Fréttir - Grunnregla og notkun TOF (Time of Flight) kerfisins

Gerast áskrifandi að samfélagsmiðlum okkar fyrir skjótan póst

Þessi röð miðar að því að veita lesendum ítarlega og framsækinn skilning á Time of Flight (TOF) kerfinu. Innihaldið nær yfir alhliða yfirlit yfir TOF kerfin, þar með talin ítarlegar skýringar á bæði óbeinu TOF (ITOF) og Direct TOF (DTOF). Þessir hlutar kafa í kerfisbreytum, kostum þeirra og göllum og ýmsum reikniritum. Greinin kannar einnig mismunandi þætti TOF kerfa, svo sem lóðrétta hola yfirborðsfrumna leysir (VCSEL), flutnings- og móttökulinsur, sem fær skynjara eins og CIS, APD, SPAD, SIPM og ökumannsrás eins og ASICS.

Kynning á TOF (flugtíma)

Grunnreglur

TOF, sem stendur fyrir flugtíma, er aðferð sem notuð er til að mæla fjarlægð með því að reikna tímann sem það tekur ljós að ferðast í ákveðinni fjarlægð í miðli. Þessi meginregla er fyrst og fremst beitt í sjónmyndum og er tiltölulega einföld. Ferlið felur í sér ljósgjafa sem gefur frá sér ljósgeisla, með tíma losunar. Þetta ljós endurspeglar síðan skotmark, er tekið af móttakara og tekinn er af móttökutímanum. Munurinn á þessum tímum, táknaður sem T, ákvarðar fjarlægðina (D = ljóshraði (C) × T / 2).

Tegundir TOF skynjara

Það eru tvær aðal gerðir af TOF skynjara: sjón og rafsegulfræðileg. Optical TOF skynjarar, sem eru algengari, nota ljóspúls, venjulega á innrauða sviðinu, til að mæla fjarlægðar. Þessar púlsar eru sendar frá skynjaranum, endurspegla hlut og snúa aftur til skynjarans, þar sem ferðatíminn er mældur og notaður til að reikna fjarlægð. Aftur á móti nota rafsegulskynjarar rafsegulbylgjur, eins og ratsjá eða lidar, til að mæla fjarlægð. Þeir starfa á svipaðri meginreglu en nota annan miðil fyrirFjarlægð mæling.

Forrit TOF skynjara

TOF skynjarar eru fjölhæfir og hafa verið samþættir í ýmsum sviðum:

Robotics:Notað til að greina og leiðsögn hindrunar. Til dæmis nota vélmenni eins og Roomba og Atlas Boston Dynamics TOF dýpt myndavélar til að kortleggja umhverfi sitt og skipuleggja hreyfingar.

Öryggiskerfi:Algengir skynjarar í hreyfingu til að greina boðflenna, kalla fram viðvaranir eða virkja myndavélakerfi.

Bifreiðariðnaður:Innlimað í ökumannsaðstoðarkerfi fyrir aðlagandi skemmtisigling og forðast árekstur og verða sífellt ríkjandi í nýjum gerðum ökutækja.

Læknissvið: Starfandi við myndgreiningar og greiningar sem ekki eru ífarandi, svo sem sjónmyndun á samloðun (OCT), og framleiðir mynd af mikilli upplausn.

Rafeindatækni neytenda: Samþætt í snjallsíma, spjaldtölvur og fartölvur fyrir eiginleika eins og andlitsþekkingu, líffræðileg tölfræði sannvottun og látbragði.

Drónar:Notað til siglingar, forðast árekstur og til að takast á við persónuvernd og flugáhyggjur

TOF kerfisarkitektúr

Dæmigert TOF -kerfi samanstendur af nokkrum lykilþáttum til að ná fjarlægðarmælingunni eins og lýst er:

· Sendandi (TX):Þetta felur í sér leysir ljósgjafa, aðallega aVcsel, ökumann hringrás ASIC til að keyra leysirinn og sjónhluta fyrir geislaeftirlit eins og samsöfnun linsa eða frábrugðna sjónþátta og síur.
· Móttakari (RX):Þetta samanstendur af linsum og síum við móttökulok, skynjara eins og CIS, SPAD eða SIPM eftir TOF kerfinu og myndmerki örgjörva (ISP) til að vinna úr miklu magni af gögnum frá móttakara flísinni.
·Valdastjórnun:Stjórna hesthúsiNúverandi stjórnun á VCSEL og háspennu fyrir SPADS skiptir sköpum og krefst öflugrar valdastjórnunar.
· Hugbúnaðarlag:Þetta felur í sér vélbúnaðar, SDK, OS og forritalaga.

Arkitektúrinn sýnir fram á hvernig leysigeisla, sem er upprunninn frá VCSEL og breytt með sjónhlutum, ferðast um geiminn, endurspeglar hlut og snýr aftur til móttakarans. Útreikningur á tímaskekkjum í þessu ferli leiðir í ljós fjarlægðar- eða dýptarupplýsingar. Hins vegar nær þessi arkitektúr ekki yfir hávaða, svo sem sólarljós af völdum hávaða eða fjölstig hávaða frá hugleiðingum, sem fjallað er um síðar í seríunni.

Flokkun TOF kerfa

TOF kerfin eru fyrst og fremst flokkuð eftir fjarlægðarmælingartækni þeirra: bein TOF (DTOF) og óbeint TOF (ITOF), hvert með sérstökum vélbúnaði og reikniritum. Í seríunni er upphaflega gerð grein fyrir meginreglum sínum áður en þeir kafa í samanburðargreiningu á kostum þeirra, áskorunum og kerfisbreytum.

Þrátt fyrir að því er virðist einföld meginregla TOF - frá því að gefa frá sér ljósan púls og greina endurkomu þess til að reikna fjarlægð - liggur flækjan í að aðgreina aftur ljósið frá umhverfisljósi. Þessu er tekið á með því að gefa frá sér nægilega bjart ljós til að ná háu merki-til-hávaða hlutfalli og velja viðeigandi bylgjulengdir til að lágmarka truflanir á umhverfisljósum. Önnur nálgun er að umrita losað ljós til að gera það aðgreinanlegt við endurkomu, svipað og SOS merki með vasaljósi.

Flokkurinn heldur áfram að bera saman DTOF og ITOF, ræða ágreining þeirra, kosti og áskoranir í smáatriðum og flokkar enn frekar TOF -kerfi út frá flækjum upplýsinga sem þeir veita, allt frá 1D TOF til 3D TOF.

DTOF

Beint TOF mælir beint flugtíma ljóseindarinnar. Lykilþáttur þess, stakur ljóseind Avalanche díóða (SPAD), er nógu viðkvæmur til að greina stakar ljóseindir. DTOF notar tíma sem fylgir stakri ljóseindafjölda (TCSPC) til að mæla tíma ljóseindafyrirtækja og smíða súlurit til að draga líklegasta fjarlægð út frá hæstu tíðni tiltekins tímamismunar.

ITOF

Óbeint TOF reiknar út flugtíma út frá fasamuninum á milli sem gefin er út og móttekin bylgjulögun, oft með stöðugu bylgju- eða púls mótunarmerki. ITOF getur notað staðlaða myndskynjara arkitektúr og mælt ljósstyrk með tímanum.

ITOF er frekar skipt í stöðugar bylgju mótun (CW-ITOF) og púls mótun (pulsed-it of). CW-ITOR mælir fasaskipti milli sendar og fengið sinusoidal öldur, en pulsed-its reiknar út fasaskipti með því að nota fermetra bylgjumerki.

Færri lestur:

Wikipedia. (nd). Flugtími. Sótt úrhttps://en.wikipedia.org/wiki/time_of_flight
Sony Semiconductor Solutions Group. (nd). TOF (flugtími) | Algeng tækni myndskynjara. Sótt úrhttps://www.sony-semicon.com/is/technologies/tof
Microsoft. (2021, 4. febrúar). Inngangur að Microsoft Time of Flight (TOF) - Azure dýptarpallur. Sótt úrhttps://devblogs.microsoft.com/azure-deepth-platform/intro-to-microsoft-time-of-flight-tof
Escatec. (2023, 2. mars). Tími flugs (TOF) skynjarar: ítarlegt yfirlit og forrit. Sótt úrhttps://www.escatec.com/news/time-of-flight-tof-sensors-an-in-deepth-overview-and-applications

Frá vefsíðunnihttps://faster-than-light.net/tofsystem_c1/

Eftir höfundinn: Chao Guang

Fyrirvari:

Við lýsum hér með því yfir að sumar af myndunum sem birtast á vefsíðu okkar séu safnað af internetinu og Wikipedia, með það að markmiði að efla menntun og miðlun upplýsinga. Við virðum hugverkarétt allra höfunda. Notkun þessara mynda er ekki ætluð til viðskiptahagnaðar.

Ef þú telur að eitthvað af innihaldinu sem notað er brjóti í bága við höfundarrétt þinn, vinsamlegast hafðu samband við okkur. Við erum meira en fús til að grípa til viðeigandi ráðstafana, þar með talið að fjarlægja myndir eða veita viðeigandi framlag, til að tryggja samræmi við hugverkalög og reglugerðir. Markmið okkar er að viðhalda vettvangi sem er ríkur af innihaldi, sanngjarnt og virðir hugverkarétt annarra.

Vinsamlegast hafðu samband við okkur á eftirfarandi netfangi:sales@lumispot.cn. Við skuldbindum okkur til að grípa strax til aðgerða við að fá tilkynningu og tryggja 100% samvinnu við að leysa slík mál.