள் ஒரு காட்சியின் 3D படத்தை மிக விரைவாக உருவாக்க முடியும். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு ToF கேமரா இதை ஒரு முறை மட்டுமே செய்ய முடியும். அது மட்டுமல்லாமல், ToF சென்சார் குறுகிய காலத்தில் பொருட்களை துல்லியமாகக் கண்டறிய முடியும் மற்றும் ஈரப்பதம், காற்று அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலையால் பாதிக்கப்படாது, இது உட்புற மற்றும் வெளிப்புற பயன்பாட்டிற்கு ஏற்றதாக அமைகிறது.

நீண்ட தூரம்

ToF சென்சார்கள் லேசர்களைப் பயன்படுத்துவதால், அவை அதிக துல்லியத்துடன் நீண்ட தூரங்களையும் வரம்புகளையும் அளவிடும் திறன் கொண்டவை. ToF சென்சார்கள் நெகிழ்வானவை, ஏனெனில் அவை அனைத்து வடிவங்கள் மற்றும் அளவுகளில் அருகிலுள்ள மற்றும் தொலைதூர பொருட்களைக் கண்டறிய முடியும்.

உகந்த செயல்திறனுக்காக அமைப்பின் ஒளியியலை நீங்கள் தனிப்பயனாக்க முடியும் என்ற அர்த்தத்திலும் இது நெகிழ்வானது, அங்கு நீங்கள் விரும்பிய பார்வைப் புலத்தைப் பெற டிரான்ஸ்மிட்டர் மற்றும் ரிசீவர் வகைகள் மற்றும் லென்ஸ்களைத் தேர்வுசெய்யலாம்.

பாதுகாப்பு

லேசர் வந்ததா என்று கவலைப்பட்டேன்டோஃப்சென்சார் உங்கள் கண்களைப் பாதிக்குமா? கவலைப்பட வேண்டாம்! பல ToF சென்சார்கள் இப்போது குறைந்த சக்தி கொண்ட அகச்சிவப்பு லேசரை ஒளி மூலமாகப் பயன்படுத்துகின்றன மற்றும் அதை பண்பேற்றப்பட்ட துடிப்புகளுடன் இயக்குகின்றன. சென்சார் மனித கண்ணுக்குப் பாதுகாப்பாக இருப்பதை உறுதிசெய்ய வகுப்பு 1 லேசர் பாதுகாப்பு தரங்களை பூர்த்தி செய்கிறது.

செலவு குறைந்த

கட்டமைக்கப்பட்ட ஒளி கேமரா அமைப்புகள் அல்லது லேசர் ரேஞ்ச்ஃபைண்டர்கள் போன்ற பிற 3D ஆழ வரம்பு ஸ்கேனிங் தொழில்நுட்பங்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​ToF சென்சார்கள் அவற்றுடன் ஒப்பிடும்போது மிகவும் மலிவானவை.

இந்த வரம்புகள் அனைத்தையும் மீறி, ToF இன்னும் மிகவும் நம்பகமானதாகவும், 3D தகவல்களைப் பிடிக்க மிக விரைவான முறையாகவும் உள்ளது.

4. ToF இன் வரம்புகள்

ToF பல நன்மைகளைக் கொண்டிருந்தாலும், அதற்கு வரம்புகளும் உள்ளன. ToF இன் சில வரம்புகள் பின்வருமாறு:

• சிதறிய ஒளி

மிகவும் பிரகாசமான மேற்பரப்புகள் உங்கள் ToF சென்சாருக்கு மிக அருகில் இருந்தால், அவை உங்கள் ரிசீவரில் அதிக ஒளியைச் சிதறடித்து, கலைப்பொருட்கள் மற்றும் தேவையற்ற பிரதிபலிப்புகளை உருவாக்கக்கூடும், ஏனெனில் அளவீடு தயாரான பிறகுதான் உங்கள் ToF சென்சார் ஒளியைப் பிரதிபலிக்க வேண்டும்.

• பல பிரதிபலிப்புகள்

மூலைகளிலும் குழிவான வடிவங்களிலும் ToF சென்சார்களைப் பயன்படுத்தும்போது, ​​அவை தேவையற்ற பிரதிபலிப்புகளை ஏற்படுத்தக்கூடும், ஏனெனில் ஒளி பல முறை குதித்து, அளவீட்டை சிதைக்கும்.

• சுற்றுப்புற ஒளி

பிரகாசமான சூரிய ஒளியில் வெளிப்புறங்களில் ToF கேமராவைப் பயன்படுத்துவது வெளிப்புற பயன்பாட்டை கடினமாக்கும். சூரிய ஒளியின் அதிக தீவிரம் காரணமாக சென்சார் பிக்சல்கள் விரைவாக நிறைவுற்றதால், பொருளிலிருந்து பிரதிபலிக்கும் உண்மையான ஒளியைக் கண்டறிய இயலாது.

• முடிவுரை

ToF சென்சார்கள் மற்றும்ToF லென்ஸ்பல்வேறு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தலாம். 3D மேப்பிங், தொழில்துறை ஆட்டோமேஷன், தடை கண்டறிதல், சுய-ஓட்டுநர் கார்கள், விவசாயம், ரோபாட்டிக்ஸ், உட்புற வழிசெலுத்தல், சைகை அங்கீகாரம், பொருள் ஸ்கேனிங், அளவீடுகள், கண்காணிப்பு முதல் ஆக்மென்டட் ரியாலிட்டி வரை! ToF தொழில்நுட்பத்தின் பயன்பாடுகள் முடிவற்றவை.

ToF லென்ஸ்கள் தொடர்பான ஏதேனும் தேவைகளுக்கு எங்களைத் தொடர்பு கொள்ளலாம்.

ஒரு சரியான காட்சி பிராண்டை உருவாக்க சுவாங் ஆன் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் உயர்-வரையறை ஆப்டிகல் லென்ஸ்களில் கவனம் செலுத்துகிறது.

சுவாங் ஆன் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் இப்போது பல்வேறு வகையானTOF லென்ஸ்கள்போன்றவை:

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 f5.0மிமீ F1.1 1/3″ IR850nm

CH3654B f5.0மிமீ F1.1 1/3″ IR940nm