Вести - Основни принцип и примена ТОФ (Тиме оф Флигхт) система

Претплатите се на наше друштвене мреже за брзе објаве

Ова серија има за циљ да пружи читаоцима дубинско и прогресивно разумевање система времена лета (ТОФ). Садржај обухвата свеобухватан преглед ТОФ система, укључујући детаљна објашњења и индиректног ТОФ (иТОФ) и директног ТОФ (дТОФ). Ови одељци се баве параметрима система, њиховим предностима и недостацима, као и различитим алгоритмима. Чланак такође истражује различите компоненте ТОФ система, као што су ласери који емитују површину вертикалне шупљине (ВЦСЕЛ), сочива за пренос и пријем, сензоре за пријем као што су ЦИС, АПД, СПАД, СиПМ и кола покретача као што су АСИЦ.

Увод у ТОФ (време лета)

Основни принципи

ТОФ, што значи време лета, је метода која се користи за мерење удаљености тако што се рачуна време потребно светлости да пређе одређену удаљеност у медијуму. Овај принцип се првенствено примењује у оптичким ТОФ сценаријима и релативно је једноставан. Процес укључује извор светлости који емитује сноп светлости, при чему се бележи време емитовања. Ово светло се затим одбија од мете, хвата га пријемник и бележи време пријема. Разлика у овим временима, означена као т, одређује растојање (д = брзина светлости (ц) × т / 2).

Типови ТоФ сензора

Постоје два основна типа ТоФ сензора: оптички и електромагнетни. Оптички ТоФ сензори, који су чешћи, користе светлосне импулсе, обично у инфрацрвеном опсегу, за мерење удаљености. Ови импулси се емитују из сензора, одбијају од објекта и враћају се до сензора, где се мери време путовања и користи за израчунавање удаљености. Насупрот томе, електромагнетни ТоФ сензори користе електромагнетне таласе, попут радара или лидара, за мерење удаљености. Они раде на сличном принципу, али користе другачији медиј замерење удаљености.

Примене ТоФ сензора

ТоФ сензори су разноврсни и интегрисани су у различита поља:

роботика:Користи се за откривање препрека и навигацију. На пример, роботи као што су Роомба и Атлас компаније Бостон Динамицс користе ТоФ дубинске камере за мапирање свог окружења и планирање кретања.

Сигурносни системи:Уобичајени сензори покрета за откривање уљеза, активирање аларма или активирање система камера.

Аутомотиве Индустри:Уграђен у системе за помоћ возачу за адаптивни темпомат и избегавање судара, постаје све заступљенији у новим моделима возила.

Медицал Фиелд: Запослен у неинвазивном снимању и дијагностици, као што је оптичка кохерентна томографија (ОЦТ), дајући слике ткива високе резолуције.

Цонсумер Елецтроницс: Интегрисано у паметне телефоне, таблете и лаптопове за функције као што су препознавање лица, биометријска аутентификација и препознавање покрета.

Дронови:Користи се за навигацију, избегавање судара и за решавање питања приватности и авијације

Архитектура ТОФ система

Типичан ТОФ систем се састоји од неколико кључних компоненти за постизање мерења удаљености као што је описано:

· Предајник (Тк):Ово укључује ласерски извор светлости, углавном аВЦСЕЛ, управљачко коло АСИЦ за покретање ласера и оптичке компоненте за контролу зрака као што су колимирајућа сочива или дифракцијски оптички елементи и филтери.
· Пријемник (Рк):Ово се састоји од сочива и филтера на пријемном крају, сензора попут ЦИС, СПАД или СиПМ у зависности од ТОФ система и процесора сигнала слике (ИСП) за обраду великих количина података са чипа пријемника.
·Управљање напајањем:Управљање стабилномконтрола струје за ВЦСЕЛ и високи напон за СПАД је кључна, јер захтева робусно управљање напајањем.
· Софтверски слој:Ово укључује фирмвер, СДК, ОС и слој апликације.

Архитектура показује како ласерски сноп, који потиче из ВЦСЕЛ-а и модификован оптичким компонентама, путује кроз простор, одбија се од објекта и враћа се у пријемник. Израчунавање временског интервала у овом процесу открива информације о удаљености или дубини. Међутим, ова архитектура не покрива путеве буке, као што је бука изазвана сунчевом светлошћу или вишепутна бука од рефлексија, о којима се говори касније у серији.

Класификација ТОФ система

ТОФ системи су првенствено категорисани према техникама мерења удаљености: директни ТОФ (дТОФ) и индиректни ТОФ (иТОФ), сваки са различитим хардверским и алгоритамским приступима. Серија у почетку описује њихове принципе пре него што се упусти у упоредну анализу њихових предности, изазова и системских параметара.

Упркос наизглед једноставном принципу ТОФ – емитовање светлосног импулса и детектовање његовог повратка ради израчунавања удаљености – сложеност лежи у разликовању повратне светлости од амбијенталног светла. Ово се решава емитовањем довољно јаког светла да би се постигао висок однос сигнал-шум и одабиром одговарајућих таласних дужина како би се сметње светлости из околине свеле на минимум. Други приступ је кодирање емитоване светлости како би се она разликовала по повратку, слично СОС сигналима са батеријском лампом.

Серија наставља да пореди дТОФ и иТОФ, детаљно расправљајући о њиховим разликама, предностима и изазовима и даље категорише ТОФ системе на основу сложености информација које пружају, у распону од 1Д ТОФ до 3Д ТОФ.

дТОФ

Директан ТОФ директно мери време лета фотона. Његова кључна компонента, Сингле Пхотон Аваланцхе Диоде (СПАД), довољно је осетљива да детектује појединачне фотоне. дТОФ користи временско корелирано бројање појединачних фотона (ТЦСПЦ) за мерење времена доласка фотона, конструишући хистограм да би се закључила највероватније раздаљина на основу највеће фреквенције одређене временске разлике.

иТОФ

Индиректни ТОФ израчунава време лета на основу фазне разлике између емитованих и примљених таласних облика, обично користећи сигнале континуираног таласа или модулације импулса. иТОФ може да користи стандардне архитектуре сензора слике, мерећи интензитет светлости током времена.

иТОФ се даље дели на континуирану таласну модулацију (ЦВ-иТОФ) и импулсну модулацију (Пулсед-иТОФ). ЦВ-иТОФ мери фазни помак између емитованих и примљених синусоидних таласа, док Пулсед-иТОФ израчунава фазни помак користећи сигнале правокутног таласа.

Даље читање:

Википедиа. (нд). Време лета. Преузето сахттпс://ен.википедиа.орг/вики/Тиме_оф_флигхт
Сони Семицондуцтор Солутионс Гроуп. (нд). ТоФ (Време лета) | Заједничка технологија сензора слике. Преузето сахттпс://ввв.сони-семицон.цом/ен/тецхнологиес/тоф
Мицрософт. (2021, 4. фебруар). Увод у Мицрософт Тиме Оф Флигхт (ТоФ) – Азуре Дептх Платформ. Преузето сахттпс://девблогс.мицрософт.цом/азуре-дептх-платформ/интро-то-мицрософт-тиме-оф-флигхт-тоф
ЕСЦАТЕЦ. (2023, 2. март). Сензори времена лета (ТОФ): дубински преглед и примена. Преузето сахттпс://ввв.есцатец.цом/невс/тиме-оф-флигхт-тоф-сенсорс-ан-ин-дептх-овервиев-анд-апплицатионс

Са веб страницехттпс://фастер-тхан-лигхт.нет/ТОФСистем_Ц1/

од аутора: Цхао Гуанг

Одрицање од одговорности:

Овим изјављујемо да су неке од слика приказаних на нашој веб страници прикупљене са Интернета и Википедије, са циљем промовисања образовања и размене информација. Поштујемо права интелектуалне својине свих стваралаца. Коришћење ових слика није намењено комерцијалној добити.

Ако сматрате да било који од коришћених садржаја крши ваша ауторска права, контактирајте нас. Више смо него вољни да предузмемо одговарајуће мере, укључујући уклањање слика или давање одговарајућег атрибуције, како бисмо обезбедили усклађеност са законима и прописима о интелектуалној својини. Наш циљ је да одржавамо платформу која је богата садржајем, поштена и поштује права интелектуалне својине других.

Молимо контактирајте нас на следећу адресу е-поште:sales@lumispot.cn. Обавезујемо се да ћемо предузети хитне мере по пријему било каквог обавештења и гарантујемо 100% сарадњу у решавању таквих проблема.