Newyddion - Egwyddor Sylfaenol a Chymhwyso System TOF (Amser Hedfan)

Tanysgrifiwch i'n Cyfryngau Cymdeithasol i gael y post prydlon

Nod y gyfres hon yw rhoi dealltwriaeth fanwl a blaengar i ddarllenwyr o system amser hedfan (TOF). Mae'r cynnwys yn cynnwys trosolwg cynhwysfawr o systemau TOF, gan gynnwys esboniadau manwl o TOF anuniongyrchol (ITOF) a TOF uniongyrchol (DTOF). Mae'r adrannau hyn yn ymchwilio i baramedrau system, eu manteision a'u hanfanteision, ac algorithmau amrywiol. Mae'r erthygl hefyd yn archwilio gwahanol gydrannau systemau TOF, megis laserau allyrru wyneb ceudod fertigol (VCSELs), lensys trosglwyddo a derbyn, gan dderbyn synwyryddion fel CIS, APD, SPAD, SIPM, a chylchedau gyrwyr fel ASICs.

Cyflwyniad i TOF (Amser Hedfan)

Egwyddorion sylfaenol

Mae TOF, sy'n sefyll am amser hedfan, yn ddull a ddefnyddir i fesur pellter trwy gyfrifo'r amser y mae'n ei gymryd i olau deithio pellter penodol mewn cyfrwng. Mae'r egwyddor hon yn cael ei chymhwyso'n bennaf mewn senarios TOF optegol ac mae'n gymharol syml. Mae'r broses yn cynnwys ffynhonnell golau yn allyrru pelydr o olau, gyda'r amser yn cael ei gofnodi. Yna mae'r golau hwn yn adlewyrchu targed, yn cael ei ddal gan dderbynnydd, a nodir amser y dderbynfa. Mae'r gwahaniaeth yn yr amseroedd hyn, a ddynodir fel t, yn pennu'r pellter (d = cyflymder golau (c) × t / 2).

Mathau o Synwyryddion TOF

Mae dau brif fath o synwyryddion TOF: optegol ac electromagnetig. Mae synwyryddion TOF optegol, sy'n fwy cyffredin, yn defnyddio corbys golau, yn nodweddiadol yn yr ystod is -goch, ar gyfer mesur pellter. Mae'r corbys hyn yn cael eu hallyrru o'r synhwyrydd, yn myfyrio oddi ar wrthrych, ac yn dychwelyd i'r synhwyrydd, lle mae'r amser teithio yn cael ei fesur a'i ddefnyddio i gyfrifo pellter. Mewn cyferbyniad, mae synwyryddion TOF electromagnetig yn defnyddio tonnau electromagnetig, fel radar neu lidar, i fesur pellter. Maent yn gweithredu ar egwyddor debyg ond yn defnyddio cyfrwng gwahanol ar gyfermesur pellter.

Cymwysiadau Synwyryddion TOF

Mae synwyryddion TOF yn amlbwrpas ac wedi cael eu hintegreiddio i amrywiol feysydd:

Roboteg:A ddefnyddir ar gyfer canfod rhwystrau a llywio. Er enghraifft, mae robotiaid fel Atlas Roomba a Boston Dynamics yn cyflogi camerâu dyfnder TOF ar gyfer mapio eu hamgylchedd a chynllunio symudiadau.

Systemau Diogelwch:Synwyryddion cynnig cyffredin ar gyfer canfod tresmaswyr, sbarduno larymau, neu actifadu systemau camerâu.

Diwydiant Modurol:Wedi'i ymgorffori mewn systemau cymorth gyrwyr ar gyfer rheoli mordeithio addasol ac osgoi gwrthdrawiad, gan ddod yn fwyfwy cyffredin mewn modelau cerbydau newydd.

Maes Meddygol: Wedi'i gyflogi mewn delweddu a diagnosteg anfewnwthiol, megis tomograffeg cydlyniant optegol (OCT), gan gynhyrchu delweddau meinwe cydraniad uchel.

Electroneg Defnyddwyr: Integreiddio i ffonau smart, tabledi, a gliniaduron ar gyfer nodweddion fel cydnabod wyneb, dilysu biometreg, a chydnabod ystum.

Dronau:Yn cael ei ddefnyddio ar gyfer llywio, osgoi gwrthdrawiadau, ac wrth fynd i'r afael â phryderon preifatrwydd a hedfan

Pensaernïaeth System TOF

Mae system TOF nodweddiadol yn cynnwys sawl cydran allweddol i gyflawni'r mesur pellter fel y disgrifir:

· Trosglwyddydd (TX):Mae hyn yn cynnwys ffynhonnell golau laser, aVCsel, ASIC cylched gyrrwr i yrru'r laser, a chydrannau optegol ar gyfer rheoli trawst fel lensys collimating neu elfennau optegol diffreithiol, a hidlwyr.
· Derbynnydd (rx):Mae hyn yn cynnwys lensys a hidlwyr ar y pen derbyn, synwyryddion fel CIS, SPAD, neu SIPM yn dibynnu ar y system TOF, a phrosesydd signal delwedd (ISP) ar gyfer prosesu llawer iawn o ddata o'r sglodyn derbynnydd.
·Rheoli Pwer:Rheoli sefydlogMae rheolaeth gyfredol ar gyfer VCSELS a foltedd uchel ar gyfer rhadiau yn hanfodol, sy'n gofyn am reoli pŵer yn gadarn.
· Haen Meddalwedd:Mae hyn yn cynnwys cadarnwedd, SDK, OS, a haen ymgeisio.

Mae'r bensaernïaeth yn dangos sut mae trawst laser, sy'n tarddu o'r VCSEL ac wedi'i addasu gan gydrannau optegol, yn teithio trwy'r gofod, yn adlewyrchu gwrthrych, ac yn dychwelyd i'r derbynnydd. Mae'r cyfrifiad amser yn y broses hon yn datgelu gwybodaeth bellter neu ddyfnder. Fodd bynnag, nid yw'r bensaernïaeth hon yn gorchuddio llwybrau sŵn, fel sŵn a achosir gan olau haul neu sŵn aml-lwybr o fyfyrdodau, a drafodir yn ddiweddarach yn y gyfres.

Dosbarthiad systemau TOF

Mae systemau TOF yn cael eu categoreiddio'n bennaf yn ôl eu technegau mesur pellter: TOF uniongyrchol (DTOF) a TOF anuniongyrchol (ITOF), pob un â chaledwedd penodol ac ymagweddau algorithmig. I ddechrau, mae'r gyfres yn amlinellu eu hegwyddorion cyn ymchwilio i ddadansoddiad cymharol o'u manteision, eu heriau a'u paramedrau system.

Er gwaethaf yr egwyddor ymddangosiadol syml o TOF - allyrru pwls ysgafn a chanfod ei ddychweliad i gyfrifo pellter - mae'r cymhlethdod yn gorwedd wrth wahaniaethu'r golau sy'n dychwelyd o olau amgylchynol. Ymdrinnir â hyn trwy allyrru golau digon llachar i gyflawni cymhareb signal-i-sŵn uchel a dewis tonfeddi priodol i leihau ymyrraeth golau amgylcheddol. Dull arall yw amgodio'r golau a allyrrir i'w wneud y gellir ei wahaniaethu ar ôl dychwelyd, yn debyg i signalau SOS gyda flashlight.

Mae'r gyfres yn mynd yn ei blaen i gymharu DTOF ac ITOF, gan drafod eu gwahaniaethau, eu manteision a'u heriau yn fanwl, ac yn categoreiddio systemau TOF ymhellach yn seiliedig ar gymhlethdod y wybodaeth y maent yn ei darparu, yn amrywio o TOF 1D i TOF 3D.

dtof

Mae TOF uniongyrchol yn mesur amser hedfan y ffoton yn uniongyrchol. Mae ei gydran allweddol, y deuod eirlithriad ffoton sengl (SPAD), yn ddigon sensitif i ganfod ffotonau sengl. Mae DTOF yn cyflogi cyfrif ffoton sengl cydberthynas amser (TCSPC) i fesur amser cyrraedd ffoton, gan adeiladu histogram i ddiddymu'r pellter mwyaf tebygol yn seiliedig ar amledd uchaf gwahaniaeth amser penodol.

Itof

Mae TOF anuniongyrchol yn cyfrifo amser hedfan yn seiliedig ar y gwahaniaeth cyfnod rhwng tonffurfiau a allyrrir ac a dderbyniwyd, gan ddefnyddio signalau modiwleiddio tonnau neu guriad parhaus yn gyffredin. Gall ITOf ddefnyddio pensaernïaeth synhwyrydd delwedd safonol, gan fesur dwyster golau dros amser.

Mae ITOF yn cael ei isrannu ymhellach yn fodiwleiddio tonnau parhaus (CW-ITOF) a modiwleiddio pwls (Pulsed-ITOF). Mae CW-Itof yn mesur y newid cam rhwng a allyrrir a derbyn tonnau sinwsoidaidd, tra bod Pulsed-Itof yn cyfrifo newid cam gan ddefnyddio signalau tonnau sgwâr.

Darlleniad a ganlyn:

Wikipedia. (nd). Amser hedfan. Adalwyd ohttps://en.wikipedia.org/wiki/time_of_flight
Grŵp Datrysiadau Semiconductor Sony. (nd). Tof (amser hedfan) | Technoleg Gyffredin Synwyryddion Delwedd. Adalwyd ohttps://www.sony-semicon.com/cy/technologies/tof
Microsoft. (2021, Chwefror 4). Cyflwyniad i Microsoft Amser Hedfan (TOF) - Llwyfan Dyfnder Azure. Adalwyd ohttps://devblogs.microsoft.com/azure-depth-platform/intro-to-microsoft-time-ofllight-tof
Escatec. (2023, Mawrth 2). Synwyryddion Amser Hedfan (TOF): Trosolwg a Cheisiadau manwl. Adalwyd ohttps://www.escatec.com/news/time-ofllight-tof-sensors-an-in-depth-overview-and-applications

O'r dudalen wehttps://faster-than-light.net/tofsystem_c1/

gan yr awdur: Chao Guang

Ymwadiad:

Rydym trwy hyn yn datgan bod rhai o'r delweddau sy'n cael eu harddangos ar ein gwefan yn cael eu casglu o'r Rhyngrwyd a Wikipedia, gyda'r nod o hyrwyddo addysg a rhannu gwybodaeth. Rydym yn parchu hawliau eiddo deallusol pob crewr. Nid yw'r defnydd o'r delweddau hyn wedi'i fwriadu er budd masnachol.

Os ydych chi'n credu bod unrhyw un o'r cynnwys a ddefnyddir yn torri eich hawlfraint, cysylltwch â ni. Rydym yn fwy na pharod i gymryd mesurau priodol, gan gynnwys cael gwared ar ddelweddau neu ddarparu priodoliad cywir, er mwyn sicrhau cydymffurfiad â deddfau a rheoliadau eiddo deallusol. Ein nod yw cynnal platfform sy'n llawn cynnwys, teg, ac sy'n parchu hawliau eiddo deallusol eraill.

Cysylltwch â ni yn y cyfeiriad e -bost canlynol:sales@lumispot.cn. Rydym yn ymrwymo i weithredu ar unwaith wrth dderbyn unrhyw hysbysiad a gwarantu cydweithredu 100% wrth ddatrys unrhyw faterion o'r fath.