გამოიწერეთ ჩვენი სოციალური მედია სწრაფი პოსტისთვის
This series aims to provide readers with an in-depth and progressive understanding of the Time of Flight (TOF) system. The content covers a comprehensive overview of TOF systems, including detailed explanations of both indirect TOF (iTOF) and direct TOF (dTOF). These sections delve into system parameters, their advantages and disadvantages, and various algorithms. სტატიაში ასევე განხილულია TOF სისტემების სხვადასხვა კომპონენტები, როგორიცაა ვერტიკალური ღრუს ზედაპირი, რომელიც ასხივებს ლაზერებს (VCSELs), გადამცემი და მისაღები ლინზები, იღებს სენსორებს, როგორიცაა CIS, APD, SPAD, SIPM და მძღოლის სქემები, როგორიცაა ASICS.
TOF, რომელიც დგას ფრენის დროში, არის მეთოდი, რომელიც გამოიყენება მანძილის გასაზომად, იმის გამოანგარიშებით, თუ რა დრო სჭირდება შუქს საშუალო მანძილზე. ეს პრინციპი ძირითადად გამოიყენება ოპტიკური TOF სცენარებში და შედარებით მარტივია. პროცესი მოიცავს სინათლის წყაროს, რომელიც ასხივებს შუქის სხივი, აღრიცხული ემისიის დროს. ეს შუქი შემდეგ ასახავს სამიზნეს, აღბეჭდილია მიმღების მიერ და აღინიშნება მიღების დრო. ამ დროს განსხვავება, რომელიც აღინიშნება როგორც t, განსაზღვრავს მანძილს (D = სინათლის სიჩქარე (C) × T / 2).
TOF სენსორების ორი ძირითადი ტიპი არსებობს: ოპტიკური და ელექტრომაგნიტური. ოპტიკური TOF სენსორები, რომლებიც უფრო ხშირია, იყენებენ მსუბუქ პულსებს, როგორც წესი, ინფრაწითელ დიაპაზონში, დისტანციური გაზომვისთვის. ეს პულსი გამოყოფილია სენსორისგან, ასახავს ობიექტს და დაუბრუნდება სენსორს, სადაც მოგზაურობის დრო იზომება და გამოიყენება მანძილის გამოსათვლელად. ამის საპირისპიროდ, ელექტრომაგნიტური TOF სენსორები იყენებენ ელექტრომაგნიტურ ტალღებს, სარადარო ან ლიდარის მსგავსად, მანძილის გასაზომად. ისინი მოქმედებენ მსგავსი პრინციპით, მაგრამ იყენებენ სხვა საშუალებებს.
გამოიყენება დაბრკოლების გამოვლენისა და ნავიგაციისთვის. მაგალითად, რობოტები, როგორიცაა Roomba და Boston Dynamics 'Atlas, იყენებენ TOF სიღრმის კამერებს თავიანთი გარემოთი და დაგეგმვის მოძრაობებისთვის.
:მოძრაობის სენსორებში გავრცელებულია შემტევების გამოსავლენად, სიგნალიზაციის გამოწვევის ან კამერის სისტემების გააქტიურებისთვის.
:ინტეგრირებულია მძღოლ-დახმარების სისტემებში ადაპტირებული საკრუიზო კონტროლისა და შეჯახების თავიდან აცილების მიზნით, რაც უფრო მეტად გავრცელებულია ახალი ავტომობილების მოდელებში.
: დასაქმებულია არაინვაზიური ვიზუალიზაციისა და დიაგნოზით, მაგალითად, ოპტიკური თანხვედრის ტომოგრაფია (OCT), წარმოქმნის მაღალი რეზოლუციის ქსოვილის სურათებს.
სამომხმარებლო ელექტრონიკა: ინტეგრირებულია სმარტფონებში, ტაბლეტებში და ლეპტოპებში, ისეთი მახასიათებლებისთვის, როგორიცაა სახის აღიარება, ბიომეტრიული ავთენტიფიკაცია და ჟესტების აღიარება.
· , მძღოლის წრიული ASIC ლაზერის მართვისთვის და ოპტიკური კომპონენტების სხივის კონტროლისთვის, როგორიცაა ლინზების კოლიმიზაცია ან დიფრაქციული ოპტიკური ელემენტები და ფილტრები.
· ეს შედგება ლინზებისა და ფილტრებისგან მიმღები ბოლოს, სენსორები, როგორიცაა CI, SPAD ან SIPM, TOF სისტემის მიხედვით, და გამოსახულების სიგნალის პროცესორი (ISP) მიმღების ჩიპიდან დიდი რაოდენობით მონაცემების დასამუშავებლად.
·VCSELS– ის მიმდინარე კონტროლი და SPAD– ებისთვის მაღალი ძაბვა გადამწყვეტია, რაც მოითხოვს ენერგიის მძლავრ მენეჯმენტს.
·
არქიტექტურა ცხადყოფს, თუ როგორ ხდება ლაზერული სხივი, რომელიც წარმოიქმნება VCSEL- დან და შეცვლილია ოპტიკური კომპონენტებით, სივრცეში მოგზაურობს, ასახავს ობიექტს და ბრუნდება მიმღებს. The time lapse calculation in this process reveals distance or depth information. ამასთან, ეს არქიტექტურა არ მოიცავს ხმაურის ბილიკებს, მაგალითად, მზისგან გამოწვეული ხმაურით ან მრავალფუნქციური ხმაური ანარეკლებისგან, რომლებიც სერიალში მოგვიანებით განიხილება.
TOF სისტემების კლასიფიკაცია
TOF სისტემები, პირველ რიგში, კატეგორიულია მათი დისტანციური გაზომვის ტექნიკით: პირდაპირი TOF (DTOF) და არაპირდაპირი TOF (ITOF), თითოეულს მკაფიო აპარატურით და ალგორითმული მიდგომებით. სერია თავდაპირველად ასახავს მათ პრინციპებს, სანამ არ მოხდება მათი უპირატესობების, გამოწვევებისა და სისტემის პარამეტრების შედარებითი ანალიზით.
TOF– ის ერთი შეხედვით მარტივი პრინციპის მიუხედავად - მსუბუქი პულსის გამოსხივება და მისი დაბრუნების გამოვლენა მანძილის გამოსათვლელად - სირთულე მდგომარეობს იბრუნებს დაბრუნების შუქისგან განასხვავებს გარემოს შუქისგან. ამას ეხება საკმარისად ნათელი შუქის ასხივება, რათა მიაღწიოს მაღალ სიგნალ-ხმაურის თანაფარდობას და შესაბამისი ტალღების სიგრძეებს, გარემოსდაცვითი შუქის ჩარევის შესამცირებლად. კიდევ ერთი მიდგომა არის გამოსხივებული შუქის დაშიფვრა, რათა იგი განასხვავოს დაბრუნებისთანავე, SOS სიგნალების მსგავსად ფანქრით.
სერია განაგრძობს DTOF და ITOF- ს შედარებას, განიხილავს მათ განსხვავებებს, უპირატესობებსა და გამოწვევებს დეტალურად და კიდევ უფრო კატეგორიებს TOF სისტემებს, რომლებიც მათ მიერ მოწოდებული ინფორმაციის სირთულის საფუძველზე ხდება, დაწყებული 1D TOF– დან 3D TOF– მდე.
DTOF
პირდაპირი TOF პირდაპირ ზომავს ფოტონის ფრენის დროს. მისი ძირითადი კომპონენტი, ერთი ფოტონის ზვავი დიოდი (SPAD), საკმარისად მგრძნობიარეა ერთი ფოტონების გამოსავლენად. DTOF იყენებს დროის კორელაციურ ერთჯერადი ფოტონის დათვლას (TCSPC), რათა გაზომოს ფოტონის ჩამოსვლის დრო, ჰისტოგრამის მშენებლობა, რათა გამოიტანოს ყველაზე სავარაუდო მანძილი კონკრეტული დროის განსხვავების ყველაზე მაღალი სიხშირის საფუძველზე.
itof
არაპირდაპირი TOF ითვლის ფრენის დროს, რომელიც ემყარება ფაზის განსხვავებას ემიტირებულ და მიღებულ ტალღურ ფორმებს შორის, ჩვეულებრივ, უწყვეტი ტალღის ან პულსის მოდულაციის სიგნალების გამოყენებით. iTOF can use standard image sensor architectures, measuring light intensity over time.
iTOF is further subdivided into continuous wave modulation (CW-iTOF) and pulse modulation (Pulsed-iTOF). CW-itof ზომავს ფაზის ცვალებადობას გამოსხივებულ და მიღებულ სინუსოიდულ ტალღებს შორის, ხოლო პულსირებული-ITOF ითვლის ფაზის ცვალებადობას კვადრატული ტალღის სიგნალების გამოყენებით.
მომდევნო კითხვა:
- ვიკიპედია. (ნდ). ფრენის დრო. ამოღებულიაhttps://en.wikipedia.org/wiki/time_of_flight
- https://www.sony-memicon.com/en/technologies/tof
- Microsoft. (2021, February 4). Intro to Microsoft Time Of Flight (ToF) - Azure Depth Platform. ამოღებულიაhttps://devblogs.microsoft.com/azure-depth-platform/intro-to-microsoft-time-of-flight-tof
- https://www.escatec.com/news/time-of-flight-tof-sensors-an-in-heverview-and-applications
https://faster-than-light.net/tofsystem_c1/
ავტორის მიერ: ჩაო გუანგი
უარი პასუხისმგებლობა:
ჩვენ ვაცხადებთ, რომ ჩვენს ვებ - გვერდზე ნაჩვენები ზოგიერთი სურათი გროვდება ინტერნეტიდან და ვიკიპედიიდან, განათლებისა და ინფორმაციის გაზიარების განვითარების მიზნით. ჩვენ პატივს ვცემთ ყველა შემქმნელის ინტელექტუალური საკუთრების უფლებებს. ამ სურათების გამოყენება არ არის განკუთვნილი კომერციული მოგებისთვის.
If you believe that any of the content used violates your copyright, please contact us. ჩვენ უფრო მეტად გვსურს, რომ მივიღოთ შესაბამისი ზომები, მათ შორის სურათების ამოღება ან სათანადო მიკუთვნება, ინტელექტუალური საკუთრების კანონებისა და რეგულაციების დაცვის უზრუნველსაყოფად. Our goal is to maintain a platform that is rich in content, fair, and respects the intellectual property rights of others.
sales@lumispot.cn. We commit to taking immediate action upon receiving any notification and guarantee 100% cooperation in resolving any such issues.
