Aħbarijiet - Prinċipju Bażiku u applikazzjoni tas-Sistema TOF (Ħin tat-Titjira).

Abbona mal-Midja Soċjali Tagħna Għal Post fil-pront

Din is-serje għandha l-għan li tipprovdi lill-qarrejja fehim fil-fond u progressiv tas-sistema tal-Ħin tat-Titjira (TOF). Il-kontenut ikopri ħarsa ġenerali komprensiva tas-sistemi TOF, inklużi spjegazzjonijiet dettaljati kemm tat-TOF indirett (iTOF) kif ukoll tat-TOF dirett (dTOF). Dawn it-taqsimiet jidħlu fil-parametri tas-sistema, il-vantaġġi u l-iżvantaġġi tagħhom, u diversi algoritmi. L-artikolu jesplora wkoll il-komponenti differenti tas-sistemi TOF, bħal Vertical Cavity Surface Emitting Lasers (VCSELs), lentijiet ta 'trasmissjoni u riċeviment, sensuri li jirċievu bħal CIS, APD, SPAD, SiPM, u ċirkwiti tas-sewwieq bħal ASICs.

Introduzzjoni għal TOF (Ħin tat-Titjira)

Prinċipji Bażiċi

TOF, wieqfa għal Ħin tat-Titjira, huwa metodu użat biex titkejjel id-distanza billi tikkalkula l-ħin li jieħu għad-dawl biex jivvjaġġa ċertu distanza f'mezz. Dan il-prinċipju huwa applikat primarjament f'xenarji TOF ottiċi u huwa relattivament sempliċi. Il-proċess jinvolvi sors tad-dawl li jarmi raġġ ta 'dawl, bil-ħin tal-emissjoni rreġistrat. Dan id-dawl imbagħad jirrifletti fuq mira, jinqabad minn riċevitur, u jiġi nnutat il-ħin tar-riċeviment. Id-differenza f'dawn il-ħinijiet, indikata bħala t, tiddetermina d-distanza (d = veloċità tad-dawl (c) × t / 2).

Tipi ta' Sensuri ToF

Hemm żewġ tipi primarji ta 'sensors ToF: ottiċi u elettromanjetiċi. Sensuri ToF ottiċi, li huma aktar komuni, jużaw impulsi tad-dawl, tipikament fil-medda infra-aħmar, għall-kejl tad-distanza. Dawn l-impulsi huma emessi mis-sensor, jirriflettu oġġett, u jirritornaw lejn is-sensor, fejn il-ħin tal-ivvjaġġar jitkejjel u jintuża biex tiġi kkalkulata d-distanza. B'kuntrast, sensuri ToF elettromanjetiċi jużaw mewġ elettromanjetiku, bħal radar jew lidar, biex ikejlu d-distanza. Huma joperaw fuq prinċipju simili iżda jużaw mezz differenti għalkejl tad-distanza.

Applikazzjonijiet tas-Sensuri ToF

Is-sensuri ToF huma versatili u ġew integrati f'diversi oqsma:

Robotika:Użat għall-iskoperta tal-ostakli u n-navigazzjoni. Pereżempju, robots bħal Roomba u Atlas ta’ Boston Dynamics jimpjegaw kameras tal-fond ToF għall-immappjar ta’ madwarhom u jippjanaw il-movimenti.

Sistemi ta' Sigurtà:Sensuri tal-moviment komuni għall-iskoperta ta 'intruders, l-attivazzjoni ta' allarmi, jew l-attivazzjoni tas-sistemi tal-kamera.

Industrija tal-Karozzi:Inkorporat fis-sistemi ta' assistenza tas-sewwieq għall-kontroll tal-kruċiera adattivi u l-evitar tal-ħabtiet, qed issir dejjem aktar prevalenti f'mudelli ġodda ta' vetturi.

Qasam Mediku: Impjegat f'immaġini u dijanjostiċi mhux invażivi, bħal tomografija ta' koerenza ottika (OCT), li tipproduċi immaġini tat-tessuti b'riżoluzzjoni għolja.

Elettronika tal-Konsumatur: Integrat fi smartphones, tablets, u laptops għal karatteristiċi bħal rikonoxximent tal-wiċċ, awtentikazzjoni bijometrika, u rikonoxximent tal-ġesti.

Drones:Użat għan-navigazzjoni, l-evitar tal-ħabtiet, u fl-indirizzar tat-tħassib dwar il-privatezza u l-avjazzjoni

Arkitettura tas-Sistema TOF

Sistema TOF tipika tikkonsisti f'diversi komponenti ewlenin biex jinkiseb il-kejl tad-distanza kif deskritt:

· Trasmettitur (Tx):Dan jinkludi sors tad-dawl tal-lejżer, prinċipalment aVCSEL, ċirkwit tas-sewwieq ASIC biex isuq il-lejżer, u komponenti ottiċi għall-kontroll tar-raġġ bħal lentijiet kollimanti jew elementi ottiċi diffrattivi, u filtri.
· Riċevitur (Rx):Dan jikkonsisti minn lentijiet u filtri fit-tarf li jirċievi, sensuri bħal CIS, SPAD, jew SiPM skont is-sistema TOF, u Proċessur tas-Sinjal tal-Immaġni (ISP) għall-ipproċessar ta 'ammonti kbar ta' data miċ-ċippa tar-riċevitur.
·Ġestjoni tal-Enerġija:Ġestjoni stabbliil-kontroll tal-kurrent għal VCSELs u vultaġġ għoli għall-SPADs huwa kruċjali, u jeħtieġ ġestjoni robusta tal-enerġija.
· Saff tas-Software:Dan jinkludi firmware, SDK, OS, u saff ta 'applikazzjoni.

L-arkitettura turi kif raġġ tal-lejżer, li joriġina mill-VCSEL u modifikat minn komponenti ottiċi, jivvjaġġa fl-ispazju, jirrifletti minn oġġett, u jirritorna lir-riċevitur. Il-kalkolu tal-ħin f'dan il-proċess jiżvela informazzjoni dwar id-distanza jew il-fond. Madankollu, din l-arkitettura ma tkoprix mogħdijiet tal-istorbju, bħal ħsejjes indotti mid-dawl tax-xemx jew ħsejjes b'ħafna mogħdijiet minn riflessjonijiet, li huma diskussi aktar tard fis-serje.

Klassifikazzjoni tas-Sistemi TOF

Is-sistemi TOF huma primarjament kategorizzati mit-tekniki ta 'kejl tad-distanza tagħhom: TOF dirett (dTOF) u TOF indirett (iTOF), kull wieħed b'approċċi distinti ta' hardware u algoritmiċi. Is-serje inizjalment tiddeskrivi l-prinċipji tagħhom qabel ma tidħol f'analiżi komparattiva tal-vantaġġi, l-isfidi u l-parametri tas-sistema tagħhom.

Minkejja l-prinċipju apparentement sempliċi ta 'TOF - li jarmi polz tad-dawl u jiskopri r-ritorn tiegħu biex tikkalkula d-distanza - il-kumplessità tinsab fid-divrenzjar tad-dawl li jirritorna mid-dawl ambjentali. Dan huwa indirizzat billi jitfa 'dawl qawwi biżżejjed biex jinkiseb proporzjon għoli ta' sinjal għall-istorbju u jintgħażlu wavelengths xierqa biex tiġi minimizzata l-interferenza tad-dawl ambjentali. Approċċ ieħor huwa li tikkodifika d-dawl emess biex jagħmilha distingwibbli mar-ritorn, simili għal sinjali SOS bi flashlight.

Is-serje tipproċedi biex tqabbel dTOF u iTOF, tiddiskuti d-differenzi, il-vantaġġi u l-isfidi tagħhom fid-dettall, u tikkategorizza aktar is-sistemi TOF ibbażati fuq il-kumplessità tal-informazzjoni li jipprovdu, li tvarja minn 1D TOF sa 3D TOF.

dTOF

TOF dirett ikejjel direttament il-ħin tat-titjir tal-foton. Il-komponent ewlieni tiegħu, is-Single Photon Avalanche Diode (SPAD), huwa sensittiv biżżejjed biex jiskopri fotoni singoli. dTOF juża Time Correlated Single Photon Counting (TCSPC) biex ikejjel il-ħin tal-wasliet tal-fotoni, u jibni istogramma biex jiddeduċi d-distanza l-aktar probabbli bbażata fuq l-ogħla frekwenza ta 'differenza ta' ħin partikolari.

iTOF

TOF indiretta tikkalkula l-ħin tat-titjir ibbażat fuq id-differenza tal-fażi bejn forom tal-mewġ emessi u riċevuti, komunement bl-użu ta 'mewġ kontinwu jew sinjali ta' modulazzjoni tal-polz. iTOF jista 'juża arkitetturi standard tas-sensuri tal-immaġni, li jkejjel l-intensità tad-dawl maż-żmien.

iTOF huwa aktar suddiviż f'modulazzjoni tal-mewġ kontinwu (CW-iTOF) u modulazzjoni tal-polz (Pulsed-iTOF). CW-iTOF ikejjel il-bidla fil-fażi bejn il-mewġ sinusojdali emess u riċevut, filwaqt li Pulsed-iTOF jikkalkula l-bidla fil-fażi bl-użu ta 'sinjali ta' mewġ kwadru.

Qari Iktar:

Wikipedija. (nd). Ħin tat-titjira. Miġbura minnhttps://en.wikipedia.org/wiki/Time_of_flight
Grupp tas-Soluzzjonijiet tas-Semikondutturi Sony. (nd). ToF (Ħin tat-Titjira) | Teknoloġija Komuni tas-Sensuri tal-Immaġini. Miġbura minnhttps://www.sony-semicon.com/en/technologies/tof
Microsoft. (2021, 4 ta’ Frar). Introduzzjoni għall-Microsoft Time Of Flight (ToF) - Azure Depth Platform. Miġbura minnhttps://devblogs.microsoft.com/azure-depth-platform/intro-to-microsoft-time-of-flight-tof
ESCATEC. (2023, 2 ta’ Marzu). Sensuri tal-Ħin tat-Titjira (TOF): Ħarsa ġenerali fil-fond u Applikazzjonijiet. Miġbura minnhttps://www.escatec.com/news/time-of-flight-tof-sensors-an-in-depth-overview-and-applications

Mill-paġna tal-webhttps://faster-than-light.net/TOFSystem_C1/

mill-awtur: Chao Guang

Ċaħda ta' responsabbiltà:

Aħna hawnhekk niddikjaraw li wħud mill-immaġini murija fuq il-websajt tagħna huma miġbura mill-Internet u l-Wikipedija, bil-għan li nippromwovu l-edukazzjoni u l-qsim tal-informazzjoni. Nirrispettaw id-drittijiet tal-proprjetà intellettwali tal-ħallieqa kollha. L-użu ta' dawn l-immaġini mhuwiex maħsub għal gwadann kummerċjali.

Jekk temmen li xi kontenut użat jikser id-drittijiet tal-awtur tiegħek, jekk jogħġbok ikkuntattjana. Aħna aktar milli lesti li nieħdu miżuri xierqa, inkluż it-tneħħija ta 'immaġini jew l-għoti ta' attribuzzjoni xierqa, biex niżguraw konformità mal-liġijiet u r-regolamenti tal-proprjetà intellettwali. L-għan tagħna huwa li nżommu pjattaforma li hija rikka fil-kontenut, ġusta, u li tirrispetta d-drittijiet tal-proprjetà intellettwali ta 'oħrajn.

Jekk jogħġbok ikkuntattjana fl-indirizz elettroniku li ġej:sales@lumispot.cn. Aħna nimpenjaw ruħhom li nieħdu azzjoni immedjata malli nirċievu kwalunkwe notifika u niggarantixxu kooperazzjoni 100% biex insolvu kwalunkwe kwistjoni bħal din.