Яңалыклар - TOF (Очыш вакыты) системасының төп принцибы һәм кулланылышы

Кирәкле постлар өчен безнең социаль медиага язылыгыз

Бу серия укучыларга Очыш Вакыты (TOF) системасын тирәнтен һәм алга таба аңлау бирүне максат итеп куя. Эчтәлек TOF системаларына тулы күзәтүне үз эченә ала, шул исәптән туры булмаган TOF (iTOF) һәм туры TOF (dTOF) турында җентекле аңлатмалар. Бу бүлекләрдә система параметрлары, аларның өстенлекләре һәм кимчелекләре, шулай ук төрле алгоритмнар тикшерелә. Мәкаләдә шулай ук TOF системаларының төрле компонентлары, мәсәлән, вертикаль куышлык өслеге нурландыручы лазерлар (VCSEL), тапшыру һәм кабул итү линзалары, CIS, APD, SPAD, SiPM кебек кабул итү сенсорлары һәм ASIC кебек драйвер схемалары тикшерелә.

Очыш вакыты (TOF) белән таныштыру

Төп принциплар

TOF, Очу вакытын аңлата, ераклыкны үлчәү өчен кулланыла торган ысул, яктылыкның билгеле бер араны мохиттә узу вакытын исәпләү юлы белән кулланыла. Бу принцип, нигездә, оптик TOF сценарийларында кулланыла һәм чагыштырмача гади. Процесс яктылык чыганагы тарафыннан яктылык нуры чыгарылуын үз эченә ала, нурланыш вакыты теркәлгән. Аннары бу яктылык максаттан чагылып, кабул итүче тарафыннан тотыла һәм кабул итү вакыты билгеләнә. Бу вакытлар арасындагы аерма, t белән билгеләнә, ераклыкны билгели (d = яктылык тизлеге (c) × t / 2).

ToF сенсорлары төрләре

ToF сенсорларының ике төп төре бар: оптик һәм электромагнит. Оптик ToF сенсорлары, гадәттә, инфракызыл диапазонда, ераклыкны үлчәү өчен яктылык импульсларын кулланалар. Бу импульслар сенсордан чыгарыла, объекттан чагыла һәм сенсорга кире кайта, анда юл вакыты үлчәнә һәм ераклыкны исәпләү өчен кулланыла. Киресенчә, электромагнит ToF сенсорлары ераклыкны үлчәү өчен электромагнит дулкыннар, мәсәлән, радар яки лидар кулланалар. Алар охшаш принцип буенча эшлиләр, ләкин алар өчен башка мохит кулланалар.ераклыкны үлчәү.

ToF сенсорларының кулланылышы

ToF сенсорлары күпкырлы һәм төрле өлкәләргә интеграцияләнгән:

Робототехника:Киртәләрне ачыклау һәм навигация өчен кулланыла. Мәсәлән, Roomba һәм Boston Dynamics' Atlas кебек роботлар тирә-юньне картага төшерү һәм хәрәкәтләрне планлаштыру өчен ToF тирәнлек камераларын кулланалар.

Куркынычсызлык системалары:Хәрәкәт сенсорларында еш очрый, алар бәреп керүчеләрне ачыклау, сигнализацияләрне эшләтеп җибәрү яки камера системаларын эшләтеп җибәрү өчен кулланыла.

Автомобиль сәнәгате:Адаптив круиз-контроль һәм бәрелүләрдән саклану өчен йөртүчегә ярдәм итү системаларына кертелгән, яңа автомобиль модельләрендә барган саен киң тарала бара.

Медицина өлкәсеИнвазив булмаган сурәтләү һәм диагностикада, мәсәлән, оптик когерент томографиядә (ОКТ), югары сыйфатлы тукыма рәсемнәрен ясауда кулланыла.

Кулланучылар электроникасыЙөз тану, биометрик аутентификация һәм ишарә тану кебек функцияләр өчен смартфоннарга, планшетларга һәм ноутбукларга интеграцияләнгән.

Дроннар:Навигация, бәрелешләрне булдырмау, шәхси тормыш һәм авиация мәсьәләләрен хәл итү өчен кулланыла

TOF системасы архитектурасы

Гадәти TOF системасы ераклыкны үлчәү өчен берничә төп компоненттан тора, тасвирланганча:

· Тапшыргыч (Tx):Моңа лазер яктылык чыганагы керә, нигездәVCSEL, лазерны эшләтү өчен ASIC драйвер схемасы, һәм нур белән идарә итү өчен оптик компонентлар, мәсәлән, коллимацияләүче линзалар яки дифракцияле оптик элементлар, һәм фильтрлар.
· Кабул итүче (рецепт):Бу кабул итү ягындагы линзалар һәм фильтрлардан, TOF системасына карап CIS, SPAD яки SiPM кебек сенсорлардан, һәм кабул итүче чиптан зур күләмдәге мәгълүматларны эшкәртү өчен рәсем сигналы эшкәрткеченнән (ISP) тора.
·Электр белән идарә итү:Ат абзарларын идарә итүVCSELлар өчен токны һәм SPADлар өчен югары көчәнешне контрольдә тоту бик мөһим, чөнки ныклы энергия белән идарә итү таләп ителә.
· Программа тәэминаты катламы:Моңа микропрограмма, SDK, ОС һәм кушымта катламы керә.

Архитектура VCSELдан башланган һәм оптик компонентлар белән үзгәртелгән лазер нурының ничек киңлек аша үтеп, объекттан чагылып, кабул итүчегә кире кайтуын күрсәтә. Бу процесстагы вакыт аралыгын исәпләү ераклык яки тирәнлек турында мәгълүматны күрсәтә. Ләкин бу архитектура шау-шу юлларын, мәсәлән, кояш нуры китереп чыгарган шау-шуны яки чагылышлардан күп юллы шау-шуны үз эченә алмый, алар сериядә соңрак каралачак.

TOF системаларының классификациясе

TOF системалары, нигездә, ераклыкны үлчәү ысуллары буенча категорияләргә бүленә: туры TOF (dTOF) һәм туры булмаган TOF (iTOF), һәрберсенең үзенчәлекле аппарат һәм алгоритмик алымнары бар. Серия башта аларның принципларын күрсәтә, аннары аларның өстенлекләрен, кыенлыкларын һәм система параметрларын чагыштырмача анализлауга күчә.

TOFның гади генә принцибына карамастан - яктылык импульсын чыгару һәм аның кире кайтуын ачыклау - ераклыкны исәпләү өчен - катлаулылык кире кайтучы яктылыкны әйләнә-тирә яктылыктан аеруда. Бу мәсьәлә югары сигнал-шау нисбәтенә ирешү өчен җитәрлек якты яктылык чыгару һәм әйләнә-тирә яктылык комачаулавын минимальләштерү өчен тиешле дулкын озынлыкларын сайлау юлы белән хәл ителә. Тагын бер ысул - чыгарылган яктылыкны кире кайткач аерып алырлык итеп кодлау, фонарь белән SOS сигналлары кебек.

Серия dTOF һәм iTOF чагыштыруын дәвам итә, аларның аермаларын, өстенлекләрен һәм кыенлыкларын җентекләп тикшерә, һәм TOF системаларын алар биргән мәгълүматның катлаулылыгына нигезләнеп, 1D TOFтан алып 3D TOFка кадәр категорияләргә бүлә.

dTOF

Турыдан-туры TOF фотонның очу вакытын турыдан-туры үлчи. Аның төп компоненты, Бер Фотон Ташкын Диоды (SPAD), бер фотонны ачыклау өчен җитәрлек сизгер. dTOF фотоннарның килү вакытын үлчәү өчен вакыт белән корреляцияләнгән Бер Фотон Санау (TCSPC) куллана, билгеле бер вакыт аермасының иң югары ешлыгына нигезләнеп, иң ихтимал араны билгеләү өчен гистограмма төзи.

iTOF

Туры булмаган TOF очыш вакытын чыгарылма һәм кабул ителгән дулкын формалары арасындагы фаза аермасы нигезендә исәпли, гадәттә өзлексез дулкын яки импульс модуляциясе сигналларын куллана. iTOF вакыт узу белән яктылык интенсивлыгын үлчәү өчен стандарт сурәт сенсоры архитектураларын куллана ала.

iTOF үз чиратында өзлексез дулкын модуляциясенә (CW-iTOF) һәм импульс модуляциясенә (Pulsed-iTOF) бүленә. CW-iTOF чыгарылган һәм кабул ителгән синусоидаль дулкыннар арасындагы фаза күчешен үлчи, ә Pulsed-iTOF квадрат дулкын сигналларын кулланып фаза күчешен исәпли.

Өстәмә уку:

Википедия. (nd). Очыш вакыты. Алынган урынhttps://en.wikipedia.org/wiki/Time_of_flight
Sony Semiconductor Solutions Group. (nd). ToF (Очыш вакыты) | Рәсем сенсорларының гомуми технологиясе. Алынган чыганак:https://www.sony-semicon.com/en/technologies/tof
Microsoft. (2021, 4 февраль). Microsoft Time Of Flight (ToF) белән таныштыру - Azure Depth Platform. Алынган чыганак:https://devblogs.microsoft.com/azure-depth-platform/intro-to-microsoft-time-of-flight-tof
ESCATEC. (2023, 2 март). Очыш вакыты (TOF) сенсорлары: тирәнтен күзәтү һәм куллану. Алынган чыганак.https://www.escatec.com/news/time-of-flight-tof-sensors-an-in-depth-overview-and-applications

Веб-биттәнhttps://faster-than-light.net/TOFSystem_C1/

авторы: Чао Гуан

Кисәтү:

Без шуның белән сайтыбызда күрсәтелгән кайбер рәсемнәрнең Интернеттан һәм Википедиядән алынганлыгын, белем бирүне һәм мәгълүмат алмашуны алга этәрү максатыннан җыелганлыгын белдерәбез. Без барлык иҗат итүчеләрнең интеллектуаль милек хокукларын хөрмәт итәбез. Бу рәсемнәрне коммерция максатларында куллану күздә тотылмый.

Әгәр дә сез кулланылган контентның сезнең авторлык хокукыгызны боза дип саныйсыз икән, зинһар, безнең белән элемтәгә керегез. Без интеллектуаль милек законнары һәм кагыйдәләрен үтәүне тәэмин итү өчен тиешле чаралар күрергә, шул исәптән рәсемнәрне бетерергә яки тиешле атрибуция күрсәтергә әзер. Безнең максатыбыз - бай эчтәлекле, гадел һәм башкаларның интеллектуаль милек хокукларын хөрмәт итүче платформаны саклап калу.

Зинһар, безнең белән түбәндәге электрон почта адресы буенча элемтәгә керегез:sales@lumispot.cnБез теләсә нинди хәбәрнамә алу белән шунда ук чаралар күрергә вәгъдә бирәбез һәм мондый мәсьәләләрне хәл итүдә 100% хезмәттәшлекне гарантиялибез.