1. டைம்-ஆஃப்-ஃப்ளைட் (ToF) சென்சார் என்றால் என்ன?

விமானத்தின் நேர கேமரா என்றால் என்ன?விமானத்தின் விமானத்தை படம் பிடிக்கும் கேமராவா?இதற்கும் விமானங்களுக்கும் விமானங்களுக்கும் தொடர்பு உள்ளதா?சரி, அது உண்மையில் வெகு தொலைவில் உள்ளது!

ToF என்பது ஒரு பொருள், துகள் அல்லது அலை தூரம் பயணிக்க எடுக்கும் நேரத்தின் அளவீடு ஆகும்.வௌவால்களின் சோனார் சிஸ்டம் வேலை செய்யும் என்பது உங்களுக்குத் தெரியுமா?விமானத்தின் நேர அமைப்பும் இதே போன்றது!

பல வகையான விமான சென்சார்கள் உள்ளன, ஆனால் பெரும்பாலானவை விமானத்தின் நேர கேமராக்கள் மற்றும் லேசர் ஸ்கேனர்கள் ஆகும், இவை லிடார் (ஒளி கண்டறிதல் மற்றும் வரம்பு) எனப்படும் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி ஒரு படத்தை பிரகாசிப்பதன் மூலம் பல்வேறு புள்ளிகளின் ஆழத்தை அளவிடுகின்றன. அகச்சிவப்பு ஒளியுடன்.

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

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

ஒரு ToF கேமரா

2. விமானத்தின் நேர சென்சார் எவ்வாறு செயல்படுகிறது?

இப்போது, ​​விமானத்தின் நேர சென்சார் என்றால் என்ன, அது எப்படி வேலை செய்கிறது என்பதைப் பற்றிய சுருக்கமான அறிமுகத்தை வழங்க விரும்புகிறோம்.

ToFசென்சார்கள் அகச்சிவப்பு ஒளியை வெளியிட சிறிய லேசர்களைப் பயன்படுத்துகின்றன, இதன் விளைவாக வரும் ஒளி எந்த பொருளையும் குதித்து சென்சாருக்குத் திரும்புகிறது.ஒளியின் உமிழ்வு மற்றும் பொருளால் பிரதிபலித்த பிறகு சென்சார் திரும்புவதற்கு இடையே உள்ள நேர வேறுபாட்டின் அடிப்படையில், சென்சார் பொருளுக்கும் சென்சாருக்கும் இடையிலான தூரத்தை அளவிட முடியும்.

இன்று, தூரம் மற்றும் ஆழத்தை தீர்மானிக்க ToF பயண நேரத்தை எவ்வாறு பயன்படுத்துகிறது என்பதை 2 வழிகளை ஆராய்வோம்: நேர துடிப்புகளைப் பயன்படுத்துதல் மற்றும் அலைவீச்சு பண்பேற்றப்பட்ட அலைகளின் கட்ட மாற்றத்தைப் பயன்படுத்துதல்.

நேரமான பருப்புகளைப் பயன்படுத்தவும்

எடுத்துக்காட்டாக, இது லேசர் மூலம் இலக்கை ஒளிரச் செய்வதன் மூலம் செயல்படுகிறது, பின்னர் ஒரு ஸ்கேனர் மூலம் பிரதிபலித்த ஒளியை அளவிடுகிறது, பின்னர் பயணித்த தூரத்தை துல்லியமாக கணக்கிட பொருளின் தூரத்தை விரிவுபடுத்துவதற்கு ஒளியின் வேகத்தைப் பயன்படுத்துகிறது.கூடுதலாக, லேசர் திரும்பும் நேரம் மற்றும் அலைநீளத்தில் உள்ள வேறுபாடு, துல்லியமான டிஜிட்டல் 3D பிரதிநிதித்துவம் மற்றும் இலக்கின் மேற்பரப்பு அம்சங்களை உருவாக்கவும், அதன் தனிப்பட்ட அம்சங்களை பார்வைக்கு வரைபடமாக்கவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

நீங்கள் மேலே பார்ப்பது போல், லேசர் ஒளி வெளியேற்றப்பட்டு, பின்னர் பொருளை மீண்டும் சென்சாருக்குத் தள்ளும்.லேசர் திரும்பும் நேரத்தைக் கொண்டு, ToF கேமராக்கள் ஒளிப் பயணத்தின் வேகத்தைக் கொண்டு குறுகிய காலத்தில் துல்லியமான தூரத்தை அளவிட முடியும்.(ToF தூரத்திற்கு மாற்றுகிறது) இது ஒரு பொருளின் சரியான தூரத்தை அடைய ஆய்வாளர் பயன்படுத்தும் சூத்திரம்:

(ஒளியின் வேகம் x விமானத்தின் நேரம்) / 2

ToF தூரத்திற்கு மாற்றுகிறது

நீங்கள் பார்க்க முடியும் என, ஒளி அணைக்கப்படும் போது டைமர் தொடங்கும், மற்றும் ரிசீவர் திரும்ப ஒளி பெறும் போது, ​​டைமர் நேரம் திரும்பும்.இரண்டு முறை கழித்தால், ஒளியின் "பறப்பு நேரம்" பெறப்படுகிறது, மேலும் ஒளியின் வேகம் நிலையானது, எனவே மேலே உள்ள சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி தூரத்தை எளிதாகக் கணக்கிடலாம்.இந்த வழியில், பொருளின் மேற்பரப்பில் உள்ள அனைத்து புள்ளிகளையும் தீர்மானிக்க முடியும்.

AM அலையின் கட்ட மாற்றத்தைப் பயன்படுத்தவும்

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

AM அலையைப் பயன்படுத்தி கட்ட மாற்றம்

அலைவீச்சை மாற்றியமைப்பதன் மூலம், அறியப்பட்ட அதிர்வெண் கொண்ட சைனூசாய்டல் ஒளி மூலத்தை உருவாக்குகிறது, இது பின்வரும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி பிரதிபலித்த ஒளியின் கட்ட மாற்றத்தை கண்டறியும் கருவியை அனுமதிக்கிறது:

இதில் c என்பது ஒளியின் வேகம் (c = 3 × 10^8 m/s), λ என்பது அலைநீளம் (λ = 15 மீ), மற்றும் f என்பது அதிர்வெண், சென்சாரில் உள்ள ஒவ்வொரு புள்ளியையும் எளிதாக ஆழத்தில் கணக்கிட முடியும்.

நாம் ஒளியின் வேகத்தில் வேலை செய்வதால் இவை அனைத்தும் மிக வேகமாக நடக்கும்.சென்சார்கள் அளவிடக்கூடிய துல்லியம் மற்றும் வேகத்தை உங்களால் கற்பனை செய்ய முடியுமா?ஒரு உதாரணம் சொல்கிறேன், ஒளி வினாடிக்கு 300,000 கிலோமீட்டர் வேகத்தில் பயணிக்கிறது, ஒரு பொருள் உங்களிடமிருந்து 5 மீ தொலைவில் இருந்தால், ஒளி கேமராவை விட்டு வெளியேறுவதற்கும் திரும்புவதற்கும் இடையிலான நேர வித்தியாசம் சுமார் 33 நானோ விநாடிகள், இது 0.000000033 வினாடிகளுக்கு சமம்!ஆஹா!குறிப்பிடாமல், கைப்பற்றப்பட்ட தரவு, படத்தில் உள்ள ஒவ்வொரு பிக்சலுக்கும் துல்லியமான 3D டிஜிட்டல் பிரதிநிதித்துவத்தை வழங்கும்.

பயன்படுத்தப்படும் கொள்கையைப் பொருட்படுத்தாமல், முழு காட்சியையும் ஒளிரச் செய்யும் ஒளி மூலத்தை வழங்குவது, சென்சார் அனைத்து புள்ளிகளின் ஆழத்தையும் தீர்மானிக்க அனுமதிக்கிறது.ஒவ்வொரு பிக்சலும் காட்சியின் தொடர்புடைய புள்ளிக்கான தூரத்தை குறியாக்கம் செய்யும் தொலைவு வரைபடத்தை அத்தகைய முடிவு உங்களுக்கு வழங்குகிறது.பின்வரும் ஒரு ToF வரம்பு வரைபடத்தின் எடுத்துக்காட்டு:

ToF வரம்பு வரைபடத்தின் எடுத்துக்காட்டு

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

3. விமானத்தின் நேர உணரிகளைப் பயன்படுத்துவதன் நன்மைகள்

துல்லியமான மற்றும் வேகமான அளவீடு

அல்ட்ராசவுண்ட் அல்லது லேசர்கள் போன்ற தொலைதூர உணரிகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​விமானத்தின் நேர உணரிகள் ஒரு காட்சியின் 3D படத்தை மிக விரைவாக உருவாக்க முடியும்.எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு ToF கேமரா இதை ஒருமுறை மட்டுமே செய்ய முடியும்.அதுமட்டுமின்றி, ToF சென்சார் பொருள்களை குறுகிய காலத்தில் துல்லியமாக கண்டறியும் திறன் கொண்டது மற்றும் ஈரப்பதம், காற்றழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலை ஆகியவற்றால் பாதிக்கப்படாது, இது உட்புற மற்றும் வெளிப்புற பயன்பாட்டிற்கு ஏற்றது.

நீண்ட தூரம்

ToF சென்சார்கள் லேசர்களைப் பயன்படுத்துவதால், அவை நீண்ட தூரம் மற்றும் வரம்புகளை அதிக துல்லியத்துடன் அளவிடும் திறன் கொண்டவை.ToF சென்சார்கள் நெகிழ்வானவை, ஏனெனில் அவை அனைத்து வடிவங்கள் மற்றும் அளவுகளின் அருகிலுள்ள மற்றும் தொலைதூர பொருட்களைக் கண்டறிய முடியும்.

உகந்த செயல்திறனுக்காக கணினியின் ஒளியியலை நீங்கள் தனிப்பயனாக்க முடியும் என்ற பொருளில் இது நெகிழ்வானது, அங்கு நீங்கள் விரும்பிய புலத்தைப் பெற டிரான்ஸ்மிட்டர் மற்றும் ரிசீவர் வகைகள் மற்றும் லென்ஸ்கள் ஆகியவற்றைத் தேர்வு செய்யலாம்.

பாதுகாப்பு

இருந்து லேசர் என்று கவலைToFசென்சார் உங்கள் கண்களை காயப்படுத்துமா?கவலைப்படாதே!பல ToF சென்சார்கள் இப்போது குறைந்த ஆற்றல் கொண்ட அகச்சிவப்பு லேசரை ஒளி மூலமாகப் பயன்படுத்துகின்றன மற்றும் அதை பண்பேற்றப்பட்ட பருப்புகளுடன் இயக்குகின்றன.சென்சார் மனித கண்ணுக்கு பாதுகாப்பாக இருப்பதை உறுதி செய்வதற்காக வகுப்பு 1 லேசர் பாதுகாப்பு தரங்களை சந்திக்கிறது.

செலவு குறைந்த

கட்டமைக்கப்பட்ட ஒளி கேமரா அமைப்புகள் அல்லது லேசர் ரேஞ்ச்ஃபைண்டர்கள் போன்ற மற்ற 3D டெப்த் ரேஞ்ச் ஸ்கேனிங் தொழில்நுட்பங்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​ToF சென்சார்கள் அவற்றுடன் ஒப்பிடும்போது மிகவும் மலிவானவை.

இந்த வரம்புகள் இருந்தபோதிலும், ToF இன்னும் மிகவும் நம்பகமானது மற்றும் 3D தகவலைப் படம்பிடிப்பதற்கான மிக விரைவான முறையாகும்.

4. ToF இன் வரம்புகள்

ToF பல நன்மைகளைக் கொண்டிருந்தாலும், அது வரம்புகளையும் கொண்டுள்ளது.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 உருவாக்கலாம், ஏனெனில் உங்கள் ToF சென்சார் அளவீடு தயாரானவுடன் மட்டுமே ஒளியைப் பிரதிபலிக்க வேண்டும்.

• பல பிரதிபலிப்புகள்

மூலைகளிலும் குழிவான வடிவங்களிலும் ToF சென்சார்களைப் பயன்படுத்தும் போது, ​​அவை தேவையற்ற பிரதிபலிப்புகளை ஏற்படுத்தலாம், ஏனெனில் ஒளி பல முறை குதித்து, அளவீட்டை சிதைக்கும்.

• சுற்றுப்புற ஒளி

பிரகாசமான சூரிய ஒளியில் வெளிப்புறங்களில் ToF கேமராவைப் பயன்படுத்துவது வெளிப்புற பயன்பாட்டை கடினமாக்கும்.இது சூரிய ஒளியின் அதிக செறிவு காரணமாக சென்சார் பிக்சல்கள் விரைவாக செறிவூட்டப்படுவதால், பொருளில் இருந்து பிரதிபலிக்கும் உண்மையான ஒளியைக் கண்டறிய இயலாது.

• முடிவு

ToF சென்சார்கள் மற்றும்ToF லென்ஸ்பல்வேறு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தலாம்.3டி மேப்பிங், இண்டஸ்ட்ரியல் ஆட்டோமேஷன், தடைகளை கண்டறிதல், சுய-ஓட்டுநர் கார்கள், விவசாயம், ரோபாட்டிக்ஸ், உட்புற ஊடுருவல், சைகை அங்கீகாரம், பொருள் ஸ்கேனிங், அளவீடுகள், கண்காணிப்பு ஆகியவற்றிலிருந்து ஆக்மென்ட் ரியாலிட்டி வரை!ToF தொழில்நுட்பத்தின் பயன்பாடுகள் முடிவற்றவை.

ToF லென்ஸ்கள் எந்த தேவைக்கும் எங்களை தொடர்பு கொள்ளலாம்.

சுவாங் ஆன் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் ஒரு சரியான காட்சி பிராண்டை உருவாக்க உயர்-வரையறை ஆப்டிகல் லென்ஸ்கள் மீது கவனம் செலுத்துகிறது

சுவாங் ஆன் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் இப்போது பல்வேறு வகைகளை தயாரித்துள்ளதுTOF லென்ஸ்கள்போன்ற:

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