Teken in op ons sosiale media vir vinnige pos
Hierdie reeks het ten doel om lesers 'n diepgaande en progressiewe begrip van die tyd van vlug (TOF) -stelsel te gee. Die inhoud dek 'n uitgebreide oorsig van TOF -stelsels, insluitend gedetailleerde verduidelikings van beide indirekte TOF (ITOF) en direkte TOF (DTOF). Hierdie afdelings delf in stelselparameters, hul voor- en nadele en verskillende algoritmes. Die artikel ondersoek ook die verskillende komponente van TOF -stelsels, soos Lasers (VCSels), transmissie- en ontvangslense, wat sensors soos GI's, APD, SPAD, SIPM en bestuurderstroombane soos ASIC's ontvang.
Inleiding tot TOF (Tyd van vlug)
Basiese beginsels
TOF, wat staan vir vlugtyd, is 'n metode wat gebruik word om afstand te meet deur die tyd wat dit neem om lig te bereken om 'n sekere afstand in 'n medium te ry. Hierdie beginsel word hoofsaaklik in optiese TOF -scenario's toegepas en is relatief eenvoudig. Die proses behels 'n ligbron wat 'n ligstraal uitstraal, met die tyd van emissie wat aangeteken is. Hierdie lig weerspieël dan van 'n teiken af, word deur 'n ontvanger vasgelê, en die tyd van die ontvangs word opgemerk. Die verskil in hierdie tye, aangedui as t, bepaal die afstand (d = snelheid van lig (c) × t / 2).
Tipes TOF -sensors
Daar is twee primêre soorte TOF -sensors: opties en elektromagneties. Optiese TOF -sensors, wat meer gereeld voorkom, gebruik ligpulse, tipies in die infrarooi reeks, vir afstandmeting. Hierdie pulse word van die sensor vrygestel, weerspieël 'n voorwerp en keer terug na die sensor, waar die reistyd gemeet word en gebruik word om afstand te bereken. In teenstelling hiermee gebruik elektromagnetiese TOF -sensors elektromagnetiese golwe, soos radar of lidar, om afstand te meet. Hulle werk volgens 'n soortgelyke beginsel, maar gebruik 'n ander medium virAfstandsmeting.
Toepassings van TOF -sensors
TOF -sensors is veelsydig en is in verskillende velde geïntegreer:
Robotika:Word gebruik vir hindernisopsporing en navigasie. Robotte soos Roomba en Boston Dynamics se Atlas gebruik byvoorbeeld TOF -diepte -kameras om hul omgewing te karteer en bewegings te beplan.
Sekuriteitstelsels:Algemeen in bewegingsensors vir die opsporing van indringers, die opwekking van alarms of die aktivering van kamerastelsels.
Motorbedryf:Opgeneem in bestuurder-hulpstelsels vir aanpasbare vaartbeheer en vermyding van botsing, word al hoe meer algemeen in nuwe voertuigmodelle.
Mediese veld: Gebruik in nie-indringende beelding en diagnostiek, soos optiese koherensietomografie (OKT), wat hoë-resolusie weefselbeelde lewer.
Verbruikerselektronika: Geïntegreer in slimfone, tablette en skootrekenaars vir funksies soos gesigsherkenning, biometriese verifikasie en gebaarherkenning.
Drones:Word gebruik vir navigasie, vermyding van botsings en om probleme met privaatheid en lugvaart aan te spreek
TOF -stelselargitektuur
'N Tipiese TOF -stelsel bestaan uit verskillende sleutelkomponente om die afstandmeting te bereik soos beskryf:
· Sender (TX):Dit sluit 'n laserligbron in, hoofsaaklik 'nVcsel, 'n bestuurderskring -ASIC om die laser te dryf, en optiese komponente vir balkbeheer, soos botsende lense of diffraktiewe optiese elemente en filters.
· Ontvanger (RX):Dit bestaan uit lense en filters aan die einde van die einde, sensors soos GI's, SPAD of SIPM, afhangende van die TOF -stelsel, en 'n beeldseinverwerker (ISP) vir die verwerking van groot hoeveelhede data uit die ontvangerskyf.
·Kragbestuur:Die bestuur van stabielStroombeheer vir VCSELS en hoë spanning vir SPAD's is van kardinale belang, wat robuuste kragbestuur benodig.
· Sagtewarelaag:Dit sluit firmware, SDK, OS en toepassingslaag in.
Die argitektuur demonstreer hoe 'n laserstraal, afkomstig van die VCSEL en gewysig deur optiese komponente, deur die ruimte beweeg, weerspieël 'n voorwerp en keer terug na die ontvanger. Die tydsverloopberekening in hierdie proses onthul afstand of diepte -inligting. Hierdie argitektuur dek egter nie geraaspaaie nie, soos sonlig-geïnduseerde geraas of meer-padgeluid van refleksies, wat later in die reeks bespreek word.
Klassifikasie van TOF -stelsels
TOF -stelsels word hoofsaaklik gekategoriseer deur hul afstandmetingstegnieke: direkte TOF (DTOF) en indirekte TOF (ITOF), elk met duidelike hardeware en algoritmiese benaderings. Die reeks skets aanvanklik hul beginsels voordat hulle 'n vergelykende ontleding van hul voordele, uitdagings en stelselparameters ondersoek.
Ondanks die oënskynlik eenvoudige beginsel van TOF - om 'n ligte polsslag uit te stuur en die terugkeer daarvan op te spoor om afstand te bereken - lê die kompleksiteit daarin om die terugkerende lig van die omgewing te onderskei. Dit word aangespreek deur voldoende helder lig uit te stuur om 'n hoë sein-tot-geraas-verhouding te bereik en toepaslike golflengtes te kies om die omgewingslig-interferensie te verminder. 'N Ander benadering is om die vrygestelde lig te kodeer om dit met terugkeer te onderskei, soortgelyk aan SOS -seine met 'n flitslig.
Die reeks gaan voort om DTOF en ITOF te vergelyk, om hul verskille, voordele en uitdagings in detail te bespreek, en kategoriseer TOF -stelsels verder op grond van die kompleksiteit van inligting wat hulle verskaf, wat wissel van 1D TOF tot 3D TOF.
dtof
Direkte TOF meet die foton se vlugtyd direk. Die sleutelkomponent, die enkele foton -lawine -diode (SPAD), is sensitief genoeg om enkele fotone op te spoor. DTOF gebruik tyd gekorreleerde enkele fotontelling (TCSPC) om die tyd van foton -aankomste te meet, en konstrueer 'n histogram om die waarskynlikste afstand af te lei op grond van die hoogste frekwensie van 'n spesifieke tydsverskil.
dit
Indirekte TOF bereken vlugtyd op grond van die faseverskil tussen vrygestelde en ontvangde golfvorms, gewoonlik met behulp van deurlopende golf- of polsmoduleringsseine. ITOF kan standaard beeldsensorargitekture gebruik en mettertyd ligintensiteit meet.
ITOF word verder onderverdeel in deurlopende golfmodulasie (CW-ITOF) en polsmodulasie (gepulseerde ITOF). CW-It van meet die faseverskuiwing tussen vrygestelde en ontvangde sinusvormige golwe, terwyl gepulseerde It van die faseverskuiwing bereken word met behulp van vierkantige golfseine.
Verder lees:
- Wikipedia. (ND). Tyd van vlug. Ontsluit vanhttps://en.wikipedia.org/wiki/time_of_flight
- Sony Semiconductor Solutions Group. (ND). TOF (Tyd van vlug) | Algemene tegnologie van beeldsensors. Ontsluit vanhttps://www.sony-semicon.com/en/technologies/tof
- Microsoft. (2021, 4 Februarie). Inleiding tot Microsoft Time of Flight (TOF) - Azure Depth Platform. Ontsluit vanhttps://devblogs.microsoft.com/azure-depth-platform/intro-to-microsoft-time-of-flight-tof
- Escatec. (2023, 2 Maart). Tyd van vlug (TOF) sensors: 'n diepgaande oorsig en toepassings. Ontsluit vanhttps://www.escatec.com/news/time-of-flight-tof-sensors-an-in-depth-overview-and-applications
Vanaf die webbladhttps://faster-than-light.net/tofsystem_c1/
Deur die skrywer: Chao Guang
Disclaimer:
Ons verklaar hiermee dat sommige van die beelde wat op ons webwerf vertoon word, op die internet en Wikipedia versamel word, met die doel om onderwys en inligting te bevorder. Ons respekteer die intellektuele eiendomsreg van alle skeppers. Die gebruik van hierdie beelde is nie bedoel vir kommersiële wins nie.
As u van mening is dat enige van die gebruikte inhoud u kopiereg oortree, kontak ons gerus. Ons is meer as bereid om toepaslike maatreëls te tref, insluitend die verwydering van beelde of die verskaffing van behoorlike toeskrywing, om te verseker dat die wette en regulasies van intellektuele eiendom nakom. Ons doel is om 'n platform te handhaaf wat ryk is aan inhoud, billik en die intellektuele eiendomsreg van ander respekteer.
Kontak ons gerus by die volgende e -posadres:sales@lumispot.cn. Ons verbind ons daartoe om onmiddellik op te tree by die ontvangs van enige kennisgewing en waarborg 100% samewerking om sodanige probleme op te los.
Postyd: Desember-18-2023