Жаңалықтар - TOF (ұшу уақыты) жүйесінің негізгі қағидаты және қолданылуы

Біздің әлеуметтік медиаға жазылыңыз

Бұл серия оқырмандарға ұшу (TOF) жүйесі туралы терең және прогрессивті түсінік беруге бағытталған. Мазмұн TOF жүйелеріне жан-жақты шолуды қамтиды, соның ішінде жанама Таулы (ITOF) және тікелей TOF (DTOF). Бұл бөлімдер жүйелік параметрлерге, олардың артықшылықтары мен кемшіліктеріне және әртүрлі алгоритмдерге енеді. Мақалада TOF жүйелерінің әртүрлі компоненттері, мысалы, ТМД, APD, SPAD, SIDM, SIPM, SIPM, SIPM және датчиктерді қабылдайтын линзалар сияқты түрлі компоненттері бар.

Таулысқа кіріспе (ұшу уақыты)

Негізгі қағидалар

Ұшу уақытын күту, бұл қашықтықты өлшеу үшін қолданылатын әдіс - бұл қашықтықты өлшеу үшін, ол белгілі бір қашықтықты ортада жүру үшін уақытты есептеу арқылы. Бұл қағида, ең алдымен, оптикалық Танлы сценарийлерде қолданылады және салыстырмалы түрде қарапайым. Процесс жарық көзін шығарады, шығарған кезде жарық сәулесін шығарады. Содан кейін бұл жарық нысанды көрсетеді, қабылдағышпен түсіреді, ал қабылдау уақыты көрсетілген. Осы уақыттағы айырмашылық T-та белгіленді, қашықтықты анықтайды (D = жарық жылдамдығын анықтайды (c) × t / 2).

Тиынды сенсорлардың түрлері

Тиынды датчиктердің екі негізгі түрі бар: оптикалық және электромагниттік. Қашықтықтан өлшеу үшін, жиі кездесетін, әдетте, жеңіл импульстар, әдетте, инфрақызыл диапазонда қолданады. Бұл импульстар сенсордан шығарылады, нысанды көрсетіп, сенсорға оралып, сенсорға оралыңыз, онда сапар уақыты өлшенеді және қашықтықты есептеу үшін қолданылады. Керісінше, электромагниттік TOF сенсорлары қашықтықты өлшеу үшін радар немесе лидар сияқты электромагниттік толқындарды пайдаланады. Олар ұқсас принцип бойынша жұмыс істейді, бірақ басқа ортада қолданадықашықтық өлшеу.

TOF сенсорларының қосымшалары

TOF сенсорлары жан-жақты және әртүрлі салаларға біріктірілген:

Робототехника:Кедергілерді анықтау және навигация үшін қолданылады. Мысалы, бөлмеба және Бостон динамикасы сияқты роботтар, олардың айналасындағыларға және жоспарлау қозғалыстарын картаға түсіру үшін TOF тереңдік камераларын жұмыс істейді.

Қауіпсіздік жүйелері:Қозғалыс сенсорларында зиянкестерді анықтауға, дабылдарды анықтауға немесе камера жүйелерін белсенді етуге арналған.

Автомобиль өнеркәсібі:Жүргізушіге арналған жүйелерге бейімделген круиздік бақылау және соқтығысуды болдырмауға арналған жүйелерге енгізілген, жаңа көлік модельдерінде көбейе түсу.

Медициналық өріс: Инвазивті емес бейнелеу және диагностикада, мысалы, оптикалық когеренс томографиясы (қазан), жоғары ажыратымдылықтағы тіндердің суреттерін шығарады.

Тұтынушы электроника: Бет әлпеті, планшеттер және ноутбуктерге, бетті тану, биометриялық аутентификация және ым-ишараларды тану сияқты.

Дрондар:Навигация, соқтығысуды болдырмауға және құпиялылық пен авиацияға қатысты мәселелерді шешуге пайдаланылады

TOF жүйелік архитектурасы

Әдеттегі TOF жүйесі көрсетілгендей қашықтықты өлшеуге қол жеткізу үшін бірнеше негізгі компоненттерден тұрады:

· Таратқыш (TX):Бұған лазерлік жарық көзі кіреді, негізінен aЦксель, линзерді немесе дифрактивті оптикалық элементтерді және сүзгілерді жинау сияқты сәулелік компоненттерді және сәулелік компоненттерді басқаруға арналған амик драйвері.
· Қабылдағыш (rx):Бұл қабылдау, SPAD, SPAD немесе SIPM сияқты, TOF жүйесіне байланысты, содан кейін TOF жүйесіне, ал анықтағыш чиптерінен алынған кескін сигналдық процессоры (ISP) және кескін сигналдық процессоры (ISP).
·Қуатты басқару:Тұрақты басқаруVCSELS және SPADS үшін жоғары кернеудің ағымдағы бақылауы қуатты қуат беруді қажет етеді, бұл қуатты қуат беруді қажет етеді.
· Бағдарламалық жасақтама:Бұған микробағдарлама, SDK, OS және қолданбалы қабат кіреді.

Сәулет VCSEL-ден шыққан және оптикалық компоненттермен модификацияланған лазер сәулесінің қалай бөлініп, бос орын арқылы жүретіндігін көрсетеді, объектіні көрсетеді және ресиверге қайтарады. Бұл процессте уақыт аралығын есептеу қашықтықты немесе тереңдік туралы ақпаратты көрсетеді. Алайда, бұл сәулет шу жолдарын қамтымайды, мысалы, күн сәулесінің туындаған шу немесе шағылысқан шағылысулары, олардан кейінірек серияларда талқыланады.

TOF жүйелерінің жіктелуі

TOF жүйелері негізінен олардың қашықтықтан өлшеу әдістерімен жіктеледі: тікелей технологиялық (DTOF) және жанама TOF (ITOF), әрқайсысы арнайы аппараттық және алгоритмдік тәсілдермен. Сериялар бастапқыда олардың артықшылықтары, сын-қатерлері және жүйелік параметрлеріне салыстырмалы талдауға дейін олардың принциптерін көрсетеді.

Тиынды жайлы болып көрінгенге қарамастан - жеңіл импульстар шығарып, оның қашықтықтан оралуын анықтауға, оның күрделілігі қоршаған ортаның жарық сәулесінен арылуында болады. Бұл шуылға қатысты жоғары деңгейге жету үшін жеткілікті ашық жарықты шығару және қоршаған ортаға әсер етудің тиісті толқындарының ұзындығын таңдау үшін шешіледі. Тағы бір тәсіл - бұл шығатын жарықты кнгеттеу, оны қайтару үшін оны, оны SOS сигналдарына ұқсас шамдармен бірдей ету үшін.

Сериялар DTOF және IT-ді салыстыруға, олардың айырмашылықтарын, артықшылықтарын және қиындықтарын талқылауға кіріседі, олар Pof жүйелерін олар ұсынған ақпараттың күрделілігіне, 1D TOF-тен 3D-ге дейін санады.

DTOF

Тікелей TOF Фотонның ұшу уақытын тікелей өлшейді. Оның негізгі компоненті, бір фотон көшшісінің диоды (SPAD), бір фотондарды анықтауға жеткілікті. DTOF фотосурет келу уақытын өлшеу үшін (TCSPC) фотондар келу уақытын өлшеу, белгілі бір уақыт айырмашылығының ең жоғары жиілігіне негізделген гистограмманы құрастыруға мүмкіндік береді.

бұлт

Жанама TOF ұшу уақытын шығарылған және алынған толқын формалары арасындағы фазалық айырмашылық негізінде есептейді, әдетте тұрақты толқын немесе импульстің модуляция сигналдарын қолданады. ITOF Стандарт сенсорының стандартты архитектураларын қолдана алады, уақыт өте келе жарық қарқындылығын қолдана алады.

ITOF одан әрі үнемі толқындық модуляцияға (CW-ITOF) және импульстің модуляциясына (импульсті-ITOF) бөлінеді. CW-Itof шығарылған және алынған синусоидалы толқындар арасындағы фазалық ауысуды өлшейді, ал импульстің ауысуы квадрат толқын сигналдарын қолдана отырып, фазалық ауысуды есептейді.

Оқиға:

Википедия. (nd). Ұшу уақыты. Алынғанhttps://en.wikipedia.org/wiki/time_of_flight
Sony жартылай өткізгіш шешімдері тобы. (nd). TOF (ұшу уақыты) | Кескін сенсорларының жалпы технологиясы. Алынғанhttps://www.sony-semicon.com/kz/nect/chechnology/tof
Microsoft. (2021, 4 ақпан). Майкрософтқа ұшу уақытына кіріспе (TOF) - Azure тереңдігі платформасы. Алынғанhttps://devblogs.microsoft.com/azure-depth-platform/intro-to-microsoft-time-ffight-trof
Escatec. (2023, 2 наурыз). Ұшу уақыты (TOF) сенсорлар: тереңге шолу және қосымшалар. Алынғанhttps://www.escatec.com/news/time-ffffight-thof-thensors-tən-in-depth--Depth-Verview-Applications

Веб-беттенhttps://nofster-thanllight.net/tofSyem_c1/

Авторы: Chao Guang

Жауапкершіліктен бас тарту:

Біз осымен біздің веб-сайтта көрсетілген суреттердің кейбіреулері Интернеттен және Википедиядан жиналғанын мәлімдейміз, ол білім мен ақпаратты алмастыруға ықпал етеді. Біз барлық жасаушылардың зияткерлік меншік құқығын құрметтейміз. Бұл суреттерді пайдалану коммерциялық пайдаға арналмаған.

Егер пайдаланылған мазмұнның кез-келгені сіздің авторлық құқықты бұзады деп ойласаңыз, бізге хабарласыңыз. Біз тиісті шаралар қабылдауға, оның ішінде кескіндерді алып тастауға немесе зияткерлік меншік туралы заңдар мен ережелердің сақталуын қамтамасыз етуге дайынбыз. Біздің мақсатымыз - мазмұнға, әділетті және басқалардың зияткерлік меншік құқықтарын құрметтейтін платформаны сақтау.

Келесі электрондық пошта мекенжайында бізге хабарласыңыз:sales@lumispot.cn. Біз кез-келген хабарлама алғаннан кейін дереу әрекет етуге міндеттіміз және кез келген осындай мәселелерді шешудегі 100% ынтымақтастыққа кепілдік береміз.