1. Сенсори вақти парвоз (ToF) чист?

Камераи вақти парвоз чист? Оё ин камераест, ки парвози ҳавопайморо сабт мекунад? Оё он ба ҳавопаймоҳо ё ҳавопаймоҳо рабте дорад? Хуб, дар асл, он хеле дур аст!

ToF ченаки вақте аст, ки барои тай кардани масофа аз як ашё, зарра ё мавҷ сарф мешавад. Оё шумо медонистед, ки системаи сонарии кӯршапарак кор мекунад? Системаи вақти парвоз низ ба ин монанд аст!

Намудҳои зиёди сенсорҳои вақти парвоз мавҷуданд, аммо аксари онҳо камераҳои вақти парвоз ва сканерҳои лазерӣ мебошанд, ки технологияеро бо номи лидар (ошкоркунӣ ва масофа) барои чен кардани умқи нуқтаҳои гуногун дар тасвир бо роҳи равшан кардани он бо нури инфрасурх истифода мебаранд.

Маълумоте, ки бо истифода аз сенсорҳои ToF тавлид ва сабт карда мешавад, хеле муфид аст, зеро он метавонад муайянкунии пиёдагардон, аутентификатсияи корбарро дар асоси хусусиятҳои чеҳра, харитасозии муҳити зистро бо истифода аз алгоритмҳои SLAM (ҳамзамон маҳаллисозӣ ва харитасозӣ) ва ғайра таъмин намояд.

Ин система дар асл ба таври васеъ дар роботҳо, мошинҳои худгард ва ҳатто ҳоло дар дастгоҳи мобилии шумо истифода мешавад. Масалан, агар шумо аз Huawei P30 Pro, Oppo RX17 Pro, LG G8 ThinQ ва ғайра истифода баред, телефони шумо камераи ToF дорад!

Камераи ToF

2. Сенсори вақти парвоз чӣ гуна кор мекунад?

Акнун, мо мехоҳем мухтасар дар бораи он ки сенсори вақти парвоз чист ва чӣ гуна кор мекунад, маълумот диҳем.

ToFСенсорҳо аз лазерҳои хурд барои паҳн кардани нури инфрасурх истифода мебаранд, ки дар он нури ҳосилшуда аз ҳар гуна ашё бармегардад ва ба сенсор бармегардад. Бар асоси фарқияти вақт байни партоби нур ва бозгашт ба сенсор пас аз инъикос аз ҷониби ашё, сенсор метавонад масофаро байни ашё ва сенсор чен кунад.

Имрӯз мо ду роҳеро меомӯзем, ки чӣ тавр ToF вақти сафарро барои муайян кардани масофа ва умқ истифода мебарад: бо истифода аз импулсҳои вақт ва бо истифода аз тағйири фазаи мавҷҳои модулятсияи амплитуда.

Импулсҳои вақтсанҷро истифода баред

Масалан, он бо роҳи равшан кардани ҳадаф бо лазер, сипас чен кардани нури инъикосшуда бо сканер ва сипас бо истифода аз суръати рӯшноӣ барои экстраполятсияи масофаи объект барои ҳисоб кардани дақиқи масофаи тайшуда кор мекунад. Илова бар ин, фарқияти вақти бозгашти лазер ва дарозии мавҷ сипас барои сохтани намояндагии дақиқи рақамии сеченакаи ҳадаф ва хусусиятҳои сатҳии он ва харитасозии визуалии хусусиятҳои инфиродии он истифода мешавад.

Тавре ки шумо дар боло мебинед, нури лазерӣ бароварда мешавад ва сипас аз объект ба сенсор бармегардад. Бо вақти бозгашти лазер, камераҳои ToF метавонанд масофаҳои дақиқро дар муддати кӯтоҳ бо назардошти суръати ҳаракати нур чен кунанд. (ToF ба масофа табдил меёбад) Ин формулаест, ки таҳлилгар барои расидан ба масофаи дақиқи объект истифода мебарад:

(суръати рӯшноӣ x вақти парвоз) / 2

ToF ба масофа табдил меёбад

Тавре ки шумо мебинед, таймер ҳангоми хомӯш будани чароғ оғоз мешавад ва вақте ки қабулкунанда чароғи бозгаштро мегирад, таймер вақтро бармегардонад. Ҳангоми тарҳ кардани ду маротиба, "вақти парвоз"-и нур ба даст оварда мешавад ва суръати нур доимӣ аст, аз ин рӯ масофаро бо истифода аз формулаи дар боло овардашуда ба осонӣ ҳисоб кардан мумкин аст. Бо ин роҳ, ҳамаи нуқтаҳои сатҳи объектро муайян кардан мумкин аст.

Истифодаи тағйири фазаи мавҷи AM

Баъдан,ToFинчунин метавонад аз мавҷҳои пайваста барои муайян кардани тағйири фазаи нури инъикосшуда барои муайян кардани умқ ва масофа истифода барад.

Тағйири фаза бо истифода аз мавҷи AM

Бо модулятсияи амплитуда, он манбаи рӯшноии синусоидалӣ бо басомади маълумро эҷод мекунад, ки ба детектор имкон медиҳад, ки тағйирёбии фазаи рӯшноии инъикосшударо бо истифода аз формулаи зерин муайян кунад:

ки дар он c суръати рӯшноӣ аст (c = 3 × 10^8 м/с), λ дарозии мавҷ аст (λ = 15 м) ва f басомад аст, ҳар як нуқтаи сенсорро ба осонӣ бо амиқӣ ҳисоб кардан мумкин аст.

Ҳамаи ин чизҳо хеле зуд рух медиҳанд, зеро мо бо суръати рӯшноӣ кор мекунем. Оё шумо метавонед дақиқӣ ва суръатеро, ки сенсорҳо метавонанд бо он чен кунанд, тасаввур кунед? Биёед як мисол оварам, рӯшноӣ бо суръати 300,000 километр дар як сония ҳаракат мекунад, агар объекте аз шумо 5 метр дур бошад, фарқияти вақт байни баромадани рӯшноӣ аз камера ва бозгашт тақрибан 33 наносония аст, ки танҳо ба 0.000000033 сония баробар аст! Вой! Қайд кардан бамаврид аст, ки маълумоти гирифташуда ба шумо намояндагии рақамии дақиқи 3D-ро барои ҳар як пиксел дар тасвир медиҳад.

Новобаста аз принсипи истифодашуда, таъмини манбаи рӯшноӣ, ки тамоми саҳнаро равшан мекунад, ба сенсор имкон медиҳад, ки умқи ҳамаи нуқтаҳоро муайян кунад. Чунин натиҷа ба шумо харитаи масофаро медиҳад, ки дар он ҳар як пиксел масофаро то нуқтаи мувофиқ дар саҳна рамзгузорӣ мекунад. Дар зер намунаи графики диапазони ToF оварда шудааст:

Намунаи графики диапазони ToF

Акнун, ки мо медонем, ки ToF кор мекунад, чаро он хуб аст? Чаро онро истифода бояд бурд? Онҳо барои чӣ хубанд? Хавотир нашавед, истифодаи сенсори ToF бартариҳои зиёд дорад, аммо албатта баъзе маҳдудиятҳо мавҷуданд.

3. Фоидаҳои истифодаи сенсорҳои вақти парвоз

Андозагирии дақиқ ва зуд

Дар муқоиса бо дигар сенсорҳои масофа, ба монанди ултрасадо ё лазерҳо, сенсорҳои вақти парвоз метавонанд тасвири сеченакаи манзараро хеле зуд тартиб диҳанд. Масалан, камераи ToF метавонад ин корро танҳо як маротиба анҷом диҳад. Ғайр аз ин, сенсори ToF қодир аст ашёро дар муддати кӯтоҳ дақиқ муайян кунад ва аз намӣ, фишори ҳаво ва ҳарорат таъсир намегирад, ки онро ҳам барои истифодаи дарунӣ ва ҳам барои берун мувофиқ мегардонад.

масофаи дур

Азбаски сенсорҳои ToF аз лазерҳо истифода мебаранд, онҳо инчунин қодиранд масофаҳои дур ва масофаҳоро бо дақиқии баланд чен кунанд. Сенсорҳои ToF чандиранд, зеро онҳо метавонанд объектҳои наздик ва дурро аз ҳама шакл ва андоза муайян кунанд.

Инчунин, он чандир аст, зеро шумо метавонед оптикаи системаро барои кори беҳтарин танзим кунед, ки дар он шумо метавонед намудҳои интиқолдиҳанда ва қабулкунанда ва линзаҳоро барои ба даст овардани майдони дилхоҳ интихоб кунед.

Бехатарӣ

Нигарон будам, ки лазер азToFСенсор ба чашмони шумо зарар мерасонад? хавотир нашавед! Бисёре аз сенсорҳои ToF ҳоло лазери инфрасурхи камқувватро ҳамчун манбаи рӯшноӣ истифода мебаранд ва онро бо импулсҳои модулятсияшуда идора мекунанд. Сенсор ба стандартҳои бехатарии лазери синфи 1 ҷавобгӯ аст, то бехатарии онро барои чашми инсон таъмин кунад.

аз ҷиҳати хароҷот самаранок

Дар муқоиса бо дигар технологияҳои сканкунии диапазони умқи сеандоза, ба монанди системаҳои камераҳои рӯшноии сохторӣ ё масофасанҷҳои лазерӣ, сенсорҳои ToF дар муқоиса бо онҳо хеле арзонтаранд.

Бо вуҷуди ҳамаи ин маҳдудиятҳо, ToF то ҳол хеле боэътимод ва усули хеле зуди сабти маълумоти сеченака мебошад.

4. Маҳдудиятҳои ToF

Гарчанде ки ToF бартариҳои зиёд дорад, он инчунин маҳдудиятҳо дорад. Баъзе аз маҳдудиятҳои ToF инҳоянд:

• Нури пароканда

Агар сатҳҳои хеле дурахшон ба сенсори ToF-и шумо хеле наздик бошанд, онҳо метавонанд нури аз ҳад зиёдро ба қабулкунаки шумо пароканда кунанд ва артефактҳо ва инъикосҳои номатлубро ба вуҷуд оранд, зеро сенсори ToF-и шумо танҳо пас аз омода шудани андозагирӣ бояд нурро инъикос кунад.

• Мулоҳизаҳои сершумор

Ҳангоми истифодаи сенсорҳои ToF дар кунҷҳо ва шаклҳои коҷ, онҳо метавонанд инъикоси номатлубро ба вуҷуд оранд, зеро нур метавонад чанд маротиба бархӯрад ва андозагириро таҳриф кунад.

• Нури атроф

Истифодаи камераи ToF дар берун аз бино дар зери нури офтоби дурахшон метавонад истифодаи онро дар берун душвор гардонад. Ин аз сабаби шиддати баланди нури офтоб боиси зуд сер шудани пикселҳои сенсор мегардад ва муайян кардани нури воқеии инъикосёфта аз объектро ғайриимкон мегардонад.

• Хулоса

Сенсорҳои ToF ваЛинзаи ToFметавонад дар соҳаҳои гуногун истифода шавад. Аз харитасозии 3D, автоматикунонии саноатӣ, муайянкунии монеаҳо, мошинҳои худгард, кишоварзӣ, робототехника, навигатсия дар дохили бино, шинохти имову ишора, сканкунии объектҳо, андозагирӣ, назорат то воқеияти васеъшуда! Истифодаи технологияи ToF беохир аст.

Шумо метавонед барои ҳама гуна ниёзҳои линзаҳои ToF бо мо тамос гиред.

Ширкати Chuang An Optoelectronics барои эҷоди бренди визуалии комил ба линзаҳои оптикии баландсифат тамаркуз мекунад.

Ширкати Chuang An Optoelectronics ҳоло як қатор маҳсулотро истеҳсол кардааст.Линзаҳои TOFба мисли:

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