1. Uçuş wagty (ToF) datçigi näme?

Uçuş wagtynyň kamerasy näme? Uçaryň uçuşyny surata alýan kameramy? Onuň uçarlar ýa-da uçarlar bilen baglanyşygy barmy? Aslynda, ol uzak ýolda!

ToF, bir jisimiň, bölejigiň ýa-da tolkunlaryň uzak aralyga uçmagy üçin gerek bolan wagtyň ölçegidir. Ýarasalaryň sonar ulgamynyň işleýändigini bilýärdiňizmi? Uçuş wagty ulgamy hem şoňa meňzeş!

Uçuş wagtynyň sensorlarynyň köp görnüşi bar, ýöne olaryň köpüsi uçuş wagtynyň kameralary we lazer skanerleri bolup, olar infragyzyl şöhle bilen şöhlelendirip, suratdaky dürli nokatlaryň çuňlugyny ölçemek üçin lidar (ýagtylygy anyklamak we aralygy ölçemek) atly tehnologiýany ulanýarlar.

ToF sensorlary arkaly döredilýän we alynýan maglumatlar örän peýdalydyr, sebäbi ol pyýadalary anyklamak, ýüz aýratynlyklaryna esaslanýan ulanyjynyň autentifikasiýasyny üpjün etmek, SLAM (bir wagtda lokalizasiýa we kartalaşdyrma) algoritmlerini ulanyp daşky gurşawyň kartasyny döretmek we başgalary üpjün edip biler.

Bu ulgam aslynda robotlarda, öz-özüni dolandyrýan awtoulaglarda we hatda häzir hem ykjam enjamyňyzda giňden ulanylýar. Mysal üçin, eger siz Huawei P30 Pro, Oppo RX17 Pro, LG G8 ThinQ we ş.m. ulanýan bolsaňyz, telefonyňyzda ToF kamera bar!

ToF kamerasy

2. Uçuş wagtynyň datçigi nähili işleýär?

Indi bolsa, uçuş wagtynyň datçiginiň nämedigi we onuň nähili işleýändigi barada gysgaça maglumat bermek isleýäris.

ToFSensorlar infragyzyl şöhle saçmak üçin kiçi lazerleri ulanýarlar, şol ýerde emele gelen şöhle islendik obýektden sekrip, sensora gaýdyp gelýär. Yşygyň şöhle saçmagy bilen obýekt tarapyndan şöhlelenenden soň sensora gaýdyp gelmegiň arasyndaky wagt tapawudyna esaslanyp, sensor obýekt bilen sensoryň arasyndaky aralygy ölçäp bilýär.

Şu gün biz ToF-yň aralygy we çuňlugy kesgitlemek üçin syýahat wagtyny nähili ulanýandygynyň 2 usulyny öwreneris: wagt impulslaryny ulanmak we amplituda modulirlenen tolkunlaryň faza üýtgeşmesini ulanmak.

Wagtlaýyn impulslary ulanyň

Mysal üçin, ol nyşana lazer bilen ýagtylandyrmak, soňra skaner bilen şöhlelenen ýagtylygy ölçemek we soňra geçen aralygy takyk hasaplamak üçin ýagtylygyň tizligini ulanmak arkaly obýektiň aralygyny ekstrapolýasiýa etmek arkaly işleýär. Mundan başga-da, lazeriň gaýdyp gelme wagtynyň we tolkun uzynlygynyň tapawudy soňra nyşananyň takyk sanly 3D keşbini we ýüzüniň aýratynlyklaryny döretmek, şeýle hem onuň aýratyn aýratynlyklaryny wizual taýdan kartalaşdyrmak üçin ulanylýar.

Ýokarda görşüňiz ýaly, lazer şöhlesi çykarylýar we soňra obýektden sensora gaýdyp gelýär. Lazeriň gaýdyp gelme wagty bilen ToF kameralary ýagtylygyň hereket tizligini göz öňünde tutup, gysga wagtyň içinde takyk aralyklary ölçäp bilýärler. (ToF aralyga öwrülýär) Bu analitikiň obýektiň takyk aralygyna ýetmek üçin ulanýan formulasydyr:

(çyragyň tizligi x uçuş wagty) / 2

ToF aralyga öwrülýär

Görşüňiz ýaly, taýmer çyra öçürilen wagty başlar we kabul ediji yzyna gaýdan çyrany alanda, taýmer wagty gaýtaryp berer. Iki gezek aýyrlanda, çyranyň "uçuş wagty" alynýar we çyranyň tizligi üýtgewsiz bolýar, şonuň üçin aralygy ýokardaky formula arkaly aňsatlyk bilen hasaplap bolýar. Şeýlelik bilen, obýektiň ýüzündäki ähli nokatlary kesgitläp bolýar.

AM tolkunynyň faza geçişini ulanyň

Indiki,ToFşeýle hem çuňlugy we aralygy kesgitlemek üçin şöhlelenen ýagtylygyň faza üýtgeşmesini anyklamak üçin üznüksiz tolkunlary ulanyp biler.

AM tolkunyny ulanyp faza geçişi

Amplitudany modulirlemek arkaly, ol belli bir ýygylykly sinusoidal ýagtylyk çeşmesini döredýär we detektora aşakdaky formulany ulanyp, şöhlelenen ýagtylygyň faza üýtgemesini kesgitlemäge mümkinçilik berýär:

bu ýerde c ýagtylygyň tizligi (c = 3 × 10^8 m/s), λ tolkun uzynlygy (λ = 15 m) we f ýygylykdyr, datçikdäki her bir nokady çuňlugy boýunça aňsatlyk bilen hasaplap bolýar.

Bularyň hemmesi ýagtylygyň tizliginde işleýänimizde örän çalt bolup geçýär. Sensorlaryň nähili takyklyk we tizlik bilen ölçäp biljekdigini göz öňüne getirip bilersiňizmi? Mysal getireýin, ýagtylyk sekuntda 300,000 kilometr tizlikde hereket edýär, eger bir obýekt sizden 5 metr uzaklykda bolsa, ýagtylygyň kameradan çykmagy bilen gaýdyp gelmeginiň arasyndaky wagt tapawudy takmynan 33 nanosekund, bu bolsa diňe 0,000000033 sekunda deňdir! Wah! Şeýle-de bolsa, alnan maglumatlar size suratdaky her bir piksel üçin takyk 3D sanly görkezilişi berer.

Ulanylýan prinsipe garamazdan, tutuş sahnany ýagtylandyrýan ýagtylyk çeşmesini bermek sensoryň ähli nokatlaryň çuňlugyny kesgitlemegine mümkinçilik berýär. Şeýle netije size her pikseliň sahnadaky degişli nokada çenli aralygy kodlaýan aralyk kartasyny berýär. Aşakda ToF diapazon grafiginiň mysaly getirilýär:

ToF diapazon grafiginiň mysaly

Indi ToF-yň işleýändigini bilýänimizden soň, ol näme üçin gowy? Ony näme üçin ulanmaly? Olar näme üçin peýdaly? Alada etme, ToF sensoryny ulanmagyň köp artykmaçlyklary bar, ýöne elbetde käbir çäklendirmeler bar.

3. Uçuş wagtynyň datçiklerini ulanmagyň peýdalary

Takyk we çalt ölçeg

Ultrases ýa-da lazer ýaly beýleki aralyk sensorlary bilen deňeşdirilende, uçuş wagty sensorlary sahnanyň 3D şekilini örän çalt düzüp bilýär. Mysal üçin, ToF kamerasy muny diňe bir gezek edip bilýär. Mundan başga-da, ToF sensory obýektleri gysga wagtyň içinde takyk anyklap bilýär we çyglylykdan, howa basyşyndan we temperaturadan täsirlenmeýär, bu bolsa ony içerki we daşarky ulanmak üçin amatly edýär.

uzak aralyk

ToF sensorlary lazerleri ulanýandygy sebäpli, olar uzak aralyklary we aralyklary ýokary takyklyk bilen ölçäp bilýärler. ToF sensorlary çeýedir, sebäbi olar ähli görnüşli we ölçegli ýakyn we uzak obýektleri anyklap bilýärler.

Şeýle hem, optimal iş üçin ulgamyň optikasyny özleşdirip bilýändigiňiz babatda çeýedir, bu ýerde islenýän görüş meýdanyny almak üçin geçiriji we kabul ediji görnüşlerini hem-de linzalary saýlap bolýar.

Howpsuzlyk

Lazerden howatyrlandymToFSensor gözleriňize zyýan ýetirermi? Biynjalyk bolmaň! Häzirki wagtda köp ToF sensorlary ýagtylyk çeşmesi hökmünde pes kuwwatly infragyzyl lazer ulanýar we ony modulirlenen impulslar bilen herekete getirýär. Sensor adam gözi üçin howpsuzlygyny üpjün etmek üçin 1-nji synp lazer howpsuzlyk standartlaryna laýyk gelýär.

çykdajy taýdan netijeli

Gurluşlaşdyrylan ýagtylyk kamera ulgamlary ýa-da lazer aralyk ölçeýjileri ýaly beýleki 3D çuňluk aralygyny skanirleme tehnologiýalary bilen deňeşdirilende, ToF sensorlary olardan has arzan.

Bu çäklendirmeleriň ählisine garamazdan, ToF henizem örän ygtybarly we 3D maglumatlaryny almagyň örän çalt usulydyr.

4. ToF-yň çäklendirmeleri

ToF-yň köp artykmaçlyklary bar bolsa-da, onuň çäklendirmeleri hem bar. ToF-yň käbir çäklendirmeleri aşakdakylary öz içine alýar:

• Çapylan ýagtylyk

Eger örän ýagty ýüzler ToF sensoryňyza örän ýakyn bolsa, olar kabul edijiňize juda köp ýagtylyk saçyp, artefaktlary we islenmeýän şöhlelenmeleri döredip biler, sebäbi ToF sensoryňyz diňe ölçeg taýýar bolandan soň ýagtylygy şöhlelendirmeli.

• Köp sanly şöhlelenmeler

ToF datçikleri burçlarda we içburun şekillerde ulanylanda, olar islenilmeýän şöhlelenmelere sebäp bolup biler, sebäbi ýagtylyk birnäçe gezek şöhle saçyp, ölçegleri bozup biler.

• Daşky gurşawyň çyrasy

ToF kamerasyny açyk howada, ýagty gün şöhlesinde ulanmak açyk howada ulanmagy kynlaşdyryp biler. Bu, gün şöhlesiniň ýokary intensiwligi sebäpli sensor pikselleriniň çalt doýmagyna sebäp bolýar we obýektden şöhlelenen hakyky ýagtylygy anyklamagy mümkin däl edýär.

• Netije

ToF sensorlary weToF linzasydürli ulgamlarda ulanylyp bilner. 3D kartografiýadan, senagat awtomatlaşdyrmasyndan, päsgelçilikleri anyklaýyşdan, özbaşdak hereket edýän awtoulaglardan, oba hojalygyndan, robototehnikadan, içerki nawigasiýadan, jestleri tanamakdan, obýektleri skanirlemekden, ölçeglerden, gözegçilikden başlap, giňeldilen hakykata çenli! ToF tehnologiýasynyň ulanylyş çäkleri çäksizdir.

ToF linzalary bilen baglanyşykly islendik zerurlyklar üçin biziň bilen habarlaşyp bilersiňiz.

“Chuang An Optoelectronics” kompaniýasy kämil wizual brend döretmek üçin ýokary kesgitlenen optik linzalara ünsi jemleýär

Chuang An Optoelektronikasy häzir dürli önümleri öndürdiTOF linzalarymysal üçin:

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